Básicamente, el circuito funciona utilizando la combinación C2-R3 como modelo (o analógico) para la carga de C1. En lugar de detectar la corriente en C1 directamente, R3 detecta la corriente en C2, y se supone que este valor es proporcional a la corriente en C1, lo que es cierto siempre que el voltaje en R3 sea una pequeña fracción del total.
Siempre que haya una caída en R3 debido a la corriente a través de C2, se reduce la unidad al transistor de paso.
El equivalente de Thevenin de la unidad base a Q1 es de 1.5 V y 120 kΩ, por lo que si la tensión en R3 aumenta hasta 1.5V - 0.6V = 0.9V, Q1 se corta por completo, eliminando la unidad de M1 también. Esto ocurriría en una corriente C2 de \ $ \ frac {0.9 V} {10 k \ Omega} = 90 \ mu A \ $, que correspondería a una corriente en C1 de \ $ 90 \ mu A \ cdot \ frac {40000 \ mu F} {12 \ mu F} = 300 mA \ $.
Al ajustar los valores de la resistencia y el condensador, puede cambiar el valor actual límite. Tenga en cuenta que la corriente total a través de M1 (y la fuente de alimentación) es la corriente de carga C1 más la corriente de carga creciente a través de R7, así que elija el valor límite correspondiente.
C3 solo sirve para filtrar el ruido en la base de Q1. Me inclinaría por asegurarme de que la constante de tiempo asociada con esto (C3 multiplicada por la resistencia de Thevenin calculada anteriormente) sea inferior al 10% de la constante de tiempo C2-R3. En otras palabras, reduciría C3 a 0.1 µF o menos.
No estoy seguro de por qué podemos establecer C2 y R3 en relación para obtener la corriente a través de C1?
La ecuación básica de un capacitor dice que la corriente a través de un capacitor es proporcional a la tasa de cambio del voltaje a través de él, y también a su capacitancia:
$$ i (t) = C \ frac {dV (t)} {dt} $$
Como dije, el supuesto es que el voltaje en R3 es "pequeño", lo que significa que V (t) es esencialmente el mismo para ambos condensadores. Esto significa que la corriente a través de cada uno es directamente proporcional a su capacidad.
En este caso específico, la tensión en R3 puede ser tan alta como 0.9 V, que es el 10% de la tensión de alimentación, por lo que la proporcionalidad no es tan precisa como podría ser, pero es lo suficientemente buena para este propósito.
Con respecto a C3, parece ser importante evitar un pico de arranque inicial debido a que el Q1 se enciende "completamente" de inmediato. Tengo que elegir un valor por encima de 1uF para evitar eso.
Sí. Olvidé tener en cuenta las resistencias muy altas conectadas a la puerta de M1. Estos son necesarios para mantener la corriente máxima a través de Q1 (que también fluye a través de R3) a una pequeña fracción de la corriente de C2, pero limitan severamente el ancho de banda de M1 (su capacidad de cambiar rápidamente). En particular, se apaga muy lentamente porque la carga de la puerta debe disiparse a través de R1 (220 kΩ) solo.
Por lo tanto, tiene sentido que tener la referencia de voltaje (R4, R5, R6 y C3) arrancar lentamente ayudaría a evitar ese pico inicial en la corriente.
Con respecto a la elección de M1: siempre que pueda manejar el voltaje y la corriente, y que usted controle el máximo V GS que ve mediante la selección adecuada de R1 y R2, realmente no hay nada especial requerido.
Preste atención al diagrama SOA (área de operación segura) en la hoja de datos. Puede trazar algunos valores de voltaje y corriente de muestra de la simulación para asegurarse de que permanezca en el área segura.
También, asegúrese de darle una forma adecuada de disipar el pulso de calor asociado con el aumento de carga de C1 sin que la temperatura suba demasiado.
