Dzielnik napiecia - dobór potencjometra

[Amugilap]

Hej,
Jak elegancko rozwiazać problem przedstawiony na rysunku tzn dobór optymalnego potencjometra i rezystorów tak aby napiecie na nim zmieniało sie w określonym przedziale i prad wpływający do układu byl jak najmniejszy np 0.06mA

[Amugilap]

Errata : Górny rezystor R1 powinien sie zwać
Jakoś naokoło to policzyłem i wyszło mi R1=163K R2=0.68K P1=4.7K teraz zastanawiam się czy to ma sens, spróbuję zaaplikować to w układzie i zobacze co z tego wyniknie

[Jony130]

Można tak

7.13V/0.3V = 1 + R1/ (R2+POT)

7.13/0.029 = 1+ (R1 + POT)/R2

No i podstawiając za POT = 10K

Możemy bez problemu rozwiązać ten układ równań:
R1 = 250K
R2 = 1K

Można też inaczej.

Na POT napięcie będzie równe Upot = 0.2648V - 0.0296V = 0.2352V
A więc prąd potencjometru tym razem 4.7K

I = 0.2352V/4.7K = 50uA


R1 = (7.13V - 0.2648V)/50uA = 137. 304K = 130K

R2 = 0.0296V/50uA = 592 = 510Ω

Ale te obliczenie nie uwzględniają prądu obciążenia.
Ale na to nie mam już dzisiaj czasu.

[Amugilap]

Dzieki za naprowadzenie tyle wystarczy.

[Amugilap]

Drugi sposób jest zbliżony do tego jakim ja wyliczałem, zrozumiały i czytelny jak dla mnie a skad wzieły sie zależności w wykorzystane w sposobie pierwszym, pytam na zapas a w międzyczasie postaram sie sam je zrozumieć

W kazdym razie jeszcze raz dzięki zaczyna mi się to jakoś układać w całość

[e-lektryk]

Chodzi Ci o prąd wychodzący z dzielnika? Prąd jest ściśle zależny od napięcia, więc możesz ograniczyć go tylko do jego maksymalnej lub minimalnej wartości. W innych przypadkach (w trakcie regulacji) prąd będzie się zmieniał. Wzrastał wraz ze wzrostem napięcie i spadał wraz z jego spadkiem. Możesz też na wyjściu z dzielnika (patrz P1 na Twoim schemacie) dodać (szeregowo) rezystor ograniczający prąd wychodzący.

Ja bym najpierw obliczył jakie wartości końcowe mnie interesują (w górę i w dół) i później dobrał elementy (bez rozdrabniania się na rezystory i potencjometry).

[Amugilap]

Wydaje mi sie żę w moim przypadku prąd nie jest kluczowym parametrem, chodzi o to żeby napięcie zawierało sie w konkretnym przedziale a prąd można pominąc, Chodzi konkretnie o zaznaczoną część schematu.
Mam też pytanie jak stan wyjścia U2B wpływa na pracę ograniczenia prądowego i jak wygląda sprzężenie zwrotne ze wzmacniaczem w przypadku R17, czym projektant zasilacza kierował sie nadająć R5 konkretną wartość?
Dzieki za pomoc.

[Jony130]

a skad wzieły sie zależności w wykorzystane w sposobie pierwszym,

Zobacz sobie na zwykły dzielnik napięcia i na znany wszystkim elektronikom wzór na napięcie wyjściowe.



A teraz zakładamy że nie zmiany wzoru na Uwy a chcemy wiedzieć ile wynosi Uwy.

Na podstawie prawa Ohma piszemy:

Uwy = I * R2 (ale odkryłem Amerykę)

No i prąd

I = Uwe/( R1 + R2) (mam nadzieję że to też jest oczywiste jak słońce)

No to mamy

Uwy = Uwe/( R1 + R2) • R2 = Uwe • R2 /(R1 + R2) I tak właśnie powstał nasz książkowy wzór.

Teraz przy projektowaniu warto jest zapisać ten wzór trochę inaczej:

Uwy = Uwe • R2/( R1 + R2 ) ----> dziele obie strony przez Uwe

Uwy/Uwe = R2/(R1 + R2) ---> teraz odwracamy to do postaci Uwe/Uwy czyli

Uwe/Uwe = ( R1 + R2 )/R2 ----> co możemy zapisać inaczej

Uwe/Uwy = R1/R2 + R2/R2

Uwe/Uwy = 1 + R1/R2 ---> i właśnie ten wzór wykorzystałem do napisania tego układu równań. Zresztą z pomocą tego wzoru projektowanie dzielników napięcie staje się dziecinnie łatwe.

I zanim odpowiem na inne twoje pytania napisz tu dokładnie jaki ma być cle tej twojej przeróbki. Czyli co chcesz osiągnąć?

[Amugilap]

Dzieki wzór już jasny. Celem przeróbki ma być zmiana ograniczenia prądowego do 100mA do celów testowych i docelowo 2A juz w gotowym zasilaczu.

