محدود کننده جریان

[Miladehsani]

یک منبع تغذیه سوییچینگ دارم ۳۰ آمپر
میخواهم جریان خروجی را روی ۲.۵ آمپر ثابت کنم
ولتاژ مدار ۱۳.۵ هست
یک مدار با ترانزیستور ایسی و مقاومت آجری برای سنس جریان طراحی کردم
(مقاومت برای سنس جریان باید در قسمت مثبت مدار باشد(های ساید))
از سمت منفی برای نمونه گیری نمیتوان استفاده کرد
به این صورت هست که مقاومت روی ۲.۵ آمپر ۰.۷افت ولتاژ میده و ترانزیستور فعال و ماسفت را غیر فعال میکنه و این سوییچ زدن باعث میشه آمپر از ۲.۵ بالا تر نره
اما مشکلی که هست ترانزیستور خیلی زودتر از این ۰.۷ فعال میشه
و جریان به ۲.۵ نمیرسه
ترانزیستور استفاده شده bd138 هست
مشکل دوم گرم شدن مقاومت هست که با گرم شدن اهم به هم میریزه و جریان کم میشه
مشکل سوم همین مقاومت ها هست که من از مقاومت ۵ وات آجری استفاده کردم
اینها به دما حساس هستند و قابل اعتماد نیست

اگر به خروجی مصرف کننده مثلا لامپ رشته ای ۱۲ ولت متصل کنم ماسفت به شدت داغ میشه انگار گیت نیمه فعال هست
اما وقتی باتری متصل میکنم (برای شارژ) مشکلی ندارد داغ نمیکند اما به ۲.۵ آمپر هم نمیرسد حدود ۱ آمپر نهایتش هست
کسی از دوستان ایده ای داره؟
مدار دیگری هم اگر میشناسید که از سمت مثبت کار کند ممنون میشم معرفی کنید

[علی عزتی]

اگر باید از سمت مثبت جریان اندازهگیری شود، پیشنهاد میشود به جای استفاده مستقیم از ترانزیستور، از تقویتکننده تفاضلی (op-amp) یا مقایسهگر دقیق استفاده کنید تا افت ولتاژ بسیار کوچکتری برای سنجش جریان کافی باشد. استفاده از مقاومت کماهم (مثلاً 0.1 اهم یا کمتر) در مسیر مثبت تغذیه و استفاده از مقایسهگر (مثل LM358 یا بهتر: OPA2333) برای مقایسه ولتاژ دو سر مقاومت که خروجی مقایسهگر گیت ماسفت را کنترل کند می تواند مشکل شما را حل کند.

برای رفع مشکل گرمشدن مقاومت سنس جریان استفاده از مقاومت شنت دقیق (low TCR) فلزی یا شنتهای مخصوص جریان بالا، به جای مقاومت آجری. مثلاً: مقاومتهای شنت 0.1Ω 5W فلزی (با TCR پایینتر از ±50ppm/°C). مثل مدل های موجود در فروشگاه مقاومت شنت 1X10 میلی متر 10 میلی اهم مدل N-type
یا از دو مقاومت 0.2Ω 3W موازی برای تقسیم توان.

داغ شدن ماسفت هنگام بار مقاومتی (لامپ) احتمال زیاد ماسفت شما در ناحیه خطی کار میکند (نه کاملاً قطع، نه کاملاً وصل) چون گیت به درستی سوئیچ نمیشود.

راهکار:
اطمینان از اینکه گیت ماسفت به ولتاژ کافی برای "خاموششدن کامل" میرسد. در صورت استفاده از P-Channel در High-Side، دقت کنید گیت باید به منبع مثبت نزدیک شود تا ماسفت خاموش شود.

[HS1386]

یک منبع تغذیه سوییچینگ دارم ۳۰ آمپر
میخواهم جریان خروجی را روی ۲.۵ آمپر ثابت کنم
ولتاژ مدار ۱۳.۵ هست
یک مدار با ترانزیستور ایسی و مقاومت آجری برای سنس جریان طراحی کردم
(مقاومت برای سنس جریان باید در قسمت مثبت مدار باشد(های ساید))
از سمت منفی برای نمونه گیری نمیتوان استفاده کرد
به این صورت هست که مقاومت روی ۲.۵ آمپر ۰.۷افت ولتاژ میده و ترانزیستور فعال و ماسفت را غیر فعال میکنه و این سوییچ زدن باعث میشه آمپر از ۲.۵ بالا تر نره
اما مشکلی که هست ترانزیستور خیلی زودتر از این ۰.۷ فعال میشه
و جریان به ۲.۵ نمیرسه
ترانزیستور استفاده شده bd138 هست
مشکل دوم گرم شدن مقاومت هست که با گرم شدن اهم به هم میریزه و جریان کم میشه
مشکل سوم همین مقاومت ها هست که من از مقاومت ۵ وات آجری استفاده کردم
اینها به دما حساس هستند و قابل اعتماد نیست

