peter_zhang 发表于 2012-5-9 19:33:09

高精度交直流功放直流漂移问题 请教

本帖最后由 peter_zhang 于 2012-5-9 19:32 编辑

公司有一款高精度交直流功放    输出信号DC:0.1~30A   AC:0.1~30A   频率：0~1KHZ   电流精度0.5%
                                           小信号时至少要保证1mA的精度（例如100MA,200MA,500MA)
                                           恒流输出，电压最大幅值15V,机器主要用于电力系统测试方面的。

               板子结构   前级为 28V450W左右的半桥开关电源管子用的是IRFP460LC，
                                  后级为 一个H桥功放电路，4个管子型号IRFP3206 ，
                                  霍尔传感器串联在回路中   型号为HNC025A    一种多量程电流传感器   厂家南京中旭
                                  H桥控制方式为SPWM控制方式。
                                  DSP出来的信号经过PID调解过程与40KHZ三角波载波比较 产生四路控制信号控制H桥   
                                  数字部分AD芯片用的是16位的DAC7644(应该不存在问题吧）
                        
                  交流信号放大说白了 就是 一个逆变器
               现存在 一个问题 ：在小信号输出时比如1A以下，
               输出方式若为AC ，   则输出电流基本不怎么变化，最多只有1~2个mA的变化（交流里的直流分量可用软件校正，不是问题）；
               输出若方式为DC ，则随着时间的变化（从开机到1小时左右），
                                          电流值可能有20~30mA的变化；（输出直流时,H桥只有2个管子工作）
                  
                  为什么交流不漂 ，只漂直流呢？            
               
                  怀疑以下几个方面可能有问题：
                        1：H桥MOSFET 的导通电阻 存在正温漂 ，I=Vin/(RL+Rds);
                                    2: SPWM控制板运放的问题（运放用的都是OP2177 OP275），PSRR, Vos ,Ios的影响；
                        3：霍尔传感器的问题，温漂（霍尔传感器内部本身也是一些运放电路）采样点精度本身存在误差；
                        4：28V电源的的问题？纹波，不知道对后级有没有影响；
                        5：运放的正负12V电源问题，运放的电源都是开关电源的供电的；
                     



            目前进展：
                      1：我用+28V的线性电源给H桥供电，H桥功放出1ADC       监测1小时，照样跟用本身半桥的28V电源一样，输出直流存在很大漂移；
                     2：我用导线把霍尔传感器部分 和SPWM控制板单独 引出来，用电吹风，外部加热。
                                 用电吹风吹SPWM板 几乎无变化；
                                     吹霍尔传感器，输出直流时 输出变化明显，输出交流时，几乎没什么变化；
                                    吹H桥部分，输出有变化，但变化不大，有几个mA的变化；
                        目前看来可能是霍尔传感器的问题，要坐温度补偿的话要怎么做啊 ，
                        还有没有可能其他的原因引起 直流放大时，存在直流漂移         
                           望各位大侠帮再下看看。



附：
1：霍尔传感器参数

产品说明：
HNC025A是利用霍尔效应和磁平衡原理的一种多量程电流传感器，能够测量直流，交流以及各种脉冲电流，同时在电气上是高度绝缘的。

电参数：
典型值　　                           最大值
额定电流IN　　　　　　　　　　25A.T
量程IP　　　　　　　　　　 0～36A.T
测量电阻RM　　　　　　 最小100Ω， 最大190Ω
最大误差（25℃）　　　　　　 ±0.6％
额定输出IS　　　　　　　　　　 25mA
电源电压VC　　　　　　　　 ±15V（±5％）
匝数比　　　　　　　　　　 1-2-3-4-5：1000
失调电流（25℃）　　　　±0.02mA　　 ±0.05mA
残余电流（3倍IN）　　 ±0.1mA　　 ±0.35mA
失调温漂0℃～25℃　　 ±0.06mA　　 ±0.1mA
　　　　25℃～70℃　　 ±0.25mA　　 ±0.35mA
功耗电流　　　　　　　　　　　 10mA+Is
绝缘强度　　　　　　　　　　 2.5KV/50Hz/1min
线性度　　　　　　　　　　　　　　<0.2%
响应时间　　　　　　　　　　　　 <1μS
带宽　　　　　　　　　　　　　　0～150kHz（-1dB）
工作温度　　　　　　　　　　 C档-10～70℃ 　E档-40～85℃
储存温度　　　　　　　　　　 C档-40～85℃ 　E档-55～125℃
次级内阻　　　　　　　　　　　　 110Ω（+70℃）
初级内阻　　　　　　　　　　　　 <1.25mΩ/匝



2   PID调节部分电路
   

3H 桥示意图   





peter_zhang 发表于 2012-5-9 19:33:41

第一次发帖呢。。。

huayuliang 发表于 2012-5-9 19:56:04

记得看过带温度补偿的霍尔电流传感器。

外加补偿得知道器件的温度曲线。

gaolf_2012 发表于 2012-5-9 20:49:13

我的理解：
失调温漂0℃～25℃　　 ±0.06mA　　 ±0.1mA
匝数比1：1000
那么还原到原边的电流就是
0℃～25℃　　 ±0.06A　　 ±0.1A
可以换个型号试试

NJ8888 发表于 2012-5-9 20:49:26

先用恒定负载，设法搞成开环，看反馈信号是否漂移。以确定反馈通路是否有问题

peter_zhang 发表于 2012-5-10 18:10:40

本帖最后由 peter_zhang 于 2012-5-10 21:32 编辑

huayuliang 发表于 2012-5-9 19:56 static/image/common/back.gif
记得看过带温度补偿的霍尔电流传感器。

外加补偿得知道器件的温度曲线。 ...

推荐一个型号~我看看~ 谢谢~{:smile:}
是不是霍尔传感器的问题，测量100mA 信号时 没这么高的精度。看它的数据都是 给出25A 额定值时的数据

peter_zhang 发表于 2012-5-10 18:14:09

NJ8888 发表于 2012-5-9 20:49 static/image/common/back.gif
先用恒定负载，设法搞成开环，看反馈信号是否漂移。以确定反馈通路是否有问题 ...

开环试过~我就是把 霍尔传感器反馈信号与PID部分电路的输入断开，如PID 调节部分电路，我去掉R13(2.7K）电阻。
                   测试1ADC输出， 输出电流还是变化的      经霍尔传感器的反馈信号IFB   电压 也是变化的~

panruipei 发表于 2012-5-11 08:56:53

学习中...

xzyang 发表于 2012-5-11 09:06:37

交流反馈用电流互感器串在输出回路，程控功率源就是这么干的。直流反馈可以考虑分流器之类的。

xzyang 发表于 2012-5-11 09:09:28

霍尔传感器肯定存在线性精度问题，可以考虑做量程变换例如最大量程穿一圈，小量程按比例增加圈数

peter_zhang 发表于 2012-5-11 12:22:41

本帖最后由 peter_zhang 于 2012-5-11 12:27 编辑

xzyang 发表于 2012-5-11 09:09 static/image/common/back.gif
霍尔传感器肯定存在线性精度问题，可以考虑做量程变换例如最大量程穿一圈，小量程按比例增加圈数 ...

恩我就是怀疑 是该型号的 霍尔传感器线性有问题   特别是在小电流时~
    明天换个型号看看·~~
这个传感器不能采用在原边多绕几匝的方式，它的封装是下图那样的   不是中间穿孔样的。    选择不同的脚位，即可选择量程 ，最小量程额定值是5A（可以选择5A6A15A 20A25A）
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