Программируемый блок питания: проблемы с переменной нагрузкой и стабильностью напряжения

TL;DR : Как я могу стабилизировать/регулировать выходное напряжение, поступающее от ЦАП, и использовать его для управления нагрузкой?

Давний веб-искатель / скрытник, первый раз постер.

Я разрабатывал автоматизированную испытательную станцию ​​для работы, и это превратилось в мой любимый проект, на который я трачу много времени вне работы. Я предполагаю, что это происходит, когда ваши хобби и работа смешиваются. Изучаю тонны, но, очевидно, мне еще многому нужно научиться.

Суть в том, чтобы запустить один из наших продуктов через серию регрессионных тестов. Одним из требований является регулируемая (программируемая) мощность. Единственное, я разработал это для одновременного тестирования n единиц (в настоящее время 8). Так что о покупке программируемого питания для каждого не может быть и речи, не говоря уже о нехватке места. С этой целью я спроектировал систему так, чтобы она имела одну основную плату управления, которая может выдавать команды теоретически неограниченному количеству «карт», содержащих аппаратное обеспечение (DAC, защелки и т. д.), необходимое для запоминания состояния, которое плата сообщила ему. в отношении уровня мощности, уровня АЦП, входов и т.д....

Я управляю программируемой силовой частью с высоковольтным 8-битным ЦАП, сделанным из транзисторов. Это может быть любое значение между 0 и 90 В постоянного тока. Обычно 12-24В. Эта часть работает на удивление хорошо и очень точно с шагом ~100 мВ. Проверьте ссылку моделирования в нижней части этого поста. Резистивные делители должны предотвращать превышение максимального значения Vgs транзисторов, сохраняя при этом их насыщение.

Единственная проблема здесь заключается в том, что это напряжение используется для управления нагрузкой. Поскольку это цепь резисторов, она очень чувствительна к изменениям импеданса. Лучшее решение, которое я нашел до сих пор, — это использовать двойную пару sziklai (моделирование внизу поста). Это работает достаточно хорошо и увеличивает нагрузку, но имеет несколько проблем.

• Небольшие токи отключают пару и пики выходного напряжения до макс. Тестируемое устройство может потреблять от 0,5 мА до 500 мА. Мне пришлось добавить резистор (R1 на следующем изображении), чтобы убедиться, что транзисторы остаются включенными.
• Выходное напряжение крайне нестабильно. Это здорово, когда потребляют только десятки миллиампер, но когда ток подскакивает до 300-500 мА, выходное напряжение может иногда падать на целых 2 вольта.

Я мог бы решить эту проблему, используя обратную связь для непрерывной регулировки напряжения (у меня есть линия для обратного считывания установленного напряжения), но мне бы очень хотелось найти способ заставить это работать без каких-либо хитростей.

Я пробовал другие методы, чтобы заставить это работать, например, регулятор LM317T с цифровым потенциометром для управления, программируемые понижающие преобразователи, но я не могу найти комбинацию устройств, которые будут работать как в пределах потребляемого тока, так и в пределах уровней напряжения.

Итак, со всеми этими длинными вещами в стороне, есть ли способ стабилизировать напряжение здесь, или я совершенно не хочу обедать с этой конструкцией?

Моделирование Фалстада:

• ЦАП

• Пара Шиклаи