एक चर, दो-चतुर्थांश निरंतर वर्तमान पिन-चालक सर्किट के लिए अनुपालन वोल्टेज सीमा बढ़ाना

निम्नलिखित हॉबीस्ट काम के लिए है और मेरा कोई व्यावसायिक इरादा नहीं है। केवल एक मुट्ठी (दो?) का निर्माण किया जाएगा। (मैं भाग परीक्षण और वक्र पीढ़ी के लिए इनका उपयोग करता हूं, हालांकि उच्च वोल्टेज अनुपालन के साथ मुझे पहले की तुलना में अभी भी अधिक उपयोग मिल सकता है।)

मैं निम्नलिखित पिन ड्राइवर सर्किट, जो अप करने के लिए प्रदान करता है मिल गया है $\pm 50\:\textrm{V}$ उत्पादन अनुपालन वोल्टेज जबकि उपलब्ध कराने $\pm 10\:\textrm{mA}$ पिन ड्राइवर आउटपुट और जमीन के बीच जुड़े लोड के लिए । (बड़ा प्लस और माइनस रेल लगभग $\pm 60\:\textrm{V}$ , opamp पर रेल के साथ $\pm 15\:\textrm{V}$ ।)

ढांच के रूप में

^{इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध}

उपरोक्त सर्किट के लिए आउटपुट पर स्लीव दर आमतौर पर से अधिक नहीं है $20\:\frac{\textrm{A}}{\textrm{s}}$ या । (मैंसे अधिक नहीं के क्रम पर दरों पर इनपुट ड्राइव करता हूं $100\:\frac{\textrm{mV}}{\mu\textrm{s}}$ , पीक से पीक, और अक्सर धीमी गति से।) $1\:\textrm{ms}$

मैं के अनुपालन वोल्टेज का विस्तार करना चाहता हूं और वर्तमान ड्राइव क्षमता को से कहीं कम करना $\pm 800\:\textrm{V}$ शायद करने के लिए $\pm 500\:\mu\textrm{A}$ । (वोल्टेज की दर फिर बढ़ कर $\pm 1\:\textrm{mA}$ और यह चिंता का विषय है, भी हो सकता है।) $1.6\:\frac{\textrm{V}}{\mu\textrm{s}}$

बनती उच्च वोल्टेज की आपूर्ति हो रही है की रेल समस्या नहीं है। लेकिन मैं माध्यम सेएक ही पासा (BCM846S, आदि) पर भागों के रूप में लेने में सक्षम था। मैं (और शायद भी)का मिलान रखना चाहूंगालेकिन अब "बहुत कुछ" हो गया है और एक ही टोपोलॉजी काम नहीं कर रही है, क्योंकि मुझे नहीं लगता कि इस तरह के साथ बीजेटी के कोई भी मिलान जोड़े हैं। वास्तव में, मैं किसी भी असतत PNP BJT के बारे में निश्चित नहीं हूं, जो मैं देखना चाहता हूं। (एनपीएन, शायद। लेकिन पीएनपी?) $\pm 850\:\textrm{V}$ $Q_1$ $Q_4$ $V_{BE}$ $\beta$ $V_{CEO}$ $V_{CEO}$

मैं वोल्टेज रेल की एक और जोड़ी स्थापित करने की कल्पना कर सकता हूं (उच्च वोल्टेज रेल के करीब, लेकिन शायद जमीन के करीब) और उच्च और निम्न पक्ष मिलान दर्पण जोड़े की सुरक्षा के लिए एक कैस्केड डिज़ाइन (चार और BJT का उपयोग करके) का उपयोग कर रहा है। कहा कि वोल्टेज की आपूर्ति से अधिक को संभालने की जरूरत नहीं होगी $40\:\textrm{V}$ या आस, तो यह है कि नए उच्च वोल्टेज की आपूर्ति रेल से बाहर का निर्माण करने के लिए मुश्किल सब नहीं हो सकता। लेकिन अगर टोपोलॉजी के बारे में अन्य / बेहतर विचार हैं तो मैं उन्हें सुनना चाहूंगा। $10\:\mu\textrm{A}$

यहाँ मेरा मतलब है:

ढांच के रूप में

^{इस सर्किट का अनुकरण करें}

क्या कोई समस्या है जिसके बारे में मैं यहाँ सोच रहा हूँ, या क्या मैं बेहतर कर सकता हूँ? क्या किसी के पास किसी भी प्रक्रिया का सुझाव किसी भी एफएबी द्वारा असतत BJTs के लिए है जो मैं यहां के कैसकोड के लिए विचार कर सकता हूं?

