Op-Amp + MOSFET = Fuente de alimentación de corriente constante (?)

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Estoy tratando de hacer mi primer circuito desde Horowitz y Hill: una fuente de corriente constante que se encuentra por encima de la carga, y puede (con suerte) la fuente 1A.

Decidí usar los componentes que tenía a mano: un LMP2231 como amplificador operacional, un MOSFET de canal p NDS356A como interruptor, un resistor de 0,5 \ $ \ Omega \ $ para actuar como el resistor sensorial y un Divisor de voltaje que proporciona la referencia para el amplificador operacional. He adjuntado un esquema que también tiene las etiquetas de los componentes.

El problema es que cuando conecto una resistencia del drenaje MOSFET a tierra, no fluye corriente a través del circuito. No estoy seguro de lo que he hecho mal aquí, pero me pregunto si tal vez tiene que ver con el Op-Amp que no puede abrir la puerta del MOSFET. Si este es el caso, ¿cuáles son los criterios para hacer coincidir un amplificador operacional con un mosfet para que funcione?

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

=========== EDITS ==========

EDIT: Entonces, en respuesta a las respuestas bien planeadas a continuación, he ido y reparo algunos (todos) de los componentes para obtener un circuito que parece que funcionará:

  • seleccionó un amplificador operacional ( AD8605 ) que tiene una Voltaje de entrada diferencial máximo de 6V
  • alteró los valores de \ $ R_1 \ $, \ $ R_2 \ $, y \ $ R_3 \ $, de modo que la tensión de operación es ahora de 3 V @ 1 A
  • seleccionó un MOSFET ( STD26P3LLH6 ) calificado con 20 W de disipación de energía, y cuyas características de estado son tales que parece que podría proporcionar 1 A en \ $ I_d \ $ para un \ $ V_ {GS} \ $ de 3V

Ordenaré estos componentes e informaré, pero ¿me falta algo? ¿Alguna trampa obvia?

simular este circuito

    
pregunta Mephistopheles

3 respuestas

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El rango de modo común del LMP2231 en un suministro de 3.3V es de hasta 2.5V. Tienes 2.77V en la entrada no inversora.

Si reduce R3 (para obtener, por ejemplo, 2.4V) y aumenta R1, podría funcionar, pero no se garantiza que el MOSFET le ofrezca incluso 250uA a 2.4V Vgs, por lo que sería un tipo de trabajo no diseñado al azar.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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El voltaje de la fuente de alimentación es demasiado bajo para que el opamp pueda manejar ese MOSFET.

Observe las características de salida de NDS356 :

Parapoderproporcionar1Adecorrientesedebemanejarconalmenos3VdeVgs(másomenos).Tienemuypocomargenensudiseñoycualquierextensiónenlascurvaspodríahacerquenofuncione.

Puedeintentaraumentarlatensióndealimentacióna5V,yaque LMP2231 lo permite, y ganar algo de espacio para la cabeza, pero aún así no será mucho.

    
respondido por el Lorenzo Donati
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Entre las preocupaciones publicadas en otras respuestas, por parte de otras personas geniales y de confianza, me siento negligente si no señalo otras cosas muy importantes.

Seleccionó un punto de ajuste para 1,06 amperios ish con 528mV sobre su resistencia de 500mOhm. Tu MÁS no puede regular corrientes como esa. El MOSFET que usas es positivamente pequeño. Podría funcionar con 500 mA, pero si desea una buena regulación, tendrá un pequeño voltaje en la mayoría. En 1A, incluso un pequeño voltaje lo llevaría rápidamente al rango de 0.3W ~ 0.5W que pueden manejar los tipos SOT23. No se puede asumir simplemente que se aplica un límite de corriente de conmutación de 1A en las configuraciones reglamentarias.

Entonces, ya que probablemente tendrá que reemplazar el MÁS, debido a su capacidad de corriente limitada en los cambios de voltaje de la puerta inferior que se pueden lograr si se adhiere a 3.3 V, elija uno que pueda manejar el requisito de energía para su peor caso escenario.

Cuanto mayor sea la variación en las cargas que tenga, mayor será la variación en el voltaje a lo largo del MOST, más potencia tendrá que manejar.

Luego, está el punto de la carga: creo que 100Ohm puede ser un error de tipo "defaultitis", pero debo señalar que con 100Ohm la corriente máxima estaría por debajo de 30mA en una configuración como esta. Por lo tanto, si no tiene carga o carga liviana, si reemplaza el amplificador operacional, debe asegurarse de que pueda comportarse normalmente con toda la gama de voltajes que pueda ver en su terminal negativo. El que tienes no puede. Tiene un límite de voltaje diferencial de +/- 300mV junto al límite de modo común de 2.5V cuando funciona con 3.3V.

El límite diferencial significa que la entrada solo puede diferir 300 mV o menos de la entrada + para que el dispositivo funcione correctamente. A menos que se especifique en alguna parte, un comportamiento abominable cuando está fuera de esos límites puede ser cualquier cosa, desde no trabajar hasta dañar.

    
respondido por el Asmyldof

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