Elektronik Yük Projesi Analog Bölüm

[Endorfin35+]

Tasarımı devam eden Elektronik Yük Projesinin analog bölümüdür. Bu konu altında öncelikli olarak güç katları değerlendirilecektir. Genel özellikleri, yazılımsal özellikleri, dijital elektronik konularını diğer elektronik yük başlıkları altında paylaşalım.

Ana Proje Konusu : https://mekatronik.org/forum/threads/elektronik-yuek-tasarimi-yine-yeniden.3110/

Klasik mosfetli yük yapısı referans alınarak projeye başlanmıştır.

mosfet dummy load - Google Suche

Prototip için çizdiğim şema aşağdadır.

Falstad Simulasyon : Link


+/- 12V Besleme veya +12/-5V

Prototip Yük Modülü Dijital Kontrol Bağlantıları :

Analog IN : Akım Ayar Referansı (tercihen 10V)
Analog OUT : 1.Kanal Akım Değeri (Maks 300mv)
Analog OUT : 2.Kanal Akım Değeri (Maks 300mv)
Analog OUT : Yük Voltajı Değeri (Girişin 1/10 'u - Negatif Değer alabilir!)

INPUT : Röle Kontrol (3 - 12V)
INPUT : 1.Kanal Kontrol (3 - 12V)
INPUT : 2.Kanal Kontrol (3 - 12V)

OUTPUT : Aşırı Isı Alarm Sinyali (3V)
OUTPUT : Uygun Polarite ve Voltajda Yük Var Sinyali (3V)


Analog Kullanım İçin Bağlantılar :

Mosfet On/Off 2Pin Switch Bağlantısı
Akım Ayar Pot Bağlantısı
Voltaj a bağlı Akım Kesme Pot Bağlantısı
Voltaja Bağlı Akım Kesme on/off 2Pin Switch Bağlantısı
Uygun Polarite ve Voltajda Yük Var Led Bağlantısı
Aşırı Isı Alarm Led Bağlantısı

Board Üzeri Ledler :

Uygun Polarite ve Voltajda Yük Var Ledi
Aşırı Isı Alarm Ledi
Mosfet 1 Devre Dışı Ledi
Mosfet 2 Devre Dışı Ledi
Mosfet 3 Devre Dışı Ledi
Mosfet 4 Devre Dışı Ledi
+12V Besleme Ledi
-12V Besleme Ledi

Board Trimpot Ayarları :

Akım Kalibrasyon Trimpotu
Maksimum Giriş Voltajı Ayar Trimpotu
Minimum Giriş Voltajı Ayar Trimpotu

 

[taydin]

Simulasyonuna baktım devrenin. Ama standart evirmeyen yükselteç yapısı yok. Onun yerine evirmeyen yükseltecin gerilim bölücü dirençlerinin ortasına voltaj enjekte eden ikinci opamp var. Tamam, akım ayarlanabiliyor, ama mesela lineer çalışmıyor.

Ama kontrol opamp standart bir fark yükselteci olursa, ikinci opamp de sadece 10 kat sabit gain sağlasa, iki standart bileşenden oluşmuş olacak devre. Bir ara MicroCap de kurayım devreyi.

 

[Endorfin35+]

evirmeyen yükseltecin gerilim bölücü dirençlerinin ortasına voltaj enjekte eden ikinci opamp var. Tamam, akım ayarlanabiliyor, ama mesela lineer çalışmıyor.

Benim şemadaki R11 den bahsediyorsun sanırım. O direnç benimde aklıma yatmıyor. Çinliler standart yapıda böyle bir direnç koymuşlar. etkisini merak ettiğim için ekledim. Aşağıdaki şema çinlilerin sattığı modülün şeması...

Buda çinli modülün resmi :

 

[Endorfin35+]

, akım ayarlanabiliyor, ama mesela lineer çalışmıyor.

Lineer çalışmadığı yorumunu neye dayandırıyorsun? Simulasyona göre lineer çalışıyor gibi...?

Simulasyon

 

[semih_s]

Bence akım regülasyonunu yapan opamp'in differential amplifier yapısında olması lazım. Kazanç hem sınırlı olacak hem de ayarlanabilecek.

https://www.electronics-tutorials.ws/opamp/opamp_5.html

V1 Ayarlanan akım referansı, V2 de şöntten gelen feedback (sabit bir gain ile yükseltilmiş hali)

Bu yapıya akım sınırlayıcı mosfet yada transistörün nasıl uygulanacağını tasarlayamıyorum. Burada ayarlanan voltajla, akım sensörü voltajı arasındaki farkı bir katsayıyla Vout'tan alıyosruz. Bu herhangi bir anda akım hatasını veriyor, bu akım hatasıyla ne yaparak süreceğiz transistörü? Kabaca tarif eder yada çizer misiniz?

 

[Endorfin35+]

Bu yapıya akım sınırlayıcı mosfet yada transistörün nasıl uygulanacağını tasarlayamıyorum. Burada ayarlanan voltajla, akım sensörü voltajı arasındaki farkı bir katsayıyla Vout'tan alıyosruz. Bu herhangi bir anda akım hatasını veriyor, bu akım hatasıyla ne yaparak süreceğiz transistörü? Kabaca tarif eder yada çizer misiniz?

Temelde aynı şey değil mi?

V1 referans v2 şönten okunan, ilk anda akım yok v1 uyguladın fark oluştu. Opamp çıkışı yükseldi ve transistörü sürdü. V2 yükseldi fark azlarak sıfır oldu. Opamp çıkışı kesti. Sonra tekrar aynı döngüde aynı iş...

Emin değilim tabi denemek lazım ...

 

[semih_s]

Temelde aynı şey değil mi?