मुझे यह भी पता है कि मैं क्लीयरेंस और क्रीपेज से जुड़ी पूरी तरह से अलग-अलग समस्याओं का भी सामना करूँगा, जो मुझे पहले यहाँ नहीं करना पड़ा था। हालांकि यह एक अलग विषय है, जिसे मैं अलग से और बाद में संबोधित करूंगा। अभी, मैं इस बात पर ध्यान केंद्रित कर रहा हूं कि मैं किस तरह से उच्च वोल्टेज अनुपालन प्राप्त करना चाहता हूं।

केवल स्पष्टता के लिए, यदि यह स्पष्ट नहीं है, तो सर्किट एक डीसी वोल्टेज नियंत्रित वर्तमान स्रोत (VCCS) है जो या तो डूबे हुए लोड में वर्तमान स्रोत या स्रोत है। (एक उपयोग सेमीकंडक्टर वक्र अनुरेखण के लिए किया गया है।) का एक इनपुट वोल्टेज स्रोत होगा $-10\:\textrm{V}$ जमीन भार में। का इनपुट वोल्टेज $500\:\mu\textrm{A}$ डूब जाएगा $+10\:\textrm{V}$ $500\:\mu\textrm{A}$ $-10\:\textrm{V}$ $+10\:\textrm{V}$ $+500\:\mu\textrm{A}$ $-500\:\mu\textrm{A}$ $1.5\:\textrm{M}\Omega$ $-1\:\textrm{V}$ $+1\:\textrm{V}$ $-100\:\textrm{mV}$ $+100\:\textrm{mV}$ $1\:\textrm{kHz}$

उपरोक्त सर्किट दूसरे उद्देश्य के लिए भी अच्छे हैं। अगर मैं हटाता हूं (इसे से बदलकर $0\:\Omega$ $R_8$

यह वास्तव में एक बहुमुखी मॉड्यूल है।

bjt high-voltage current-source

— Jonk
स्रोत

क्या करना है सेशन amp?

— डेनियल

क्या पॉवर रेल के साथ विपरीत ध्रुवीयता चरण को बंद करना माना जाता है ??

— डैनियल

@ डैनियल या तो आउटपुट से जुड़े लोड में करंट डूबता है या स्रोत चालू होता है। ऐसा करने में, यह या तो स्रोत होना चाहिए या आपूर्ति रेल से वर्तमान को सिंक करना चाहिए। यहाँ मेरा जवाब इस तरह के एक और "पागल" विचार के अनुप्रयोग को दर्शाता है: Electronics.stackexchange.com/questions/256955/…

— jonk

Q_{1} + Q_{3}

$Q_1+Q_3$

Q_{2} + Q_{4}

$Q_2+Q_4$

R_{7}

$R_7$

R_{8}

$R_8$

Q_{5}

$Q_5$

Q_{8}

$Q_8$

— जोंक

शांत ... आप इनपुट साइड पर करंट को मिरर कर रहे हैं, और ओपैंप एडजस्ट कर रहा है कि इंटरमीडिएट रेल से करंट को टॉपसाइड या बॉटमसाइड पर आवश्यकतानुसार खींचकर ... आउटपुट ट्रांजिस्टर (साथ ही साथ) इनपुट पक्ष) उच्च मूल्य प्रतिरोधों की तरह काम कर रहे हैं ... 800V / 500uA = ~ 1.6M ओम। मेरे पास इसके लिए सही पृष्ठभूमि नहीं है, लेकिन यह मुझे एक तत्व के रूप में प्रहार करेगा जो कि (एक छोटा सा) चरम बन जाता है। अगर आपका लोड 1.5M है तो मुझे लगता है कि आप ठीक हैं? उच्च प्रतिबाधा ट्रांजिस्टर आवारा धाराओं को चालू करते हैं, यदि किसी को बहुत बड़े वोल्टेज में खींच लिया गया हो? क्या वो वजह बन रही हे?

— उपयोगकर्ता

जवाबों:

चूंकि उत्तर का कोई अहित नहीं है:

रिपल के लिए आपका आवेदन कितना संवेदनशील है (~ आयाम, आपने पहले ही बैंडविड्थ का उल्लेख किया है)?

