Fuente de corriente de rango múltiple basada en Howland

Si no le importa cierta falta de independencia (y disipación de potencia), puede trabajar con una fuente de corriente unipolar estándar. Esto se verá como

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Esto es bastante simple, pero tiene sus inconvenientes, especialmente la eficiencia.

Con la resistencia de detección de corriente mostrada, un VSET de .25 voltios dará 100 mA, y 5.0 voltios dará 2 amperios. Pero.

Sería una muy buena idea variar los VS dependiendo de la carga deseada. A 100 mA, solo necesita un poco más de 6 voltios para VS, y 12 funcionarán muy bien. Para 12 voltios, la disipación de potencia en el peor de los casos en el MOSFET es (12 - .25 - (60 x 0.1)) x 0.1 o aproximadamente 1/2 vatio, por lo que no hay problema.

A 2 amperios, estás en un juego de pelota completamente nuevo. Necesitará al menos 120 voltios VS (para conducir de 2 amperios a 60 ohmios), así que digamos que usa un suministro de 130 voltios. Con una carga de 20 ohmios, la carga disminuirá 40 voltios, la resistencia de detección caerá 5 voltios, por lo que el voltaje total en el FET será de 85 voltios, para una disipación de potencia MOSFET de 170 vatios. Es poco probable que obtenga esto con una combinación razonable de FET / disipador de calor, por lo que tendrá que ir a varios FET en paralelo y un disipador de calor muy grueso (varias libras y enfriamiento de aire forzado). También deberías tener mucho cuidado al ejecutar tu conexión a tierra para evitar caídas de tensión parásitas que causen imprecisiones o (mucho peor) oscilación.

Oh, sí, y la resistencia sensorial actual para el valor mostrado disipará 10 vatios, por lo que necesitarás algo del orden de una resistencia de 20 vatios para que sea seguro.

Pero estoy seguro de que estarás de acuerdo en que el circuito parece simple.

20 ohmios y 2 amperios requieren un voltaje de 40 voltios, por lo que es la fuente de alimentación de voltaje más pequeño que necesita en un extremo de la escala. 60 ohmios y 2 amperios requieren un voltaje de suministro de al menos 120 voltios y, dados unos pocos voltios perdidos en el transistor de paso y / o el amplificador operacional, el voltaje de suministro mínimo ahora debe considerarse como 125 voltios.

El problema que veo es que con una fuente de alimentación de 125 voltios y una carga de 20 ohmios que solo necesita 40 voltios para llevar a cabo 2 amperios, es la caída de voltaje a través del "silicio", es decir, 85 voltios a 2 amperios. Potencia de 170 vatios. La máxima disipación de potencia del amplificador APEX es de 125 vatios.

Necesita un enfoque sustancialmente diferente y recomendaría usar PWM para producir una corriente en su carga. Si no pudiera vivir con el rizado de tensión, entonces también se necesitará un inductor y un condensador PERO, esta solución no será automática - Calentar con 170 vatios.

Algo como esto puede ser de interés topológicamente: -

Produceunacorrienteconstantedehasta1.5amperiosenunaseriedeLEDy,porsupuesto,losLEDpodríanserreemplazadosporsucarga.Otalvezalgoquefuncioneapartirdeunatensióndesuministromásbajayaumenteparaproducirunatensiónmayor(denuevo,estoselimitaasolo1amperio):-