V1 referans v2 şönten okunan, ilk anda akım yok v1 uyguladın fark oluştu. Opamp çıkışı yükseldi ve transistörü sürdü. V2 yükseldi fark azlarak sıfır oldu. Opamp çıkışı kesti. Sonra tekrar aynı döngüde aynı iş...

Emin değilim tabi denemek lazım ...

Opamp gainini başı boş bırakmama konusunda @taydin'la hemfikirim. Ama bir taraftan da basit yapıda da gain hesaplanabilir ve geri besleme var. Transistör kullanırken gate direnci ve transistör kazancının bir fonksiyonu oluyor. Aynı ölçeklerde çıkış voltajının gate direnciyle değişimi.

 

[Endorfin35+]

Transistör kullanırken gate direnci ve transistör kazancının bir fonksiyonu oluyor. Aynı ölçeklerde çıkış voltajının gate direnciyle değişimi.

Mosfet kullanınca ne fark var. Aynı şey olmaz mı?

 

[semih_s]

Mosfet kullanınca ne fark var. Aynı şey olmaz mı?

Mosfet kullanınca 1'e 1 gibi olacak, hemen deneyeyim.

Ama frekansı yükseltince plato muhabbeti ortaya çıkar mı bakalım. yukarısı 1Hz.

Aşağısı 10KHz

lm358 de aynı

 

[Endorfin35+]

Opamp gainini başı boş bırakmama konusunda @taydin'la hemfikirim

Benim branşım elektronik değil. Bazı konuları ve jargonu bazen anlamıyorum. Bu ne demek? Bana açıklar mısınız ?

 

[semih_s]

Benim branşım elektronik değil. Bazı konuları ve jargonu bazen anlamıyorum. Bu ne demek? Bana açıklar mısınız ?

Geri beslemesiz kullanıldığında opampın gainini sonsuz kabul ettiğimiz durumu kastediyorum, jargonda yeri var mı bilmiyorum, bana sanki opamp çıkışını öylece transistör sürmeye verip, hani gürültüden vb çıkışın zıplayıp durmasını önleyecek bir şey lazım gibi geliyor. Aslında şöntten aldığımız geri besleme bunu yapıyor ama ayarladığımız bir input için opamp çıkışının belli bir aralığın üstüne çıkmasını önleyecek bir yapı olması gerekir gibi geliyor. Aşırı akım koruması gibi. Benimki yersiz bir endişe de olabilir.

Bir de bence şönt gerilimini opampla yükselmek ve ayar inputu seviyesine çıkarmak yerine ayar inputunu şönt sinyali seviyesine indirmek gerek. Böyle düşünmemin sebebi de şönt gerilimi dinamik ama ayar input gerilimi statik. Şöntü opampla yükseltip mosfeti süren opampa beslediğimizde geri beslemeye bir gecikme eklemiş oluyoruz ve bu da osilasyona sebep olabilir gibi geliyor bana.

 

[taydin]

Lineer çalışmadığı yorumunu neye dayandırıyorsun? Simulasyona göre lineer çalışıyor gibi...?

Simulasyon

Giriş voltajını iki katına çıkarıyorum, MOSFET akımı iki katına çıkmıyor. Üç katına çıkarıyorum, makas daha da açılıyor. Sanki orada farklı bir transfer fonksiyonu var.

 

[Endorfin35+]

Giriş voltajını iki katına çıkarıyorum, MOSFET akımı iki katına çıkmıyor. Üç katına çıkarıyorum, makas daha da açılıyor. Sanki orada farklı bir transfer fonksiyonu var.

Kafam karıştı yaw. Zaten olması gereken bu değil mi?

 

[Endorfin35+]

Giriş voltajını iki katına çıkarıyorum, MOSFET akımı iki katına çıkmıyor. Üç katına çıkarıyorum, makas daha da açılıyor. Sanki orada farklı bir transfer fonksiyonu var.

Yanlış okumuşum. Bir daha bakayım.

 

[Endorfin35+]

Giriş voltajını iki katına çıkarıyorum, MOSFET akımı iki katına çıkmıyor. Üç katına çıkarıyorum, makas daha da açılıyor. Sanki orada farklı bir transfer fonksiyonu var.

İyi gibi görünüyor. Daha rahat gözlem için girişe seçici anahtar ekledim.

Yeni Simulasyon.

 

[taydin]

İyi gibi görünüyor. Daha rahat gözlem için girişe seçici anahtar ekledim.

Yeni Simulasyon.

Evet şimli lineer olmuş. Daha önceki değildi. Ne değiştirdin?

 

[taydin]

Benim düşündüğüm devre şu şekilde. Regülasyonu yapan X3 fark yükselteç, kazanç 10. Şönt voltajını yükselten de X2, kazanç 10.

Referans voltajı 0 - 21 V arasında değişiyor. Çıkış voltajını da 2 V - 50 V arasında test ettim akım sabit.

 

[Endorfin35+]

Evet şimli lineer olmuş. Daha önceki değildi. Ne değiştirdin?

Aslında birşey değiştirmedim. Sen falstad a alışık değilsin. Ondandır.

 

[Endorfin35+]

Benim düşündüğüm devre şu şekilde. Regülasyonu yapan X3 fark yükselteç, kazanç 10. Şönt voltajını yükselten de X2, kazanç 10.

Referans voltajı 0 - 21 V arasında değişiyor. Çıkış voltajını da 2 V - 50 V arasında test ettim akım sabit.

21201 eklentisine bak

Şemalarımız aynı. Demekki aynı düşünmüşüz...

 

[taydin]

Aynı değil gibime geliyor. Fark yükselteç yok senin devrede sanki, evirmeyen yükselteç var.