Uso de componentes en este circuito de fuente de corriente constante

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En la edición de abril de 2014 de la revista Elektor, presentan un circuito para un dispositivo de fuente de corriente de alta precisión (página 42). Permite al usuario seleccionar una corriente constante entre 10nA y 20mA. Hacen un buen trabajo explicando académicamente el núcleo de la fuente actual, incluso proporcionando una versión idealizada de la misma: Luegomuestrancómoimplementaronestafuenteactualeneldispositivoreal.HicieronRsseleccionablesparalasdiferentescorrientesycomponentesagregadosparaconsideracionesdelavidareal,comoproteccióncontrasobretensionesysimilares.Meperdíunpococonelusodealgunoscomponentes,aunquemegustaríaquemeayudaraacomprenderlos.

Aquíestálaparterelevantedelcircuitocompleto.Paramantenereltamañodelaimagenmanejable,estoycortandolamitadsuperiordelcircuito,queesprincipalmenteelcircuitodeinterfazparalapantallaLCDylosconvertidoresdevoltajeDC-DC. Aquí, IC6 y IC8 reproducen las partes de U1 y U2 del circuito idealizado. Y D4 (junto con R56, P3 y R60) juega la parte de D1 para formar un Vref de 1V. Por lo tanto, la tensión en el pin 6 de IC6 y el pin 3 de IC8 es de 1V. De manera similar a un multímetro, el usuario conectaría la carga a través de K2 y K3 mediante sondas.

Los componentes que me confunden son T5, T6 y R59. Los revisaré por separado:

  1. El artículo dice que T5 sirve como protector contra sobretensiones. Pero si la puerta está conectada a la parte inferior de RS (RS-SEL en este esquema), ¿no sería el Vgs del JFET 1V? Por lo tanto, el FET nunca se activaría en condiciones normales, ¿qué tipo de derrotas a la fuente actual? Obviamente me estoy perdiendo algo.

  2. De acuerdo con el artículo, toda la corriente de origen de IC6 viaja a través de R59 siempre que la corriente seleccionada por el usuario sea de 100 uA o menos. Creo que entiendo que debido a que a 100uA, Vbe de T6 sería 360 mV, que es menor que Vbe (activado) para T6, entonces T6 estaría apagado. Pero, ¿no contribuiría R59 un gran error en serie con R28? La resistencia combinada de R59 y R28 es 13.6k, lo que resultaría en una corriente de 1V / (10k + 3.6k) = 73.5uA. Eso es bastante lejos de 100uA.

  3. Para corrientes seleccionadas por el usuario por encima de 100uA, ¿cómo afectan R59 y T6 a la tensión que entra en las resistencias corriente abajo? ¿No contribuirían a caídas de voltaje significativas que estropean los cálculos de referencia de 1 V? No puedo encontrar una sensación intuitiva de cómo la resistencia y el transistor trabajan juntos aquí.

pregunta Dan Laks

1 respuesta

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1) El artículo dice que T5 sirve como protector contra sobretensiones. Pero si la puerta está conectada a la parte inferior de RS (RS-SEL en este esquema), ¿no   Vgs del JFET ser 1V? Por lo tanto, el FET nunca se enciende bajo   condiciones normales, ¿qué tipo de derrotas a la fuente actual? soy   obviamente falta algo.

Aquí están haciendo un pequeño truco: un JFET también puede funcionar como un diodo ordinario. Por ejemplo, mira T9 abajo. Si se aplica una sobretensión positiva a K2, la unión del canal de la puerta de T5 se desviará hacia adelante, lo que lo conecta directamente a la salida del opamp, un punto de baja impedancia.

La ventaja de hacer esto es que, en el funcionamiento normal, el T6 tiene muy pocas fugas y muy poca capacitancia, por lo que no interrumpe la configuración de baja corriente.

Recuerde que un JFET es un dispositivo en modo de agotamiento. Conducirá corriente a menos que la compuerta sea activada más negativamente que el canal (en relación con la fuente o el terminal de drenaje) por la tensión de umbral especificada. Con un V GS de -1V, el FET todavía conduce. La resistencia de la fuente de drenaje no trastorna el funcionamiento normal debido a una retroalimentación negativa, IC6 elevará su voltaje de salida al nivel requerido para forzar la corriente deseada a través de R S .

  

2) De acuerdo con el artículo, toda la corriente de origen de IC6 viaja a través de R59 siempre que la corriente seleccionada por el usuario sea 100uA o   Menos. Creo que entiendo eso porque a 100uA, Vbe de T6 sería   360 mV, que es menor que Vbe (activado) para T6, por lo que T6 estaría desactivado. Pero   ¿R59 no contribuiría un error muy grande en serie con R28? los   La resistencia combinada de R59 y R28 es 13.6k, lo que resultaría en una   corriente de 1V / (10k + 3.6k) = 73.5uA. Eso es bastante lejos de 100uA.

No, porque R59 está dentro del circuito de retroalimentación para IC6, el opamp compensa automáticamente sus efectos.

  

3) Para corrientes seleccionadas por el usuario por encima de 100uA, ¿cómo afectan R59 y T6 a la tensión que entra en las resistencias corriente abajo? Ellos no   Contribuye a caídas de voltaje significativas que estropean la referencia de 1V.   cálculos? No puedo imaginar un sentimiento intuitivo de cómo el   La resistencia y el transistor trabajan juntos aquí.

Nuevamente, debido a la retroalimentación negativa, cuando T6 conduce, IC6 reduce su voltaje de salida para mantener el voltaje correcto en R S .

El principio general es que los componentes entre la salida del opamp y el punto de realimentación no importan (dentro de ciertos límites), porque el opamp actuará para revertir sus efectos y mantener el voltaje deseado en el punto de realimentación. A veces puede ser difícil entender exactamente dónde se encuentra el "punto de retroalimentación" en algunos circuitos. En este caso, es el nodo etiquetado como TP6 .

    
respondido por el Dave Tweed

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