Fuente de corriente bidireccional

El capacitor está ahí porque un amplificador operacional generalmente (casi el 100%) necesita un capacitor a través de sus pines de suministro para evitar problemas de inestabilidad y / o pérdida de rendimiento.

Sin los transistores para ayudar a la corriente del op-amp a la pequeña resistencia de carga anticipada, la corriente tomada de los suministros sería aproximadamente la misma que la que el op-amp está suministrando a la carga; por lo tanto, estas líneas son " Secuestrado "para el uso de los transistores: el 1k en serie con el suministro no es un problema para el tipo correcto de op-amp y el voltaje a través de ellos produce una tensión de emisor de base que complementa la corriente de salida miserable del op-amp.

No es un problema aumentar la salida de corriente mediante el uso de transistores Darlington, pero durante mucho más de una unidad 1A (desde cualquiera de los rieles), los transistores se calentarán. Por ejemplo, en un riel de +/- 5 V que conduce 1 A a un cortocircuito, uno de los transistores producirá 5 vatios de calor. Si necesitabas 10A, eso es 50W de calor.

Hay circuitos que solo necesitan un riel de suministro muy pequeño que puede producir una corriente constante en una carga de impedancia muy pequeña con quizás 1 voltio como riel de alimentación. Su circuito está limitado por los rieles de alimentación para el amplificador operacional.

EDIT Esta es una idea para un circuito que puede impulsar + 10A o -10A en la carga sin necesidad de desconectarlo: -

La alimentación principal a la carga proviene de una fuente de +/- 1V (en un círculo en rojo). En el momento en que R6 (círculo azul en la parte superior) se establece en 5 ohmios, se aplica un voltaje a los Vin + de X5 que deben reproducirse en R5 (0.005 ohmios) debido a la acción de retroalimentación negativa en X5. Esto fuerza 10A a R5 y, por lo tanto, a través de la carga (R4) de 0.0001 ohm.

Para cambiar la polaridad, R5 está en cortocircuito en 0R y R2 está configurado en 5R, lo que desactiva el circuito del controlador FET superior y activa el circuito del controlador FET inferior que produce X1.

Por supuesto, no tiene que estar limitado a 10 A, esto simplemente coincide con los valores que he elegido. Las corrientes y los voltajes están marcados en el diagrama para ayudarlo a comprender lo que está pasando.

Esta técnica se llama "detección de riel" o "detección de suministro" y las resistencias 1K que están degenerando los rieles están ahí para medir la corriente de suministro, que está dominada por la etapa de salida de los amplificadores operacionales. La señal generada por estos resistores acciona los transistores de la placa principal que proporcionan el aumento de corriente. Los transistores están dentro del bucle de realimentación del amplificador, por lo que las no linealidades se compensan parcialmente.

El capacitor grande es para desacoplar el nuevo voltaje de los rieles "blandos" y para proporcionar almacenamiento de carga mientras el op-amp está girando. las tapas de estabilización típicas son del orden de 10'2 - 100's de pF, esto es 100X a 1000X demasiado grande para ese propósito.

Para comprender la operación, debe comprender cómo se hace el dispositivo. Los comentarios no se muestran (en el esquema de la nota de la aplicación), por lo que no está claro cómo funciona el dispositivo en esta configuración. es decir, "¿cómo se obtienen los transistores externos dentro del circuito de retroalimentación?" Aquí está el recorte de la hoja de datos.

Los rieles del amplificador operacional responden más a los cambios en la carga que si estuvieran manejando la carga por sí mismos. La carga se enciende, el amplificador operacional funciona para compensarlo, se detecta este aumento de corriente y acciona los transistores externos que luego se encargan de la carga. A medida que la salida se aproxima al valor final, la corriente del riel del amplificador operacional cae. El condensador de desacoplamiento (10 uF) solo necesita suministrar la carga para el giro del amplificador operacional.