Проблема с высоким током

У меня есть эта схема:

введите описание изображения здесь

Меня попросили измерить пусковой ток для этого участка цепи.

Один плавающий выход на самом деле подключается к входу микроконтроллера, а другой — к входной клемме операционного усилителя. При выполнении теста пускового тока я отключил соединение с микроконтроллером и операционным усилителем.

Я использую электронную нагрузку, чтобы поглотить 5 мА на катодной стороне диода. Электронная нагрузка

Вот что я наблюдал:

введите описание изображения здесь

Максимальный ток через диод составляет 6,80 А в течение времени около 10 мкс.

Я не могу понять, как через диод D0001 может проходить такой огромный ток, хотя и небольшой продолжительности. Также проверьте время нарастания входного напряжения.

С чем связан такой большой ток через диод D0001?

Возможно зарядка C0012/C0013. Быстрое моделирование LTSpice с конденсаторами KEMET X5R и временем нарастания 100 нс показывает пик 7,2 А (теоретически).
Не могли бы вы объяснить мне, почему это происходит?
я "=" С г в г т
Но я получаю, что я = 23,5 нФ * (32 В / 3 мкс) = 250 мА.
Увеличьте шаг входного напряжения. Мы не можем сказать по текущей картинке, но, вероятно, она растет намного быстрее.
Измерение осциллографа говорит, что время нарастания входного напряжения составляет 3 мкс.
Итак, в основном, огромный ток обусловлен только формулой I = C(dv/dt)? Вот и все?
Может быть, электронная нагрузка имеет входную емкость, которая добавляет к емкости вашей схемы 23,5 нФ? Попробуйте протестировать электронную нагрузку независимо от вашей реальной схемы. Затем попробуйте проверить свою схему с отключенной нагрузкой.
Конечно спасибо за предложение

Ответы (2)

Вопрос "=" я . т

6,8 А в течение 10 мкс дает Q = 68 мкКл; поскольку импульс имеет ненулевое время нарастания и спада, он, вероятно, меньше, скажем, 30-60 мкКл заряда.

Вопрос "=" С В

Общая входная емкость составляет 47 нФ, что требует 1,5 мкКл для зарядки до 32 В.

Куда же тогда делись лишние µC? Выстрел из прицела дает некоторые подсказки. Я увеличил его, было бы лучше, если бы вы измерили его с более быстрой горизонтальной разверткой, но этого достаточно.

введите описание изображения здесь

Следует отметить, что входное напряжение возрастает очень быстро, а это означает, что первая пара конденсаторов перед диодом заряжается очень быстро. Затем всплеск пускового тока продолжается еще долго после этого.

Одной из гипотез может быть: электронная нагрузка имеет входной колпачок. Импульс тока имеет действительно хорошее экспоненциальное затухание, которое может быть ограничением внутри заряда нагрузки, с затуханием тока из-за его ESR, но... это кажется неправильным, потому что форма кривых не соответствует этому сценарию.

Я думаю, что происходит то, что ваша электронная нагрузка, вероятно, имеет операционный усилитель, управляющий полевым транзистором с резистором истока, который действует как приемник тока следующим образом:

введите описание изображения здесь

А до подключения питания нагрузка пытается вытянуть установленные 5мА, но не может, поэтому операционный усилитель обрезается. Когда подается питание, операционному усилителю потребуется некоторое время, чтобы проснуться, выйти из ограничения, войти в предел скорости нарастания и т. д., и в течение этого времени полевой транзистор все еще полностью включен, что означает, что электронная нагрузка действует как низкое значение резистор, допускающий огромный всплеск тока. Затем выход операционного усилителя, наконец, сойдется к правильному напряжению на затворе MOSFET, чтобы получить желаемый ток. Это бы хорошо объяснило прицел, в том числе экспоненциальное затухание.

Так что я думаю, что вы делаете, вы тестируете переходное поведение вашей электронной нагрузки.

Эту гипотезу можно легко проверить, измерив только пусковой ток электронной нагрузки, не принимая во внимание вашу схему. Держу пари, ты найдешь точно такой же шип.

Пока вы это делаете, вы также можете проверить переходное поведение источника питания, используя MOSFET для быстрого переключения резистивной нагрузки, чтобы посмотреть, падает ли выходное напряжение или нет.

Спасибо за ответ. Не могли бы вы сказать мне, для какой цели служит операционный усилитель внутри электронной нагрузки? Просто для понимания цели я спрашиваю.
Это всего лишь предположение, но обычно эти нагрузки реализуются в виде управляемого источника тока, построенного по схеме выше. Конечно, была бы другая схема, микроконтроллер, ЦАП для установки тока и т. д. Использование операционного усилителя обеспечивает низкое смещение и точность.

Теоретически, если источник 32 В не имеет сопротивления, то пусковой ток бесконечен. Это верно как для C8, так и для C9 (а также для C12 и C13, если сопротивление диода равно 0). Если вы знаете сопротивление источника R 32 В, то начальный пусковой ток равен 32/R. Вы можете работать с графиком в обратном направлении и определять R по текущему пику. R=E/I=32/6,8= 4,7 Ом. Это простая теория. На самом деле существует множество неотрисованных элементов, таких как индуктивность проводов, которые дают конечное время нарастания и плавную кривую.

Если источник 32 В не имеет сопротивления и имеет бесконечную скорость нарастания ; не забудь это.
Но в моем случае пусковой ток зависит только от конденсаторов, верно? Предполагая, что я использую источник питания лабораторного стола для входного напряжения. elektroautomatik.com/shop/en/products/… — Это настольный блок питания, который я использовал.