Se necesita ayuda para optimizar el circuito limitador de corriente simple

El circuito que se muestra funcionará, pero el transistor y Rsense crean una caída de voltaje que debe tenerse en cuenta.
Lo que estás viendo es el efecto de esto:

A 480 mA, la caída de tensión en la resistencia de 10Ω sería de 4.8 V, lo que no deja "espacio" para la tensión de saturación del transistor o las caídas de tensión de Rsense.
Así que la corriente será (Vsupply - Qsat - Vrsense) / Rload. Para solucionar este problema, aumente el suministro en un par de voltios y vuelva a intentar las pruebas de 0Ω y 10Ω. Además, reducir Rdefend considerablemente (< 10Ω)
Con suerte deberías ver (casi) ninguna diferencia.

Para obtener mejores resultados, cuanta más ganancia tenga, mejor. Otra cosa a tener en cuenta es (como Dave menciona en su respuesta) que Rbias necesita tener un punto límite más alto que la configuración de Rsense, de lo contrario dominará. Si el transistor tiene una ganancia de 65, y desea que Rsense se ajuste a 500 mA, entonces Rbias debe configurarse para permitir más de 500 mA. A 500Ω, establecerá el límite absoluto en 65 * ((5V - 1.4V) / 500Ω) = 468mA, por lo que incluso si Rsense se configuró para 500mA, no lo obtendrá. Para evitar esto, establece Rbias para, por ejemplo. 250Ω, o como se menciona a continuación, use un MOSFET para Q1 y luego el valor no es tan importante (10kΩ lo hará)

Otra opción es usar un circuito de corriente constante opamp común:

Simulaciónconunsuministrode4.8V,corrientelimitadaa500mA,Rloadbarridode1mΩa50Ωycorrienteatravésdeellarepresentadaenrelaciónaesto(notequelacorrientesemantieneplanaa500mAmientrasestálimitada):

Esto cumple con sus requisitos de una limitación sólida de 500 mA a un suministro de 4.8 V, y se puede ajustar fácilmente variando el opamp sin inversión a través del divisor de voltaje de entrada R2 / R3. La fórmula es V (opamp +) / Rsense = I (Rload) Por ejemplo, la referencia de 1V se divide por 20 para proporcionar 50mV en la entrada opamp +, por lo que 50mV / 100mΩ = 500mA.
Se usa un MOSFET para evitar errores de corriente de base que complican las cosas (un MOSFET con Vth bajo también se puede usar en el circuito del transistor original para mejorar las cosas)

Creo que hay un malentendido fundamental aquí. No se supone que Rbias debe establecer el valor actual límite, es la combinación de Rsense y la caída Vbe de Q2.

Su primer circuito tiene dos efectos limitadores de corriente diferentes: uno es la corriente a través de Rbias multiplicada por la ganancia (relación de transferencia de corriente) de Q1, y el otro es el Vbe de Q2 dividido por Rsense. El primero da el valor de 470 mA que ve, pero esto está mal controlado. Lo que sucede en este modo es que el circuito se está comportando como una resistencia que tiene el valor de Rbias / Hfe, o aproximadamente 7.8 en este caso. La corriente seguirá variando con la tensión de alimentación.

El segundo mecanismo le daría un valor de aproximadamente 600 mA (es decir, 0.6V / 1Ω), con una "rodilla" mucho más definida: la resistencia de la fuente efectiva en este caso es Rsense multiplicada por las ganancias combinadas de Q2 y Q1, que está mucho más cerca de una fuente de corriente ideal. Sin embargo, no está llegando al nivel de corriente en el que se activaría este mecanismo.

Dices

  

"Un limitador de corriente ideal no tendría ninguna resistencia hasta que la carga intente atraer más corriente que el límite".

Un sensor de corriente ideal utiliza un amplificador de ganancia infinita para medir el aumento de voltaje en una resistencia de cero ohmios.
 Usted aproxima la resistencia de cero ohmios usando una que sea lo suficientemente baja como para causar una caída de voltaje insignificante.
 "El problema" es que su circuito básico es fundamentalmente defectuoso. Ni siquiera TRY para implementar un circuito ideal similar. En su lugar, utiliza una caída de voltaje Vbe ya que es necesario detectar el voltaje. Esto pone un límite inferior y pobre a Vsense.

Mientras use una caída de Vbe en Q2 o equivalente como su umbral de detección, no podrá acercarse a una solución ideal. Lo que se requiere es un "comparador" que detecte un voltaje de cerca de cero voltios, donde "cerrar" depende de lo que desee. Por ejemplo, una caída de 0.1 voltios con un suministro de 5 V = 2% puede ser adecuado para la mayoría de los propósitos, pero puede construir circuitos con Vsense = decir 0.01 voltios si lo desea.

La opción fácil y obvia es usar un comparador IC o un opamp PERO, puedes construir un comparador adecuado solo con transistores, si lo deseas. Use un "par de cola larga" de PNP con su nodo común referenciado a V + o use transistores NPN con las entradas de voltaje en ~ = 0V actuando como la parte inferior de las cadenas divisorias que transfieren los cambios de voltaje a las bases de transistores que operan a un voltaje más alto.

Circuito a continuación es desde aquí que proporciona una acumulación de un transistor a través de -

Siesonotienesentido,entoncesecheunvistazoa
Wikipedia - amplificador diferencial

y esto proporcionará muchas pistas

Aquí hay un IC con par de largo recorrido PNP y NPN dentro. Esto se hace para una operación de 100 MHz (o más) pero muestra lo que se puede comprar.

Hace mucho tiempo se veían así :-):