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压控大电流恒流源的自激震荡问题。

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楼主: 玄德
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曾经碰到类似问题,苦苦无结果,后来看到一篇**加 “一步一步做恒流源”有点改善,你百度一下。

恒流源111.jpg (210.05 KB )

恒流源111.jpg

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玄德 2019-5-8 16:12 回复TA
名字对吗?好像搜不到? 
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叶春勇| | 2019-5-8 16:46 | 只看该作者
https://wenku.baidu.com/view/da38315abb68a98270fefa10.html
百度文库,文件很长,具体分析了这个问题。

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玄德 2019-5-9 08:47 回复TA
再次感谢! 
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PPDDPPDD1234| | 2019-5-8 21:13 | 只看该作者
叶春勇 发表于 2019-5-8 14:45
曾经碰到类似问题,苦苦无结果,后来看到一篇**加 “一步一步做恒流源”有点改善,你百度一下。 ...

MOS管做恒流源就很容易震荡,一般用一个三极管+MOS的结构来避免震荡。
实在不行的话,根据震荡频率,加一级RC来消除。

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xiaxingxing| | 2019-5-8 21:19 | 只看该作者
xch 发表于 2019-5-8 09:49
设计漏一个电阻和一个电容,

采样电阻与OPA IN- 之间应当串联电阻。

你电路中的R3是啥作用呢?就是MOS管源极到运放反相端的那个1K电阻。谢谢!

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叶春勇| | 2019-5-8 21:42 | 只看该作者
PPDDPPDD1234 发表于 2019-5-8 21:13
MOS管做恒流源就很容易震荡,一般用一个三极管+MOS的结构来避免震荡。
实在不行的话,根据震荡频率,加一 ...

谢谢你的回复。的确三极管好一点,但是三极管跟mos管比,在高温情况下,mos管好一点。

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小和尚520| | 2019-5-8 22:35 | 只看该作者
zyj9490 发表于 2019-5-7 23:11
这是寄生振,与环路振不是同一概念。建议用NPN管。试下。很可能是输出级内部问题。建议取消负载(直接短路 ...

寄生振,与环路振的波形有什么不同?

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xch| | 2019-5-8 23:30 | 只看该作者
xiaxingxing 发表于 2019-5-8 21:19
你电路中的R3是啥作用呢?就是MOS管源极到运放反相端的那个1K电阻。谢谢! ...

正负端偏置平衡Vos。

另外,可能超前补偿也需要补偿。

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xmar| | 2019-5-9 10:51 | 只看该作者
MOS管G、D之间跨接一个100pF电容,试一试。

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玄德 2019-5-9 11:56 回复TA
昨天试过,在GS、GD、DS间都并过 1000p 电容,无效。已经找到解决方法,见 30 层。 
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玄德|  楼主 | 2019-5-9 11:53 | 只看该作者
叶春勇 发表于 2019-5-8 16:46
https://wenku.baidu.com/view/da38315abb68a98270fefa10.html
百度文库,文件很长,具体分析了这个问题。 ...


早晨下载了这个文档。
里面明确提到了解决方法,理论分析和实际操作方法,都有。
已经实验过了,效果明显。
目前,振荡已经大大改善,起振点从原来的 100mA,提高到 550mA 以上,已经能满足我的要求了。
下面的工作是照此方向,继续调整参数。

回头我会把文档、我的完整电路发上来。

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叶春勇| | 2019-5-9 12:10 | 只看该作者
希望你能总结出更好的办法,共享下。

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玄德|  楼主 | 2019-5-9 16:27 | 只看该作者
本帖最后由 玄德 于 2019-5-9 17:00 编辑

在 23 楼资料的帮助下,终于解决了振荡问题。
这里先把这个文档发上来,百度下载需要 money 。本来试图整理一下便于阅读,做了一两页就放弃了。    一步一步做个电流源-未完全整理版.rar (700.93 KB)

下图是实验所用的实际电路。最重要的元件是电容 Cs 和电阻 R8 (资料里的 Rs)。根据 23 楼的资料,这个 Rs // Cs 就是解决振荡的关键器件。
文档里建议 Rs 为几千欧姆,Cs 为 0.01 ~ 0.1 uF 。
在我的电路里,R8取 4.7K 。电容取 0.01 uF 或 0.1 uF 确实都有效果,但不彻底,在电流大约 550mA 以上时又出现振荡。
我改用 1000p 电容,电流高到 1000mA 也没有问题。



下图是从零扫描到 1000mA 时,观测的栅极波形图,振荡已经消失。注意,示波器电压单位是 1v/div 。以前在 2v/div 都能观察到显著的振荡波形,而现在 1v 也看不到了。


下图,在扫描过程中把时基拉开,以观察细节。
对比上图,此时的电流应当在五百毫安以上。



资料提供了一个完整的电路图(22楼)。建议各位研读一下。

再次感谢二姨论坛,感谢各位网友!