اگر به خروجی مصرف کننده مثلا لامپ رشته ای ۱۲ ولت متصل کنم ماسفت به شدت داغ میشه انگار گیت نیمه فعال هست
اما وقتی باتری متصل میکنم (برای شارژ) مشکلی ندارد داغ نمیکند اما به ۲.۵ آمپر هم نمیرسد حدود ۱ آمپر نهایتش هست
کسی از دوستان ایده ای داره؟
مدار دیگری هم اگر میشناسید که از سمت مثبت کار کند ممنون میشم معرفی کنید

با سلام و خسته نباشید،
1- ولتاژ بایاس اکثر ترانزیستور های BJT از حدود ولت شروع میشه ، با 0.7 ولت که مقدار اسمی هست ، صرفا حداکثر جریان کلکتور به حد قابل قبول میرسه.
2- بعید میدونم این مشکل شما از تغییر مقدار مقاومت باشه ، چون ضریب تغییر مقدار نسبت به دمای اکثر مقاومت ها ، در حد PPM هست ، یعنی حتی نمیتونید با مولتی متر معمولی این تغییر رو اندازه بگیرید !
ولتاژ بایاس ترانزیستور های BJT وابستگی شدیدی به دما داره ، هر چه دما بیشتر بشه ، ولتاژ بایاس افت میکنه .
در مدار شما هر چه ولتاژ بایاس ترانزیستور کمتر بشه ، جریان خروجی افت میکنه.
3- وقتی که لامپ رشته ای وصل میکنید ، محدود کننده جریان عمل میکنه و ولتاژ بین درین-سورس ماسفت افت میکنه تا جریان ثابت بمونه ، که نتیجش میشه تولید گرما.
ذات این مدار خطی بودن هست.
4- اگر میخوایید جریان خروجی واقعا ثابت بمونه ، بهتره از آپ امپ برای سنس جریان استفاده کنید، راه حل اصولی تر هم استفاده از آیسی های High Side Current Sensor هست.

[Miladehsani]

اگر باید از سمت مثبت جریان اندازهگیری شود، پیشنهاد میشود به جای استفاده مستقیم از ترانزیستور، از تقویتکننده تفاضلی (op-amp) یا مقایسهگر دقیق استفاده کنید تا افت ولتاژ بسیار کوچکتری برای سنجش جریان کافی باشد. استفاده از مقاومت کماهم (مثلاً 0.1 اهم یا کمتر) در مسیر مثبت تغذیه و استفاده از مقایسهگر (مثل LM358 یا بهتر: OPA2333) برای مقایسه ولتاژ دو سر مقاومت که خروجی مقایسهگر گیت ماسفت را کنترل کند می تواند مشکل شما را حل کند.

برای رفع مشکل گرمشدن مقاومت سنس جریان استفاده از مقاومت شنت دقیق (low TCR) فلزی یا شنتهای مخصوص جریان بالا، به جای مقاومت آجری. مثلاً: مقاومتهای شنت 0.1Ω 5W فلزی (با TCR پایینتر از ±50ppm/°C). مثل مدل های موجود در فروشگاه مقاومت شنت 1X10 میلی متر 10 میلی اهم مدل N-type
یا از دو مقاومت 0.2Ω 3W موازی برای تقسیم توان.

داغ شدن ماسفت هنگام بار مقاومتی (لامپ) احتمال زیاد ماسفت شما در ناحیه خطی کار میکند (نه کاملاً قطع، نه کاملاً وصل) چون گیت به درستی سوئیچ نمیشود.

راهکار:
اطمینان از اینکه گیت ماسفت به ولتاژ کافی برای "خاموششدن کامل" میرسد. در صورت استفاده از P-Channel در High-Side، دقت کنید گیت باید به منبع مثبت نزدیک شود تا ماسفت خاموش شود.