मुझे उत्तरोत्तर यह महसूस हो रहा है कि शायद आपको पीडब्लूएम-नियंत्रित स्विचिंग ट्रांजिस्टर उच्च पक्ष से दूसरे पीडब्लूएम-नियंत्रित स्विचिंग ट्रांजिस्टर में कम पक्ष में होना चाहिए, इन दोनों के बीच के नोड में 3kΩ रेंज में एक वर्तमान अर्थ अवरोधक जोड़ें, उसके बाद एक निम्न -पास फ़िल्टर, और उस से अपने DUT ड्राइव।

schematic

^{इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध}

अब, आप इन स्विचों को पल्स स्थिति के आधार पर नियंत्रित करेंगे जब Rmeas भर में करंट पूरे 1mA को पार कर जाता है (जैसा कि D2 द्वारा देखा गया है)। अंशांकन (ठीक है,) आवश्यक हो सकता है, लेकिन यह मानते हुए कि शायद 50 किलोहर्ट्ज़ की स्विचिंग दर इस एप्लिकेशन के लिए पूरी तरह से पर्याप्त है (और यह पहले से ही यह सब इतना आसान नहीं है, यह देखते हुए आपको उच्च के फाटकों या ठिकानों को चलाने की आवश्यकता है - और उस दर पर कम साइड स्विच), आधुनिक MCU कार्य के लिए होगा। मुझे यकीन है कि आप एक एनालॉग डिज़ाइन के साथ आ सकते हैं जो मेरे प्रस्तावित सॉफ़्टवेयर एक से अधिक चालाक हो सकता है (यद्यपि यह सॉफ्टवेयर में कर रहा है, परिमाणीकरण समस्याओं के बावजूद, निश्चित रूप से अंशांकन डेटा को शामिल करना आसान बना देगा)।

मैंने रेक्टिफायर * एक तारांकन दिया क्योंकि यह वास्तव में ऐसा नहीं है जैसा कि मैं वास्तव में सलाह देता हूं कि आप यहां एक पीएन डायोड ब्रिज रेक्टिफायर का उपयोग करेंगे - जो काम नहीं करेगा, क्योंकि डायोड धाराओं की माप धाराओं की तुलना में बड़ी होगी। फ्लोटिंग सप्लाई पर एक ओप्पैम्प आधारित सटीक रेक्टिफायर यहां समाधान हो सकता है (और एक बैटरी के साथ, सुंदर डिजाइन की कीमत पर, लागत-कुशलता से बनाया जा सकता है)। किसी भी मामले में, पूरे रेक्टिफायर - ऑप्टोकॉपर - जेनर सर्किट वास्तव में सिर्फ 1 बिट साइन-इग्नोरिंग वोल्टेज एडीसी है; एक खिड़की तुलनित्र, या यहां तक कि एक उचित एम्पीडेमेटर आईसी जैसे कि एक डिजिटल ऑप्टिकल कंट्रोलिंग एमसीयू को नियंत्रित करने के लिए संभवतः बेहतर होगा।

जाहिर है, सिंगल-स्टेज आरसी (1.6kł ł 100nF) LPF यहाँ केवल एक त्वरित दृष्टिकोण है; हालाँकि, यह मेरे 50 kHz स्विचिंग आवृत्ति पर -36dB परिमाण क्षीणन को प्रदर्शित करता है (और मेरा अनुमान था कि यह आपके लिए पर्याप्त है) एक संधारित्र मूल्य पर भरोसा करते हुए, जो अभी भी 5% सहिष्णुता के साथ> 1kV के लिए फिल्म संधारित्र के रूप में उपलब्ध है।

इसके लिए मेरी प्रेरणा यह है कि हाथ में वोल्टेज पर एक रैखिक पर्याप्त फैशन में ट्रांजिस्टर को नियंत्रित करने की तुलना में पतले पर्याप्त तरीके से स्विचिंग ट्रांजिस्टर को संबोधित करना शायद आसान है।

— मार्कस मुलर
स्रोत

यह व्यवहार है। मेरा सर्किट वास्तविक है। एक अवधारणा से अपने सर्किट को वास्तविकता में बदलना ... एक अलग बात है। यह उल्लेख करने के लिए नहीं कि मैं अपने सर्किट का उपयोग लीनियर स्वीप के लिए करता हूं और यह अवधारणा मुझे इसके बजाय पीडब्लूएम की नींद उड़ाएगी। एक मिलीसेकंड में 1600 वी की नींद लेने की क्षमता के साथ मैं केवल "उच्च" के रूप में आवश्यक आवृत्ति की कल्पना कर सकता हूं जो मुझे चाहिए। मैं जानना चाहता हूं कि आप उन स्विचों के रूप में क्या कल्पना करते हैं ... अगर मस्जिदें, मैं बड़ी क्षमता के माध्यम से बड़े गेट वोल्टेज झूलों को तेज गति से देखता हूं और जो मुझे खाली कर देता है।

