Limitación de la corriente a través de la referencia de derivación Zener por fuente de corriente PNP

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Tengo un voltaje de entrada no regulado de 5V..20V desde el cual necesito manejar una referencia de derivación LM4040 a 3.3V. De acuerdo con mis cálculos, una resistencia en derivación de 1.5kOhm resultaría en una corriente máxima de (20V-3.3V) /1.5kOhm = 11mA y una potencia disipada de 3.3 * 11mA = 36mW. La corriente ya está cerca del máximo nominal de 15 mA. A 5 V, una derivación de 1.5 kOhm solo proporcionará alrededor de 1.1 mA de corriente de salida, que parece baja, ya que las hojas de datos STM32 indican un consumo de corriente VREF + de 500µA, pero no indican si esto es para un ADC o los tres muestreos.

Dadas estas restricciones, estoy pensando en colocar una fuente de corriente PNP simple frente a la referencia de derivación para suministrar un constante de 5 mA independiente de la tensión de alimentación. También espero reducir el calentamiento de la referencia y, por lo tanto, mejorar la estabilidad.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

¿Esto tiene sentido? ¿Me estoy perdiendo algo? ¿Hay problemas que debo tener en cuenta o hay una mejor solución?

Admendum

Por curiosidad, simulé la versión PMOS del circuito, que también funciona. Sin embargo, no tengo ni idea de cómo calcular la corriente. ¿Puede alguien indicar dónde puede comenzar el análisis de MOSFET en modo lineal?

    
pregunta Arne

2 respuestas

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En primer lugar, su cálculo es incorrecto para la disipación de potencia en el regulador: la tensión a través del regulador es claramente 3V3 y la corriente a través de él a la tensión máxima (20V) es (20 - 3.3) / 1k5 = 11mA, por lo tanto, la potencia se disipa es de 37 mW. La resistencia disipará la mayor parte de la potencia (183 mW).

Sin embargo, si todavía estaba intentando usar un circuito de control de corriente, para que Q2 esté operando en un "área adecuada", necesita aproximadamente 0.7 voltios a través de la base y el emisor. Dado que para que Q1 funcione, necesita 0.7 voltios a través de su base y emisor, se sigue que la base de Q2 estará aproximadamente 1.4 voltios por debajo del riel de 5 V; esto está navegando un poco cerca de poner a Q2 en saturación y no puede suministrar la corriente necesaria para alimentar el regulador de derivación.

No estoy diciendo que no funcionará, estoy diciendo que me gustaría simular esto para asegurarme de que había suficiente espacio para la cabeza.

Por otra parte, si utilizara un espejo de corriente PNP básico, estaría mucho más alejado de la saturación y estaría más contento con esto como "asistente" desde el principio. El reglamento actual no necesita ser tan preciso, por lo que tal vez considere esto como una idea alternativa.

    
respondido por el Andy aka
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Me parece bien. Es posible que desee reducir un poco el valor de la resistencia de 33 K para cubrir la temperatura y los valores extremos de los componentes.

    
respondido por el Spehro Pefhany

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