تشکر
حالا اگر من از مقاومت های شنت ۱۰ میلی اهم استفاده کنم
در ۲.۵ آمپر ۲۵ میلی ولت تفاوت ولتاژ هست
چگونه باید یک ولتاژ رفرنس با تفاوت ۲۵ میلی ولت برای lm358 درست کنم که قابل اعتماد باشد
حتی ولتاژ ورودی هم در بعضی مواقع نوسان دارد و کم و زیاد میشود
این مدار فقط برای شارژ باتری استفاده میشود
اگر از همین مقاومت های آجری استفاده کنم
که با lm358
۰.۷ افت را حس کند حس میکنم کار آسان تری خواهد بود
Lm358 توان بایاس ماسفت را دارد یا باید از ترانزیستور استفاده کنم

[Miladehsani]

با سلام و خسته نباشید،
1- ولتاژ بایاس اکثر ترانزیستور های BJT از حدود ولت شروع میشه ، با 0.7 ولت که مقدار اسمی هست ، صرفا حداکثر جریان کلکتور به حد قابل قبول میرسه.
2- بعید میدونم این مشکل شما از تغییر مقدار مقاومت باشه ، چون ضریب تغییر مقدار نسبت به دمای اکثر مقاومت ها ، در حد PPM هست ، یعنی حتی نمیتونید با مولتی متر معمولی این تغییر رو اندازه بگیرید !
ولتاژ بایاس ترانزیستور های BJT وابستگی شدیدی به دما داره ، هر چه دما بیشتر بشه ، ولتاژ بایاس افت میکنه .
در مدار شما هر چه ولتاژ بایاس ترانزیستور کمتر بشه ، جریان خروجی افت میکنه.
3- وقتی که لامپ رشته ای وصل میکنید ، محدود کننده جریان عمل میکنه و ولتاژ بین درین-سورس ماسفت افت میکنه تا جریان ثابت بمونه ، که نتیجش میشه تولید گرما.
ذات این مدار خطی بودن هست.
4- اگر میخوایید جریان خروجی واقعا ثابت بمونه ، بهتره از آپ امپ برای سنس جریان استفاده کنید، راه حل اصولی تر هم استفاده از آیسی های High Side Current Sensor هست.

تشکر از پاسخ شما
از ایسی ها یا ماژول های سنس جریان هم میشود استفاده کرد
مثل acs712 اما این هم طبق توضیحی که بالا دادم دادم فکر میکنم نیاز به تقویت کننده یا مقایسه کننده دارد
چون این ها هم در صورت احساس جریان مثلا خروجی ۲.۵ ولتی را به ۲.۶ افزایش میدهند

کلیت مدار برای شارژ باتری مناسب هست؟؟

[Miladehsani]

سلام مجدد
با ایسی lm393 مقایسه رو انجام دادم و با یک ترانزیستور ماسفت رو خاموش روشن میکنه
مدار کار میکنه و مشکلی نداره
رفرنس ۰.۷ هم به این صورت به ایسی دادم که
یک دیود که افت ولتاژ داره رو از ورودی تغذیه به پایه مقایسه کننده دادم و یک مقاومت ده کیلو هم از منفی به همین نقطه مشترک متصل کردم که باعث جریان کشی از دیود بشه و این افت ولتاژ حدود۰.۷ ایجاد بشه
الان فقط زمانی که افت ولتاژ به حدود ۰.۷ برسه ماسفت سویچ رو انجام میده
حالا اساتید این مدار رو چطور میبینن (نسبت به دما.کارایی و...)
قرار هست فقط باتری شارژ کنه با محدودیت جریان
اینکه مولتی متر سویچ ولتاژ گیت ماسفت رو تشخیص نمیده طبیعی هست ماسفت کار میکنه جریان محدود میشه ولی گیت رو همچنان صفر نشون میده

[HS1386]

سلام مجدد
با ایسی lm393 مقایسه رو انجام دادم و با یک ترانزیستور ماسفت رو خاموش روشن میکنه
مدار کار میکنه و مشکلی نداره
رفرنس ۰.۷ هم به این صورت به ایسی دادم که
یک دیود که افت ولتاژ داره رو از ورودی تغذیه به پایه مقایسه کننده دادم و یک مقاومت ده کیلو هم از منفی به همین نقطه مشترک متصل کردم که باعث جریان کشی از دیود بشه و این افت ولتاژ حدود۰.۷ ایجاد بشه
الان فقط زمانی که افت ولتاژ به حدود ۰.۷ برسه ماسفت سویچ رو انجام میده
حالا اساتید این مدار رو چطور میبینن (نسبت به دما.کارایی و...)
قرار هست فقط باتری شارژ کنه با محدودیت جریان
اینکه مولتی متر سویچ ولتاژ گیت ماسفت رو تشخیص نمیده طبیعی هست ماسفت کار میکنه جریان محدود میشه ولی گیت رو همچنان صفر نشون میده

نسبت به قبل بهتر شده ، اگر بخواییم سخت گیری کنیم میشه به اون دیود رفرنس ولتاژ ایراد گرفت که موقع افزایش دمای محیط مقدار ولتاژش افت میکنه.
میتونید از خروجی TL431 با تقسیم مقاومتی این ولتاژ رو دریافت کنید که پایداری دمایی خیلی بهتری داره.