— जोंक

और विचार करें कि लोड कोई भी विचित्र उपकरण हो सकता है जिसे मैं स्वीप करना चाहता हूं। इसका मतलब है कि बड़े कैपेसिटर (निश्चित धाराएं, या चर, वोल्टेज की निगरानी करते समय) या प्रेरक (वोल्टेज की निगरानी करते समय शून्य पर शुरू और एक विशिष्ट दर पर रैंपिंग।) इसके अलावा, मैं अपने सर्किट का विरोध कर सकते हैं, आर 8 को छोटा कर सकते हैं जैसा कि उल्लेख किया गया है और इस नोड का उपयोग कर रहा है। वर्तमान में सिंक करने के लिए एक ग्राउंड पॉइंट के रूप में, आउटपुट लोड के अनुसार जवाब देने के साथ मैं वहां रखता हूं। यह आश्चर्यजनक रूप से बहुमुखी सर्किट है। आप जो सुझाव देते हैं वह कहीं अधिक सीमित और कम बहुमुखी लगता है। मुझे लगता है मैं वास्तव में यह कर के विवरण बाहर काम कर सकते हैं।

— जोंक

दो बातें: 1. हाँ, यह बहुत सार है। अगर कभी मुझमें आत्म-मूल्यांकन का कोई तर्कसंगत सा था, तो यह बताता है कि मुझे आप सभी लोगों के लिए वास्तविक एनालॉग सर्किटरी का प्रस्ताव देने वाला नहीं होना चाहिए - एक आसान 40 dBexperience है जो आपके पास है। तब: 2. कि स्विचिंग आवृत्ति और वर्तमान ढलान सीमित है। यह वास्तव में है जहां मुझे विश्वास है कि मुझे क्या पता है - अगर आउटपुट सिग्नल बैंड-सीमित है, तो जिस दर पर हमें वर्तमान नमूने उत्पन्न करने की आवश्यकता है वह सीमित है। Nyquist आपका दोस्त है! फिर आपको कितनी डायनेमिक रेंज की जरूरत है, इसका सवाल ...

— मार्कस मूलर

... नमूना अवधि को pwm "स्लॉट्स" में विभाजित करने के लिए आपको कितनी बारीक आवश्यकता है। और उस शब्द में केवल आवृत्ति है जिस पर एक pwm इकाई को चलाने की आवश्यकता होगी और एक ट्रांजिस्टर को चरम मामले में स्विच करने की आवश्यकता होगी। अब, मैं मानता हूं, इन नाली-स्रोत वोल्टेजों पर एक MOSFET के लिए स्विच करने वाले कुछ मेगाहर्ट्ज काम नहीं करेंगे। हालांकि, CMOS के साथ ऊपरी kHz रेंज संभव लगता है

— मार्कस मुलर

मेरे पास हाथ में एक पक्षी है, इसलिए बोलने के लिए। मुझे पूरा यकीन है कि नाबालिग कैकोडोड संशोधन मेरी जरूरतों के लिए काम करेगा - लेकिन निश्चित रूप से मैं चिंतित हूं कि मुझे कुछ महत्वपूर्ण विवरण याद आ गए होंगे। यह इनपुट पर एक वर्तमान सिंक के रूप में काम करता है, आउटपुट पर वोल्टेज उत्पन्न करता है; या इनपुट पर एक वोल्टेज के रूप में आउटपुट पर एक वर्तमान को नियंत्रित करता है। या कोई कॉम्बो। मैं इनपुट में एक ज्ञात अवरोधक जोड़ सकता हूं, या नहीं। मैं आउटपुट में एक ज्ञात अवरोधक जोड़ सकता हूं, या नहीं। इसलिए I -> I, I -> V, V -> I, या V -> V. मैं इसे एक पिन ड्राइवर सर्किट के रूप में उपयोग करता हूं जिसे मैं एक गंभीर पिन ड्राइवर के लिए बनाने के लिए भी संयोजित कर सकता हूं ।

— जोंक

आपका सर्किट ठीक लग रहा है। HV pnp BJTs को ढूंढना मुश्किल होगा। मैं अन्य नौकरियों के लिए 600V प्रकारों का उपयोग करता हूं, वे सस्ते और खोजने में आसान और विश्वसनीय हैं। आप उन्हें कनेक्ट कर सकते हैं। मैंने उनमें से 4 को बिना श्रृंखला के कनेक्ट किया है। समस्याओं। आप एक SRPP के आधार पर कुछ की तरह एक सभी NPN डिजाइन के लिए जा सकते हैं। मैं 1 मा पर +/- 500 VDC करने के लिए प्रति पुल पैर सस्ते 800 VN चैनल mosfets 2 श्रृंखला का उपयोग किया है।

— ऑटिस्टिक
स्रोत