Diseño de fuente de corriente de 0- 300 mA con suministro de voltaje de 12v (carga = constante de 40ohm)

Usted dice que quiere una fuente de corriente de 0-300 mA, pero que la carga es una constante de 40. Por lo tanto, no hay distinción entre una fuente de corriente de 0-300 mA y una fuente de voltaje de 0-12 VV.

El mayor problema que tiene es que su circuito no puede dejar caer ningún voltaje a plena salida, ya que solo tiene 12 V para empezar. Eso no es posible, así que lo que pediste no se puede hacer. Sin embargo, puedes acercarte razonablemente. Por supuesto, una mejor respuesta sería comenzar con una fuente de alimentación un poco por encima de 12 V para que el elemento de paso deje caer algo de voltaje a plena carga.

Para minimizar la caída de voltaje en el elemento de paso, use un MOSFET. No es difícil encontrar dispositivos que puedan bajar a unos pocos metros con la unidad de puerta completa. 20 mΩ, por ejemplo, es el 0.05% de su carga de 40 Ω. Eso estaría dentro del error de medición para la mayoría de los propósitos.

No dio ninguna restricción sobre cómo se debe controlar esta fuente actual, por lo que podemos elegir algo simple. Un potenciómetro que establece el voltaje de la compuerta del MOSFET proporciona control sobre la corriente.

Aquí hay un circuito que cumple con todas sus especificaciones, excepto que no apaga 12 V o 300 mA con exactamente 12 V:

Este MOSFET en particular puede manejar hasta 20 V y desciende a menos de 10 mΩ con 10 V en la puerta. Solo tú puedes decir si eso está lo suficientemente cerca. Nuevamente, tus especificaciones son realmente imposibles de cumplir.

El control se logra girando el pot (R1).

Este sería mi punto de partida: -

ElijaR1paraquetengaunvalorbajo,porloquenobajarádemasiadovoltajeenlacorrientedesuministroalacarga.Sieligió1ohmioparaobtener300mAatravésdelacarga,Vinseríade0.3voltiosylacaídaatravésdeR1tambiénseríade0.3voltios.Lacaídaatravésdeltransistorseríadeaproximadamente0,2voltiosenelmejordeloscasos,paraentregar300mAenunacargade40ohmiosserequiereunsuministrode12,5voltios.

Porlotanto,tambiénpuedesmorderlabalaygenerar15voltiosapartirdelos12voltiosusandounconvertidordedcadcyhaymuchosalrededor.Siescogeunoaislante,ofrecemásopcionesporquepodríausarunconvertidorqueprodujera2.2voltiosenlasalidayunflotadorqueproduzcaunrielde12voltios+3.3voltios=15.3voltios.Unmontóndeopciones.

Sisucargapuedecaersignificativamentepordebajodelos40ohmios,esposiblequenecesiteundisipadordecaloreneltransistorPNP.

Sideseaverotrasopciones,setratadegenerarunacorrienteconstante estas imágenes de google deberían ayudar.

Cualquier circuito que puedas construir tendrá una caída de voltaje. 300 mA * 40 ohmios es 12 V, que es la tensión nominal de su fuente de alimentación. Si su fuente de alimentación es un poco baja y / o su resistencia de carga un poco alta, nunca alcanzará los 300 mA, incluso con un cortocircuito directo.

Por lo tanto, tiene dos opciones principales aquí: la más fácil es comprometer la especificación y limitar la corriente al máximo (por ejemplo) 275mA, lo que le da un valor nominal de 1 V para trabajar. Tal vez eso termine siendo 0.5V después de tener en cuenta las tolerancias. Eso es manejable: la caída máxima en su dispositivo de paso (transistor, probablemente) más la caída de voltaje en la resistencia de medición no debe exceder los 0.5V. Si el transistor necesita 0.25 V, puede usar una resistencia de 1 ohmio y cumplir con las especificaciones. Cuanto menor sea el valor de la resistencia, menor será el voltaje para su retroalimentación, por lo que se introducirán más errores. La compensación dependerá de cuál sea su especificación de estabilidad y precisión requerida.

La segunda opción es aumentar uo su 12V usando algún tipo de suministro de conmutación a algo alto (por ejemplo, 15V), en cuyo caso puede elegir un gran voltaje de realimentación grande como 3V (use una resistencia de 10 ohmios) o 2.25V o 2.5V para que coincida con una tensión de referencia. Dicho circuito producirá más EMI, consumirá más energía y será más complejo que un simple regulador de corriente, pero cumplirá con los requisitos establecidos.

Editar: Dado que otros han suministrado esquemas (quizás dudosos), lanzaré uno o dos aquí por si acaso:

Conversor Boost:

Sisiguelos hoja de datos 34063 , puede determinar fácilmente los valores de los componentes no mostrado.

Fuente actual (fuente de la nota, no sumidero):

El op-amp que muestro es un inusual rail-to de alto voltaje - Tipo de entrada de carril. Hay otras formas de hacerlo pero esto es simple. Un LM324 normal no funcionará, y ciertos amplificadores operacionales FET solo funcionarán si tienes suerte.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Si su carga es en realidad una resistencia constante y no necesita adaptarse a ningún cambio, entonces podría construir un suministro de 0-12 V, pero no sería significativamente más simple de lo que se muestra.

Bueno, puedes probar este circuito. Utiliza una retroalimentación negativa para estabilizar la salida a cerca de 12V. Ya que está hecho por un buen acuerdo, también puede esperar una resistencia de fuente bastante buena. Bueno, con 12 voltios, no puede esperar una carga de 300 mA, pero está bastante cerca.