Fuente actual: lograr un tiempo de asentamiento definido con resistencia de carga variable

He utilizado con éxito cargas vinculadas de Vcc como esta en circuitos de corriente constante: -

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

El amplificador operacional tiene una retroalimentación negativa del emisor y, por lo tanto, el voltaje del emisor debe estar al mismo potencial que la entrada. Esto significa que la corriente a través de BJT = \ $ \ dfrac {V_ {IN}} {R1} \ $

También puede usar un PNP BJT y un amplificador operacional reflejado hasta el riel de suministro positivo para cargas acopladas a tierra.

Puede intentar fijar la tensión de realimentación (por ejemplo, con un diodo).

Pero primero intentaría acelerar el circuito: deshacerme de R1, que inserta un polo por ninguna razón que pueda ver, y tratar de reducir C1 a algo así como 100pF.

Voy a asumir que estás usando el primer esquema.

Ya que solo necesita una corriente de salida máxima de 50 mA, el TIP102, que es un Darlington de potencia de 3 amperios, ¡es totalmente inapropiado! La gran capacitancia de la unión provoca un retraso en la señal y limita severamente el ancho de banda de bucle cerrado. Esto también está causando la mayor parte de la inestabilidad del circuito.

El amplificador operacional tiene una capacidad de corriente de salida de 20 mA, por lo que la ganancia de corriente adicional requerida es un poco más de x2.5 para alcanzar el punto de ajuste máximo de 50 mA, por lo que cualquier transistor de cruce de 50 V de ganancia moderada funcionará, sin embargo, un MOSFET se desempeñará mejor

Como ya lo mencionaron otros, tener la carga en el emisor es una gran parte del problema. El transistor Darlington TIP102 tiene una resistencia interna de 10 KΩ que protege la base. Con la resistencia externa de 10 KΩ en serie con esta resistencia interna, el cumplimiento del bucle y el retardo de la señal se hacen aún peor. (El TIP102 se usa típicamente como un transistor de conmutación de bajo conteo de partes, no como un transistor de señal lineal).

Dado que el LT1013 OpAmp ya está compensado internamente para que sea estable en ganancia unitaria, el capacitor externo de 1nF (0.001 μF) realmente está causando problemas. No es necesario una vez que se reemplaza el TIP102. Debería ser posible eliminar cualquier inestabilidad restante refinando el diseño.

La resistencia de carga mínima de 10 puede tener fácilmente una corriente máxima de 50 mA impuesta, cayendo solo 0.5 voltios.

La configuración de corriente más baja tendrá una imprecisión creciente debido al voltaje de compensación de entrada. ¡Con este diseño está operando a niveles de señal muy bajos, la compensación de compensación es vital! (La resistencia de carga máxima de 10 KΩ tomará solo ~ 3.6 mA de la fuente de alimentación de 36 voltios, requiriendo una señal de entrada de, como máximo, 12 mV!)

El voltaje de compensación de entrada se puede minimizar utilizando resistencias de entrada del 1% emparejadas. En este diseño, la entrada no inversora necesita una coincidencia precisa de 10 KΩ, sin embargo, puede omitir ambas resistencias de entrada o usar valores pequeños (como 470 Ω 1%).

Otros ya han sugerido que coloques la carga en el recolector, y estoy de acuerdo. Esto mejorará el cumplimiento, el ancho de banda y la estabilidad del circuito. Si desea el mayor cumplimiento, utilice un MOSFET.

A la corriente de consigna máxima de 50 mA, con una resistencia de detección de corriente de 33, los voltajes de entrada y realimentación son de 1.65 voltios.

Con una tensión de alimentación de 36 VCC, la tensión de carga máxima de corriente es de ~ 33 voltios. Por lo tanto, la resistencia de carga máxima permitida a 50 mA es ~ 660. Para resistencias más altas, la señal de control de entrada debe reducirse para mantener el cumplimiento del bucle.

La resistencia máxima de 10 KΩ atraerá solo ~ 3.6 mA, lo que requerirá una señal de control de, como máximo, 119 mV. Para imponer 50 mA en 10 KΩ, la tensión de alimentación tendría que superar los 500 voltios (y disipar 25 vatios en la carga).