一个灌电流源

只看该作者 · 2020-2-26 15:08

想通过一个增益为1的减法器U6检测电阻俩端电压，然后反馈给驱动运放U7，运放参考电压2.5V，按照设想，输出电流=2.5/R34。
仿真结果U7俩端电压已经不满足虚短条件了，形成不了反馈想问一下大家是什么原因？该如何改进

1万 · 2020-2-26 15:24

你这里的运放都是实际运放。
按模拟电子电路的方法去分析：
运放近似等效个一阶系统，多级放大器之间有delay，造成相位差累计180°，这时负反馈变正反馈，然后就振荡了。要进行相位补偿。
按照自动控制原理的方法去分析：
u7的反相端电流采样为process value，U7的同相端为2.5v是setpoint，三极管Q13为执行机构。电流采样与三极管之间有延时。需要整定pid参数。pid三个参数均能造成振荡。

1万 · 2020-2-26 15:37

目的是要做恒流输出吗？直接搭恒流源电路不是更好些？

只看该作者 · 2020-2-26 16:19

叶春勇发表于 2020-2-26 15:24
你这里的运放都是实际运放。
按模拟电子电路的方法去分析：
运放近似等效个一阶系统，多级放大器之间有dela ...

在U6运放输出加1nF滞后补偿没效果。
在U6反馈网络上加100p也没效果，
在U7反馈网络上加100p也没效果。

只看该作者 · 2020-2-26 16:27

主要是想实现精度为1uA级别的正负可调恒流源，通过DAC输出来控制。下面的图中仿真电流源都没问题。

1万 · 2020-2-26 17:05

本帖最后由 zyj9490 于 2020-2-26 20:38 编辑

从U7的反相端断开，到回来反相端是负反馈吗，我看是正反馈，应此U7的虚短不成立。或者2，3脚反下即可。

只看该作者 · 2020-2-26 19:39

zyj9490 发表于 2020-2-26 17:05
从U7的反相端断开，到回来反相端是负反馈吗，我看是正反馈，应此U7的虚短不成立。 ...

能否这样看：当输出电流增加->减法电路U6输出电压增加->U7正负压差减小->U7输出减小->PNP开启增大->输出电流进一步增加，所以整个就是正反馈了。按道理吧PNP换成NPN就该是负反馈了，明天试一下

1万 · 2020-2-26 19:53

Hufei1994 发表于 2020-2-26 19:39
能否这样看：当输出电流增加->减法电路U6输出电压增加->U7正负压差减小->U7输出减小->PNP开启增大->输出 ...

用交流小信号等效电路来分析，一切稳压直流电压看成交流地。断开U7的反相脚，输进一个测试信号，如果认为一个信号的变化量是增加，U7的输出是降低，三极管跟随是同相（即是降低），这个信号输进差分电路，输出是增加，即是U7的反相脚的断点回向点是增加。即是变化趋势相同。即是正反馈。

只看该作者 · 2020-2-27 09:05

本帖最后由 Hufei1994 于 2020-2-27 09:06 编辑

三极管换为NPN集电极输出，R35是负载。分析一下反馈：
假设输出电流有个扰动突然变大->R34俩端电压升高->减法电路输出增加->U7负输入端电压升高，正输入端不变->U7输出减小->NPN开启幅度减小->输出电流减小
按照分析应该是负反馈，但是仿真结果还是不满足深度负反馈条件，不知道啥原因。

1万 · 2020-2-27 09:28

本帖最后由 zyj9490 于 2020-2-27 09:43 编辑

Hufei1994 发表于 2020-2-27 09:05
三极管换为NPN集电极输出，R35是负载。分析一下反馈：
假设输出电流有个扰动突然变大->R34俩端电压升高->减 ...

R34太大，导致包和,这点不成立，此结论有错误。

1万 · 2020-2-27 09:29

Hufei1994 发表于 2020-2-27 09:05
三极管换为NPN集电极输出，R35是负载。分析一下反馈：
假设输出电流有个扰动突然变大->R34俩端电压升高->减 ...

353最低输出VEE+1.5v

1万 · 2020-2-27 09:37

本帖最后由 zyj9490 于 2020-2-27 09:40 编辑

Hufei1994 发表于 2020-2-27 09:05
三极管换为NPN集电极输出，R35是负载。分析一下反馈：
假设输出电流有个扰动突然变大->R34俩端电压升高->减 ...

基准电压是2.5V，R34的电流是25UA,R35的电流也是25UA，其电压为0.025MV，基极电压只需要0.500025V，可这个电压U7是输不出来的，其最低输出电压为VEE+1.5v，看DATASHEET,输出动态范围。建议用PNP,U7的2，3换下，即可。U7的动态输出范围是VEE+1.5-----VCC-1.5

只看该作者 · 2020-2-27 09:38

本帖最后由 fzyuan 于 2020-2-27 09:40 编辑

运放如果选用其它R2R输入输出的，则可去掉稳压二极管，输出负载能力还可加强。

1万 · 2020-2-27 09:45

Hufei1994 发表于 2020-2-27 09:05
三极管换为NPN集电极输出，R35是负载。分析一下反馈：
假设输出电流有个扰动突然变大->R34俩端电压升高->减 ...

如果把R35换成100K电阻可输出25UA的电流。这样U7的输出电压可在3V左右，在它的规格内。

只看该作者 · 2020-2-27 09:53

zyj9490 发表于 2020-2-27 09:37
基准电压是2.5V，R34的电流是25UA,R35的电流也是25UA，其电压为0.025MV，基极电压只需要0.500025V，可这个 ...

换为轨至轨运放并且将R34改小，能实现恒流的功能。但是这个电路要想实现uA级别是不行的，还是得换电路。

只看该作者 · 2020-2-27 09:58

fzyuan 发表于 2020-2-27 09:38
运放如果选用其它R2R输入输出的，则可去掉稳压二极管，输出负载能力还可加强。
...

你这后面输出的部分貌似就是霍兰德电流源

只看该作者 · 2020-2-27 09:59

fzyuan 发表于 2020-2-27 09:38
运放如果选用其它R2R输入输出的，则可去掉稳压二极管，输出负载能力还可加强。
...

可以再改改实现双向电流源

1万 · 2020-2-27 10:01

Hufei1994 发表于 2020-2-27 09:53
换为轨至轨运放并且将R34改小，能实现恒流的功能。但是这个电路要想实现uA级别是不行的，还是得换电路。 ...

r34太大，取样电流的精度受限制，运放的输出电压范围受限制。输出的三极管不要用，用JFET,不然，控制精度永远不高。

只看该作者 · 2020-2-27 10:22

目前仿真过可实现uA级调流的电流源，仅供参考。

1万 · 2020-2-27 11:40

Hufei1994 发表于 2020-2-27 10:22
目前仿真过可实现uA级调流的电流源，仅供参考。

恒流的输出控制点（OBJECT)在那？

一个灌电流源

相关帖子

奔腾之江水

十世金身

技术奇才奖章

精英会员奖章

无冕之王奖章

技术领袖奖章

沉静之湖泊

七世轮回

突出贡献奖章

精华达人奖章

技术高手奖章

以坛为家

湍急之河流