Мостовой усилитель с токовой ОС - Страница 3

uk8amk · 29.10.2008, 19:52

Ладно, колюсь

Данный усилитель используется в моем векторном лазерном проекторе. Для того чтобы иметь понятие какое все-таки напряжение поступает на его вход, я прикладываю его изображение. Я хочу сделать мостовую схему, т.к. видел ДШ на профессиональные сервоусилители высокого класса в которых используется мостовая схема, по крайней мере я делаю такое заключение по их фотографиям.
Касательно моей первой выложенной схемы(не мостовой). Там есть цепь R36 C16. Как я понимаю это вроде цепочка Цобеля-Буше (если не ошибаюсь). Как ее подключать в мостовой схеме?

Что касается принципа работы самого сервоусилителя, то там используются датчики положения(оптические) ротора сканера. Если сигнал команды отличается от сигнала с датчика то на катушку подается ток и она вращает ротор в том направлении и до тех пор пока эти два сигнала не "скомпенсируются". В остальное время на катушки не подается никакого тока.

Входная частота работы - это частота с которой подаются на вход усилителя новые команды положения. Обычно векторы(или точки) расположены близко друг к другу, поэтому не нужно вращать ротор из одного крайнего положения в другое.

-- Прилагается рисунок: --

tauP10 · 29.10.2008, 20:10

Цепочку с каждого выхода на землю.
Соединение выходов цепочкой между собой в мостовых схемах иногда не помогает против возбуда.
Для Ваших целей есть большой смысл уменьшать C16 и увеличивать R36 до тех пор пока это не будет негативно влиять на импульсную характеристику.

UNITY · 30.10.2008, 08:21

В усилителе тока мы используем TDA8924TH. Схема включения из даташита. Единственное отличие - обратная связь по току. Прелести - Класс D, высокий КПД, мало греются радиаторы. В качестве датчика тока используется ACS712 (Allegro). Прекрасная микросхема на датчике Холла. С её выхода сигнал поступет непосредственно на вход TDA.

P.S. В августе прошлого года TDA8924 снята с производства. Но в Вашем случае достаточно TDA8920 (немножко слабее по току, 7,5A вместо 11A).
Я думаю, при работе на большую индуктивную нагрузку можно обойтись без фильтровочного дроселя. Но это надо пробовать.

vicmic · 30.10.2008, 11:38

Сообщение от uk8amk

Вот схема, точнее выходной каскад моей схемы. Вместо ИМС 675 я поставил 3886. Хотелось бы переделать ее в мостовую.

В Вашей схеме, uk8amk, необходимо исключить R35 и C15. Когда я делал звуковые токовые усилители на TDA7294, никогда не ставил в обратную связь интегрирующую RC-цепочку. Никакого возбуда не было.А вот скорость на фронтах должна повыситься.

-- Прилагается рисунок: --

uk8amk · 30.10.2008, 15:17

Я вас правильно понял, цепочки должны подключаться так?

"Соединение выходов цепочкой между собой в мостовых схемах иногда не помогает против возбуда."

А как часто возбуждаются мостовые схемы. Просто я еще ни разу не имел дел с мостовыми усилителями.

"необходимо исключить R35 и C15"

C15 я давно исключил, просто забыл вырезать из схемы. Насчет R35 я несколько неуверен, т.к. если его закоротить поменяется коэффициент усиления, а точнее преобразования U-›I. А вообще как посчитать этот коэффициент?
Там в оригинале схемы еще стояла резистивно-емкостная цепочка, закорачивающая неинвертирующий вход с инвертирующим. Я ее убрал, т.к. схема работала нестабильно.

-- Прилагается рисунок: --

tauP10 · 30.10.2008, 15:39

Вы правильно цепочки нарисовали.
Я однажды встретился с возбудом на мостовой схеме с одиночной цепочкой между выходами в микросхеме TDA2616/
Статистикой не владею

Цитата:

Насчет R35 я несколько неуверен, т.к. если его закоротить поменяется коэффициент усиления, а точнее преобразования U-›I. А вообще как посчитать этот коэффициент?

R35 не влияет на коэффициент усиления, если С15 выброшен. Какое напряжение на правом конце такое и на левом, потому что ток входа ОУ мал по причине высокого входного сопротивления ОУ.
Служит R35 только в паре с корректирующим конденсатором С15 исключительно для обеспечения устойчивости ( в Вашей схеме) . Но если без С15 у Вас все не гудит на любых уровнях выходного сигнала - то и не ставьте. Я бы оставил и R35 и С15, вместо С15 возможно подобрал бы RC цепочку для улучшения импульсной зарактеристики всего хозяйства. Несмотря на то что без С15 у Вас типа все работает - ООС по току на высоких частотах склонна заставить загудеть ОУ при малом запасе по фазе на частоте где глубина ООС превращается в 1-цу.

Ifkey · 31.10.2008, 02:52

На верхнем рисунке схема преобразователя напряжения в ток при заземленной нагрузке (из р/технич. литературы). На двух таких схемах удобно построить и мостовой преобразователь U-›I, поскольку в середине нагрузки образуется виртуальный ноль (общий провод двуполярного источника питания) - см. нижний рисунок.

