Transistor de paso serie de alto voltaje - Control de bajo voltaje

Hay algunas preguntas abiertas, pero intentaré responder. Asumiré que desea un control de voltaje de una carga que debe estar referenciada a tierra, el rango de voltaje es de 0-45V, hay disponible una fuente de alimentación de 48V, la corriente máxima es de 1A y la entrada de control es un voltaje de 0-5V. / p>

Aquí hay un circuito que cumple todos los requisitos que dije:

Esto es similar en idea al circuito de Russell con algunas diferencias clave. Q2 es un sumidero de corriente controlado lineal con un voltaje de salida opamp en el rango de aproximadamente 600mV a 5V. Esta corriente activa de forma variable el transistor PNP Q1. La salida operativa de aproximadamente 600mV a 5V se asigna linealmente a la corriente de carga, lo que debería ayudar a la estabilidad. La tapa de compensación C2 que funciona contra R2 // R5 proporciona un medio para agregar estabilidad adicional según sea necesario. C2 no debería tener que ser más que unos pocos 10s de pF.

Con 5 V en la base de Q2, el emisor tendrá aproximadamente 4,3 V, por lo que Q2 hundirá 70 mA. Suponiendo que el transistor de potencia Q1 tenga una ganancia de al menos 15 (en el rango plausible para este tipo de transistor), la corriente de carga puede ser de hasta 1A.

R2 y R5 dividen el voltaje de carga en el rango de 0-5V que el opamp puede manejar. Ya que las cosas suceden, usted quiere asegurarse de que todo esté bien con los 48V completos en P1. Este 48V dividido por R2 y R5 se convierte en 4.75V en el opamp. Eso es lo suficientemente cercano a 5V para usar la mayor parte del rango pero aún así deja un poco de margen.

Tendrá que pensar en la disipación de potencia de Q1 con cuidado. Podría ser bastante dependiendo de qué corriente realmente dibuje tu carga. En el peor de los casos, la tensión de carga es la mitad del suministro, por lo que 24 V y el dibujo 1A. Eso pone 24W en Q1, que es bastante. Si su carga realmente puede llegar a 1A, entonces Q1 probablemente debería ser un TO-3 con un buen disipador de calor y enfriamiento por aire forzado. Si eso es demasiado, debe considerar cambiar las topologías para lograr lo que está haciendo. 24W no es trivial de tratar.

La Q2 también podría ponerse dura, pero no es tan mala como la Q1. Con un máximo de 5V en su base, caerá aproximadamente 43V a 70mA, que es de 3W. No es demasiado difícil lidiar con eso, como un TO-220 con un pequeño disipador de calor. Por supuesto, si su carga realmente no necesita 1A, todo esto se reduce linealmente.

Oops:

Actualicé el esquema para eliminar la resistencia adicional en serie con la entrada negativa opamp. El circuito evolucionó mientras lo dibujaba y no noté que esta resistencia ya no era necesaria cuando el circuito se publicó originalmente. La descripción se ha actualizado en consecuencia.

Este circuito parece hacer lo que quieres.

EsteesunmarcadodecortarypegardeuncircuitocopiadodeInternet desde aquí : no es ideal pero es lo suficientemente bueno para fines ilustrativos. (Esa página web no es muy útil).

El opamp se muestra desde 4V. Algo más es útil pero no mucho. Depende de la oscilación de salida del opamp utilizado en relación con el carril + ve. por ejemplo, un LM324 {datasheet} sería más feliz con V + > = 6V. 9V a 12V estaría bien.

La tensión de salida (tensión de carga) se divide por N: 1 por dos resistencias para coincidir con el nivel de tensión de control deseado. por ejemplo, si crea un divisor de 20: 1 (por ejemplo, 19K: 1k), para Vout = 50V, Vcontrol ("Volage") = 2.5V como 50/20 = 2.5.

Para una corriente dada a 50 V, el MOSFET debe disipar cualquier potencia que no se disipe en la carga.

por ejemplo, si se toman 100 mA a 20 V en la carga.
 Potencia de carga = 20V x 100 mA = 2 vatios.
 Potencia MOSFET = V x I = (50-20) x 100 mA = 3 vatios

A corrientes más elevadas, se requeriría un importante hundimiento de calor.

Para

Voltaje máximo deseado = Vmax
 Corriente máxima deseada = Imax

La disipación máxima de MOSFET es cuando Vout = 0 = V x I
= Vmax x Imax.