Uzyskanie relatywnie dużego regulowanego -Us1

[szalony]

Popełniłem sobie "charakterograf" (nazywam go roboczo "parownik" ) lamp na moim sterowniku PLC. Obecnie układ działa tak:

- Mierzy napięcie anodowe za pomocą dzielnika napięciowego odseparowanego od wejścia PLC przez wzmacniacz optoizolacyjny na 4-20mA
- Mierzy prąd anodowy poprzez pomiar spadku na R (do wyboru 1,10,100 omów) w anodzie, i analogicznie przez wzmacniacz optoizolacyjny
- Za pomocą wyjścia +/- 10V przemiata -Us1 w zadanym zakresie i kreśli wykres Ia=f(Us1)

W obecnym układzie nie ma możliwości pomiaru i regulacji napięcia siatki drugiej, ale to jest na przyszłość. Napięcie anodowe niestety musi być ustawiane ręcznie bo jest dostarczane ze zbudowanego na lampach zasilacza stabilizowanego regulowanego potencjometrem, więc układ nie jest w stanie kreślić rodziny charakterystyk za jednym zamachem.

Jak łatwo się domyślić, nie jest możliwy pomiar lamp mocy, bo Us1 może zejść tylko do -10V. Zastanawiam się jak powiększyć ten zakres w prosty sposób, chciałbym uniknąć stosowania wzmacniacza operacyjnego, bo nie mam nic na spore napięcia pod ręką, i jestem słaby w elektronice półprzewodnikowej. Do dyspozycji jest osobne uzwojenie które dostarcza po wyprostowaniu 140V. Myślałem o popełnieniu prostego wzmacniacza DC na jakiejś lampie którą mam (EF800, E180F), który z 0...10V zrobił by np 0..60V. Polaryzacja oczywiście nie stwarza problemu, jest osobne uzwojenie. Chciałbym zapewnić stabilność tego napięcia, bo pomiar go, i korygowanie przez PLC wymaga wprowadzenia kolejnego przetwornika wejściowego. Myślałem, aby Ub i Us2 tego wzmacniacza ustabilizować z użyciem stabilitronu, ale mam tylko StR85/10 i StR150/30, 85V to trochę za mało, a StR150 nie zapali. Mogę ewentualnie podwoić napięcie z tego uzwojenia, i ustawić je na 150V stabilitronem.

[Radiowiec]

Zastosuj TL783CKCSE3 - do 125V, lub przetwornicę step-up z Aliexpress...

[Einherjer]

Możesz użyć wzmacniacza operacyjnego sterującego tranzystorem o odpowiednio wysokim napięciu maksymalnym. Wtedy opamp może być zwykły, nie musi być wysokonapięciowy.

[Tomasz Gumny]

Jeśli masz wyjście 0..10V, to może znajdzie się 0..20mA? Może coś takiego? Wystarczyłby zakres np. 0..5mA i nie trzeba stabilizować ujemnego napięcia zasilania.

[Einherjer]

Mając do dyspozycji zasilanie +15/-15 V można zrobić coś takiego po taniości. Ze względu na duże rezystancje opamp powinien być JFET/CMOS. Nie miałem czasu zmontować na płytce prototypowej, ale powinno działać nie tylko w symulacji
Wzmocnienie 10x, więc z 0..-10 V na wejściu zrobi 0..-100 V.

[szalony]

Dzięki za sugestie.

Jeśli masz wyjście 0..10V, to może znajdzie się 0..20mA? Może coś takiego? Wystarczyłby zakres np. 0..5mA i nie trzeba stabilizować ujemnego napięcia zasilania.

Faktycznie, nie wpadłem na ten pomysł. Wyjście 0..20mA jest, to standardowa karta do wyspy ET200SP - AQ 4x U/I ST

[atom1477]

Jeśli masz wyjście 0..10V, to może znajdzie się 0..20mA? Może coś takiego? Wystarczyłby zakres np. 0..5mA i nie trzeba stabilizować ujemnego napięcia zasilania.

Sprytne. Tylko w wykonaniu dyskretnym trzeba dodać rezystory emiterowe dolnym tranzystorom.

[Einherjer]

Oraz liczyć się z tym, że prądy baz wprowadzą pewien błąd. No ale bez sprzężenia zwrotnego będzie trudno dokładniej.

[szalony]

Błąd można korygować po stronie programowej, ma to swoje wady, bo trzeba "zaś" wprowadzić kolejny optoizolator pomiarowy (nie lubię wprowadzania napięcia z dzielników zwłaszcza z potencjałami losowo pływającymi względem ziemi bezpośrednio na PLC) i rozrasta się program, ale to się ogarnie.

[Tomasz Gumny]

Skoro nikt nie obśmiał koncepcji, to zaproponuję kilka drobnych modyfikacji i zabezpieczeń:

[Einherjer]

W takim połączeniu to zadziała trochę inaczej, przykładowo przy 1 mA na wyjściu D/A dostaniemy 10 V - (2 kOm + 20 kOm)*1 mA = 10 V - 22 V = -12 V, zamiast -20 V, nie wiem czy to zamierzone.

[Tomasz Gumny]

Niezupełnie zamierzone, ale zakres jest osiągnięty a mając sprzężenie można skorygować straty powstałe po drodze.

Kod: Zaznacz cały

Iout[mA] -Us1[V] Ufb[V]
0.45       0.0     9.1
5.0      100.0     0.0

[Einherjer]

Jak kolega szalony chce mierzyć przez optoizolator to można 2k podłączyć do masy, a zamiast 20k dać 18k i mierzyć na wspomnianym 2k, bo przy izolowanym pomiarze nas nie boli, że napięcie jest ujemne względem masy.

[atom1477]

Skoro nikt nie obśmiał koncepcji, to zaproponuję kilka drobnych modyfikacji i zabezpieczeń:

Podłączenie rezystora 20k do +10V pozwoli uzyskiwać dodatnie napięcia siatki, ale utrudni uzyskanie stabilnego 0V. Inna sprawa że ma być pomiar ADC więc to może nie ma znaczenia.
No ale ten schemat co podałeś zawiera pewne błędy. Powinno być to podłączone trochę inaczej. No i wygodniej jest mierzyć napięcie bezpośrednio, niż dzielnikiem podłączonym do szyny zasilania.
Więc najpierw sprecyzuj co chcesz uzyskać, to się pomyśli jak to zmodyfikować.