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总得有个名儿 2022-8-29 20:02 回复TA
请教下,这种压控恒流源电流控制精度能到≤0.1mA吗?? 
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zyj9490| | 2019-5-9 16:38 | 只看该作者
小和尚520 发表于 2019-5-8 22:35
寄生振,与环路振的波形有什么不同?

看平均线是否跟随信号输入。

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zyj9490| | 2019-5-9 16:43 | 只看该作者
玄德 发表于 2019-5-9 11:53
早晨下载了这个文档。
里面明确提到了解决方法,理论分析和实际操作方法,都有。
已经实验过了,效果明 ...

把OP的增益降下来,接成差分放大器,或许不会振,原因还是环路增益太大,GM随ID增大而增大。你现在是OP是开环使用,(全环反馈而不是局部反馈)。

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xch| | 2019-5-9 18:29 | 只看该作者
本帖最后由 xch 于 2019-5-9 18:31 编辑
玄德 发表于 2019-5-9 16:27
在 23 楼资料的帮助下,终于解决了振荡问题。
这里先把这个文档发上来,百度下载需要 money 。本来试图整理 ...

测量瞬态响应过冲了。还没调好

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xiaxingxing| | 2019-5-9 20:48 | 只看该作者
zyj9490 发表于 2019-5-9 16:43
把OP的增益降下来,接成差分放大器,或许不会振,原因还是环路增益太大,GM随ID增大而增大。你现在是OP是 ...

"你现在是OP是开环使用"运放输出端→R8→MOS管GS→R7→运放反相输入端,这不是构成闭环了吗?不理解,请解释下,谢谢!

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zyj9490| | 2019-5-9 21:09 | 只看该作者
本帖最后由 zyj9490 于 2019-5-9 21:11 编辑
xiaxingxing 发表于 2019-5-9 20:48
"你现在是OP是开环使用"运放输出端→R8→MOS管GS→R7→运放反相输入端,这不是构成闭环了吗?不理解,请 ...

形成的是大环路闭环,里面串入了全差分增益的放大倍数,如120DB的差分增益,可以算下,环路增益很大,因此在第二个极点前增益没有降到0DB 线下。如果运放做成差动放大器如100倍,应可振性就要差。

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xiaxingxing| | 2019-5-10 09:12 | 只看该作者
zyj9490 发表于 2019-5-9 21:09
形成的是大环路闭环,里面串入了全差分增益的放大倍数,如120DB的差分增益,可以算下,环路增益很大,因此 ...

这不是跟随器吗?怎么算出来的120dB的增益呢  ???

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38
戈卫东| | 2019-5-10 09:30 | 只看该作者
涨知识了!

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叶春勇| | 2019-5-10 09:57 | 只看该作者
我查了下这个mos管 Cgs电容,大约为1700pf,用1000pf效果明显。我做的时候用irf1010e运放lm358,补偿电容不一样。这个补偿电容是根据cgs来选的。
至于zyj9490所说我能理解,就是把这个系统用自动控制理论来解释,所谓模拟pid控制系统。其中pid理论中,P过大,导致震荡。实际情况不是这样的。由于各种分布参数的存在,导致P有,I有,D也有。
所以我不同意zyj9490的观点,pid,三个参数都会导致震荡。你非要说P造成的我没办法。

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zyj9490| | 2019-5-10 10:46 | 只看该作者
本帖最后由 zyj9490 于 2019-5-10 10:49 编辑
叶春勇 发表于 2019-5-10 09:57
我查了下这个mos管 Cgs电容,大约为1700pf,用1000pf效果明显。我做的时候用irf1010e运放lm358,补偿电容不 ...

我不是说非是P过大引发的,而是克服振的一个基本手段,实际是零极点配置的问题,过高的直流环路增益,必必然涉及到第二极点在0DB线上,以12db/倍程的斜率过0DB线,表示糸统不稳定。如果环路增益整体下移(以误差精度为考量,深度负反馈即可)第二极点必在0DB线下,就可以稳定,过高的环路增益不必要,以校正第二极点也是方法,相对更高级的方法,可能查起来耗时长。

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