Судя по приведенной Вами осциллограмме входной сигнал дискретизирован по времени и амплитуде. В таком варианте усилитель как таковой и не нужен, а нужен компаратор: есть на входе сигнал разбаланса - на выходе полное напряжение, наступил баланс задающего напряжения с сигналом от датчика положения - на выходе ноль.
Компаратор "не озабочен" самовозбуждением, а работа в ключевом режиме сводит к минимуму рассеиваемую на нем мощность.

При подходе к балансу надо резко затормозить двигатель. Это просто реализуется эл-магнитным торможением - достаточно закоротить цепь ротора. Для этого усилитель должен иметь малое выходное сопротивление. Т.е. усилитель с ООС по току (U-›I) здесь даже противопоказан. Поскольку цепи обратной связи в компараторе принципиально отсутствуют, то низким выходным сопротивлением должен обладать сам компаратор (а не за счет уменьшения Rвых с помощью ООС по U).

Если выбег получится чрезмерным, то можно организовать плавный подход к точке баланса, подобрав ширину зоны входного напряжения (сигнала разбаланса), в которой усилитель "слезает с полки" и начинает работать как усилитель (происходит "замыкание" ООС). Проще всего сделать это подбором коэффициента усиления усилителя. Но можно и более гибко, изменяя ООС по напряжению от обрыва до единицы (100%) с помощью внешней цепи управления на маломощных элементах. При 100%-ной ООС Rвых будет практически нулевым независимо от структуры основного (мощного) усилителя. [img][/img]

-- Прилагается рисунок: --

vicmic · 31.10.2008, 12:52

Здесь нужен усилитель наподобие "усилителя высокой верности" Николая Сухова - т.е. баланс усилителя напряжения и усилителя тока. Сухов в своё время в журнале Радио демонстрировал осциллограммы напряжения на нагрузке при подаче меандра на вход. Сейчас он выпускает журнал "Радиохобби" - можете с ним связаться для консультаций. Странно, что у Вас изменяется коэффициент усиления, если убираете R35 - он не должен меняться, если входной ток по инвертирующему входу пренебрежимо мал. В Вашей схеме Iвых.= Uвх./R37. Если оставите R35, то Кус. увеличится, т.к. уменьшится напряжение токовой ОС. Насколько - зависит от входного тока.
Ещё один важный момент - питание. При такой нагрузке БП должен иметь большой запас по мощности, и быть стабилизированным. Для интереса посмотрите осциллогафом что делается на шине питания во время работы. Ещё больше информации даст фотографирование движения луча - ведь именно это и является выходным сигналом. Попробуйте направить луч на фотобумагу, протягивая её перпендикулярно плоскости движения луча - получится подобие небезизвестного шлейфового осциллографа, применявшегося в сейсморазведке. Сразу станет видно куда двигаться дальше.

uk8amk · 31.10.2008, 15:13

Спасибо Ifkey за схему. Симуляция показала работоспособность, только для улучшения стабильности пришлось немного уменьшить быстродействие подключением параллельно резисторам R2/R2 в петле ОС кондеров. После этого заработала совсем без ошибок.
Схема tauP10 работает как-то странно, точнее говоря почему-то совсем не работает. Может во всем виноват Протеус? Я использую версию 6.9.

По поводу усилителя высокой верности - наверное нет. Я забышл сказать что здесь не нужно на очень больших скоростях(частотах) получать очень точные ответы механической системы. Здесь важно их получать быстро. Прилагаю рисунок напряжения на входе и примерно ожидаемого движения ротора.

-- Прилагается рисунок: --

tauP10 · 31.10.2008, 16:13

uk8amk, Вам поможет предварительная фильтрация входного сигнала перед подачей на вход усилителя мощности. Эти прямоугольные ступеньки , которые в выходном токе могут отсутствовать, приводят к тому что выходной каскад, стремясь их "отработать" постоянно вынужден давать "всплески" максимальной крутизны , от чего ток потребления вашей микросхемы будет повышенным в связи с явлением "сквозного тока" пары силовых биполярных транзисторов на высоких скоростях переключения "от рельсы до рельсы".

С точки зрения симуляции - у меня все симулировалось как ожидалось в воркбенче.

Насчет схемы приведенной Ifkey в мостовом включении я вижу недостаток. Схема симметрична и каждый ОУ пытается отработать в нагрузку тот ток , который задан номиналами резисторов цепи ОС. Но получается что 2 генератора тока , работают через нагрузку друг на друга , и у кого коэффициент преобразования Uвх/Iвых окажется больше - будет перетягивать "одеяло на себя" , что выразится в лишних всплесках выходных напряжений у того ОУ, коэффициент усиления которого меньше. Таким образом требуется особо высокая согласованность номиналов все резисторов цепей ООС. Можете просимулировать изменив на 10% какие-нибудь номиналы одного из плеч моста.