Fuente de corriente controlada por voltaje

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Aquí hay un circuito que parece funcionar bastante bien para permitir que un voltaje controle una corriente de hasta dos amperios.

Funciona en el simulador de falstad (la entrada de voltaje de onda triangular produce una forma de onda de corriente idéntica a través del diodo que es el LED - No solo funciona el control de PWM, el ajuste del voltaje de entrada a la mitad en realidad reducirá la corriente a la mitad) y lo haré Lo hago con mis propios componentes, pero quiero descubrir algunas cosas antes de poder finalizar el diseño del circuito.

La forma de onda a la izquierda representa el voltaje que regula la corriente a través del diodo. La onda triangular (los 40Hz y la elección de la onda triangular son arbitrarios) está en 5V. Está conectado al amplificador operacional a través de un divisor de voltaje, y la resistencia rosa en la parte inferior derecha se elige en coordinación con el voltaje que ingresa al opamp (después del divisor es de 100 mV). El propósito de configurarlo en \ $ \ frac {1} {7} \ Omega \ $ es minimizar la generación de calor. Está en ese valor porque quería 700 mA a través del diodo.

La fuente de voltaje de CC a la derecha es 10V.

Ahora miré la hoja de especificaciones de mi opamp, el MCP600x y su corriente máxima absoluta es de 2 mA. El transistor de par Darlington que estoy usando (BD681) tiene una \ $ h_ {FE} \ $ de 750, lo que significa que cuando alcanzo este límite, la corriente del colector es \ $ 2mA * 750 = 1.5A \ $. Esto significa que no debería usar este circuito para conducir un LED de 3 amperios. ¿Hacen operaciones de ferrocarril a ferrocarril con calificaciones de corriente más altas? Mi transistor tiene una clasificación de 4A (aunque necesitará un poco de disipación térmica ya que tiene una caída de 1.3v)

Dado que el transistor disipa bastante calor a altas corrientes, creo que sería necesario un MOSFET para reducir las ineficiencias. Sin embargo, no he tenido mucha suerte de que un circuito MOSFET tenga una buena regulación de corriente porque no hay una ruta conductora desde la puerta hasta la fuente. Sin embargo, puedo usarlo como interruptor, por lo que la operación PWM está bien.

Supongo que mi pregunta es: ¿existe una forma relativamente simple de construir un circuito Mosfet que funcione como este, pero que sea capaz de tener más corriente (y mayor eficiencia)? Además, ¿qué tipo de MOSFET debo usar (tipo p, tipo n ... otros tipos?)?

    
pregunta Steven Lu

3 respuestas

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Este circuito usa un FET para controlar un transistor, pero puedes reemplazar el transistor por un darlington, para obtener una especie de superdarlington híbrido.

Esto debería resolver la limitación de la corriente de salida del opamp.

    
respondido por el stevenvh
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El MOSFET de alimentación tiene otro problema: tiene una capacitancia de compuerta significativa, y con una corriente de salida de 2 mA, se recargará muy lentamente ... Los controladores de alta velocidad bombean hasta 1 A de corriente solo para accionar las compuertas ...

Por lo tanto, primero intentaría usar un par Darlington de baja potencia Y un transistor de potencia encima de él. Esto te dará suficiente amplificación.

    
respondido por el BarsMonster
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Puede reemplazar el transistor bipolar NPN en su circuito casi directamente con un FET de canal N de bajo voltaje. Mientras el opamp tenga suficiente capacidad de voltaje para conducir la compuerta, establecerá el voltaje de la compuerta en lo que sea necesario para obtener el voltaje deseado (y por lo tanto la corriente deseada) a través de la resistencia de detección de corriente. Si está utilizando un MCP600x, entonces su voltaje de salida será limitado y el FET debe ser del tipo "nivel lógico". Eso significa que operará en su rango completo con 5V en la puerta en lugar de los 12-15V habituales.

En cuanto a la eficiencia, el control lineal del LED es una mala idea. Configure las cosas para tener el voltaje suficiente para hacer funcionar el LED a la corriente máxima que desee, luego use PWM para corrientes más bajas. En otras palabras, para obtener la mitad del brillo, haga funcionar el LED con la máxima luminosidad la mitad del tiempo en lugar de la mitad del brillo todo el tiempo.

    
respondido por el Olin Lathrop

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