Update:
Z Waszą pomocą udało mi sie rozwiązać powyższe zadanie, układ działa zgodnie z założeniami, jeszcze tylko próbuję dogłębnie zrozumieć cały mechanizm, więc odpowiedzi na wyżej zadane pytania mile widziane

[Jony130]

Ten rysunek objaśnia działanie tego układu.
Wzmacniacz operacyjny A (WO) pracuje w roli wzmacniacza który wzmacnia spadek napięcia na rezystorze Rsc. Następnie napięcie to wzmocnie 23-razy podawane jest na wzmacniacz B, pracujący w roli komparatora. I gdy napięcie na wejściu nieodwracającym przekroczy napięcie na wejściu odwracającym załączy się tranzystor Tsc który podkradnie prąd bazy i ograniczy prąd wyjściowy.
O zasadzie działania WO przeczytasz tu
https://elportal.pl/pdf/k01/46_08.pdf
I najprostszym sposobem ograniczenia prądu do 100mA to zwiększenie Rsc do 1R.

Jakieś pytania?

[Amugilap]

Dzieki biore sie za studiowanie tych materiałow, niestety w oślej łączce nic nie ma na temat WO wiec pora uzupelnić zaległości.

[Jony130]

niestety w oślej łączce nic nie ma na temat WO wiec pora uzupelnić zaległości

Tu się mylisz od numeru 06/09 w EDW publikowane jest A7, właśnie na temat WO.

PS. Poprawiłem drobny błąd w opisie, który nie dawał mi spokoju w pracy.

[Amugilap]

23 razy i 1 we wzorze - nie wychwyciłem tego, ale za to rysunek i opis są na tyle tyle przejrzyste ze koncepcja działania układu stała się dla mnie jasna, jeszcze tylko nie mam pełnej jasności jak dobrane zostały pewne parametry układu tzn dlaczego własnie 23 razy i dlaczego własnie taki dzielnik napiecia na wyjsciu komparatora? spróbuje sobie to policzyc dla rożnych scenariuszy.
Kurs o WO bardzo ciekawy dzięki.
Pisząc Ośla łaczka mialem na mysli kurs ksiażkowy Wyprawy w świat... przez który stopniowo brne

[Jony130]

, jeszcze tylko nie mam pełnej jasności jak dobrane zostały pewne parametry układu tzn dlaczego własnie 23 razy i dlaczego własnie taki dzielnik napiecia na wyjsciu komparatora?

Dobieranie wartości elementów jest bardzo złożonym procesem. I praktycznie każdy inżynier dobierze inne wartości elementów które spełniają założenia układowe.
Projektowanie to bardzo "indywidualny" proces. Na dodatek nie ma tylko jednej jedynej słusznej drogi do celu, dróg jest bardzo wiele. Na dodatek układu nie projektuje się w jeden dzień. I nieraz dobór odpowiednich wartość (optymalizacji) elementów dokonuje się empirycznie podczas testowania prototypu, a nie przez stosowanie "książkowych" wzorów.

I ogólnie polecam przeczytać ten artykuł
https://elportal.pl/pdf/k01/09_05.pdf

I cytat z tego artykułu:

Gdy projektuję dany układ czy urządzenie, najpierw ustalam cel, czyli określam co chcę osiągnąć. Potem w kilku podejściach rysuję na kartce schemat ideowy, a ostateczną jego wersję, która moim zdaniem będzie pracować, wstukuję do komputera. Gdy schemat jest
gotowy, muszę wpisać wartości elementów. I tu zaczyna się cała zabawa.
Czy wiesz, że często mam dylemat, jaką wartość wpisać? Wiem dokładnie, że układ będzie pracował, jeśli dany rezystor będzie miał wartość rzędu od 1kΩ do, na przykład, 100kΩ . Jaką wartość mam wpisać? 4,7kΩ , 10kΩ , czy może właśnie 100kΩ ? Wpisuję powiedzmy
22kΩ . A ty potem szukasz takiego rezystora w sklepie, bo właśnie tego jednego
nominału nie masz w swoich zbiorach, a masz całą paczkę rezystorów o nominale 24kΩ . Ale myślisz sobie − jeśli mądry konstruktor wpisał 22kW , to musi być
dokładnie tyle!

czym projektant zasilacza kierował sie nadająć R5 konkretną wartość?

Ten rezystor nie ma praktyczne wpływu na działanie układu.
Jego zadaniem jest separacje wyjścia wzmacniacza U2A od pasożytniczej pojemności wejściowej U2B.

[Amugilap]

Własnie od jakiegoś czasu zastanawiałem sie skąd się biorą pewne konkretne wartości w układach i jaką ogromną wiedzą trzeba dysponować żeby coś zaprojektować, ten artykuł wiele wyjasnia. Zawsze wydawalo mi sie ze aby uklad działał poprawnie wszystko musi byc precyzyjnie wyliczone musze częściowo zmienić podejscie Teraz wgryzam się we wzmacniacze operacyjnie i rozumiem jak one pracuja a mimo to rozwiązanie dwoch ostatnich zadan sprawia mi problem i nie moge uzyskać wyników podanych na koncu artykułu który ostatnio mi poleciles, mógł bym prosić o jakieś ogólne wskazówki?