Förslag på koppling för konstant effekt

[jon_kanon]

Hej!
Finns det någon "standardkoppling" (tex. med opamp) för att uppnå konstant effekt i en krets med varierande resistiv last?

Jag vill inte berätta om exakt tillämpning, men kan säga att det är ett värmeelement som ska avge konstant effekt och resistansen i elementet varierar. Resistansen i elementet är ca 0,5 - 10 ohm. Uteffekt (som ska vara konstant) är max ca 100mW.

Det är prioriterat att slippa MCU om möjligt, så analog lösning är önskvärt.

Tacksam för alla idéer, även mer galna

[Icecap]

Ska väl inte vara så svårt.

Såklart någon shunt för avkänning av ström, det signal förstärks lagom mycket.

Sedan tar man väl en transkonduktans-förstärkare och med lite koppling o uträkning kan man få en spänning som är ett uttryck för effekten.

Den spänning styr man sedan utgångsstegets utgångsspänning med.

[rvl]

Låter intressant och det var ju bra att du direkt sa till att du inte närmare vill gå in på exakt vad, som ofta i andra trådar kan behöva mjölkas fram.

Inga stora effekter, men minimiresitansen kanske gör det befogat att koppla in den fyrtrådigt, för att hålla strömledarna till den utanför ekvationen.

[pi314]

Analog multiplikator
Känn av spänning och ström. Mata in dessa i en analog multiplikator. Jämför utsignalen från denna med önskad effekt och låt skillnaden styra spänningen som matas till elementet.

Välj förstärkning och eventuell fördröjning (RC) så att systemet blir stabilt.

/Pi

[jon_kanon]

Tack för tipsen. Var just det där med multiplikationen som jag inte fick ihop på egen hand, men en multiplicerade krets med mer än tillräckligt god prestanda går ju att få tag på t.ex. de här

https://www.digikey.se/en/products/deta ... A/12137711
https://www.digikey.se/en/products/deta ... T/12124306

Dock väldigt dyra. Kanske måste överväga MCU iaf. Fan...

[rvl]

Gick de att få i mindre kvantiteter än "helrör"?

Gammal men intressant info från 1978: https://www.analog.com/en/education/edu ... guide.html

[pi314]

Tack för tipsen. Var just det där med multiplikationen som jag inte fick ihop på egen hand, men en multiplicerade krets med mer än tillräckligt god prestanda går ju att få tag på t.ex. de här

https://www.digikey.se/en/products/deta ... A/12137711
https://www.digikey.se/en/products/deta ... T/12124306

Dock väldigt dyra. Kanske måste överväga MCU iaf. Fan...

Jag har inte läst guiden som rvl länkade till, men så svårt är det inte att multiplicera. Lite beroende på vilken precision du kräver.

Lograitmera spänning och ström, addera ihop logaritmerna och exponentiera summan.

Här finns lite om hur du enkelt lograitmerar och exponentierar med op-ampar.

https://www.tutorialspoint.com/linear_i ... ifiers.htm

Rätt mycket kan ju uppnås om du i stället går "den digitala vägen". Du bör nog överväga det alternativet.

/Pi

[4kTRB]

Har för mig jag sett någon variant där aktuell spänning mäts och omvandlas till en frekvens.
Samtidigt mäts aktuell ström och omvandlas till en frekvens.
Båda omvandlingarna är linjära.
Sedan multipliceras frekvenserna och jämförs med en konstant frekvens som motsvarar U x I alltså effekten.
Exempelvis om I ökar så sänks U tills frekvenserna multipliceras till samma som referensfrekvensen.
Det finns ju även frekvens till spännings-omvandlare.

Känns som någon typ av faslåst historia skulle kunna vara inblandad.

[4kTRB]

Försöker fundera ut hur den där regleringen jag vill minnas jag sett kan ha fungerat.

Om 2 frekvenser blandas, exempelvis 10kHz(spänning) och 11kHz(ström)
så fås en skillnadsfrekvens om 1kHz.
Om 1kHz filtreras ut i ett BP-filter så kommer dess
amplitud att ändras då differensen inte blir nära 1kHz. Om nu tex strömmen ökar så
11kHz ökar så kommer 1kHz-filtret ge en lägre utamplitud.
Då kan man låta den amplituden minska spänningen så det blir balans igen.

Enda kruxet är ju att även om ström-frekvensen minskar så minskar amplituden ut ifrån filtret,
man måste ha koll på åt vilket håll strömmen ändras.
Då måste det väl tas till någon typ av fasdetektor?

[jon_kanon]

Tack för alla förslag & idéer.

Jag inser att man kan kommer att kunna skapa en konstant effekt-regulator analogt med logaritmsummor, integrerad analog multiplikator och med MCU.

Då tillämpningen kommer att innehålla flera värmeelement som måste regleras separat tror jag att det både blir för dyrt och att det tar opraktiskt mycket PCB-yta med analoga lösningar.

Jag ser också en risk att en helt konstant effekt ev. inte är den optimala regleringen, utan det kan mycket väl tänkas att optimal effekt kan ha ett visst beroende av omgivningens temperatur. Vill man labba med ännu mer avancerad reglering blir det hopplöst komplicerat med en analog lösning.

Precis som PI är inne på får jag nog nog finna mig i att en digital lösning med MCU är den mest rationella lösningen här.

[4kTRB]

Kan hända du kan skala om värden på den här lösningen, det står något i texten om det..
https://www.analog.com/en/design-notes/ ... ource.html

[xxargs]

Här finns lite om hur du enkelt lograitmerar och exponentierar med op-ampar.

https://www.tutorialspoint.com/linear_i ... ifiers.htm

Rätt mycket kan ju uppnås om du i stället går "den digitala vägen". Du bör nog överväga det alternativet.

/Pi

problemen med dessa beskrivningar och kopplingar är att dessa används för utbildning och beskrivande i hur de fungerar - inte att bygga en apparat kring dessa då de snabbt kommer att falla på att dessa är temperaturkänsliga och driver kraftigt med temperatur och det behövs i stort sett alltid kompensationskomponenter kring det hela - och dessa är bortskalade i de pedagogiska kretskopplingarna.

National semiconductor hade i sina appnötter olika kopplingar inklusive exponentiella och logaritmiska kopplingar som var kompletta, dvs med kompensation men med idag kanske rätt exotiska komponenter som är svåra att köpa eller en del jobb att hitta motsvarande ekvivalenter.

Därför i de flesta fall är det bättre att köpa sådana saker i hela färdiga chip (tex multiplikatorkretsar) där all kompensering fins på samma kiselbricka som de mer effektutvecklande komponenterna fins och därmed följer varandra bra.

[svanted]

går det inte att göra sekundärt, som vore mycket säkrare,
t.e.x. att mäta temperaturen på resistansen och styra strömmen från den.

[jon_kanon]

svanted: Det var en bra ide, som skulle ta bort beroendet på en multiplikation. Tyvärr kommer det att vara besvärligt att mäta temperaturen på värmeelementet på ett vettigt sätt, så av det skälet leder MCU-lösningen ändå för tillfället

[4kTRB]

Multiplicerare brukar kosta en slant men den där MAX4210 kan du få för under 40kr.