Do zrobienia prostego źródła prądowego sterowanego przy użyciu napięcia, wystarczą trzy podzespoły:
-wzmacniacz operacyjny
-bipolarny tranzystor mocy NPN, najlepiej w układzie Darlingtona (możecie wykorzystać także tranzystor MOSFET z kanałem N)
-rezystor pomiarowy
Podzespoły należy połączyć według poniższego schematu. Obciążenie jest włączone między dodatnią linię zasilania a kolektor tranzystora. W obwodzie obciążenia płynie stały prąd Iload, regulowany napięciem na wyjściu potencjometru.
Zasada działania tego układu jest prosta: wzmacniacz operacyjny tak steruje tranzystorem, aby napięcie Vset oraz spadek napięcia na rezystorze Rset były takie same. Rezystancja Rset się nie zmienia, zaś z prawa Ohma wiemy, że spadek napięcia na Rset wyniesie Rset·Iset. Skoro mają być sobie równie Vset i napięcie na Rset, to Vset = Rset·Iset. Czyli zmieniając napięcie Vset, proporcjonalnie zmienia się prąd Iset, który płynie przez emiter tranzystora mocy.
Prąd emitera jest większy od prądu kolektora o prąd bazy, dlatego prąd Iload jest mniejszy od prądu Iset. Dlatego warto, aby wzmocnienie prądowe tego tranzystora było możliwie największe, a jeszcze lepiej użyć tranzystora mocy w układzie Darlingtona, np. 2SD2589. Jeżeli prąd ma być niewielki, a moc wydzielana w tranzystorze nie przekroczy 0,625W, można użyć np. niewielkiego BC517.
Jako wzmacniacz operacyjny bardzo dobrze nada się znany i tani LM358, ponieważ dobrze obsługuje napięcia bliskie 0V. Pamiętajmy, że na jego wyjściu musi być napięcie o około 1,5V wyższe od napięcia Vset – tyle wynosi napięcie baza-emiter tranzystorów w układzie Darlingtona. Poza tym, trzeba uwzględnić maksymalne napięcie na wyjściu wzmacniacza operacyjnego, które jest o kilka woltów niższe od zasilającego. Dlatego wzmacniacz operacyjny należy zasilać z odpowiednio wyższego napięcia, np. 12V, jeżeli napięcie Vset ma się zmieniać w zakresie np. 0-5V
Rezystor Rset powinien mieć tak dobraną rezystancję, aby stanowił odpowiednie przełożenie między zadanym napięciem Vset a żądanym prądem Iset. Nie wolno zapomnieć o wydzielanej na nim mocy, która wynosi Vsetmax²/Rset.
Przykładowo chcemy regulować prąd w zakresie 0.1A-4A.
Przy rezystancji Rset 0.1Ω napięcie na nim wyniesie 0.4V dla 4A i 10mV dla 100mA.
Napięcie odniesienia może wynosić wtedy 5V.
Moc tracona na rezystorze przy 4A to 1.6W.
Ten układ źródła prądowego występuje również w wersji z tranzystorem MOSFET jako elementem wykonawczym. Nie ma wtedy problemu prądu bazy, który obniża ustalony prąd, ale takie układy są trudniejsze w zaprojektowaniu i uruchomieniu. Powodem jest ich skłonność do wzbudzania, czyli samoistnego generowania sygnału zmiennego, czego oczywiście nie chcemy. Warto wypróbować konfigurację zarówno z BJT jak i MOSFET.
Jednym z zastosowań dla układu może być pomiar pojemności ogniwa wtórnego.
-wzmacniacz operacyjny
-bipolarny tranzystor mocy NPN, najlepiej w układzie Darlingtona (możecie wykorzystać także tranzystor MOSFET z kanałem N)
-rezystor pomiarowy
Podzespoły należy połączyć według poniższego schematu. Obciążenie jest włączone między dodatnią linię zasilania a kolektor tranzystora. W obwodzie obciążenia płynie stały prąd Iload, regulowany napięciem na wyjściu potencjometru.
Zasada działania tego układu jest prosta: wzmacniacz operacyjny tak steruje tranzystorem, aby napięcie Vset oraz spadek napięcia na rezystorze Rset były takie same. Rezystancja Rset się nie zmienia, zaś z prawa Ohma wiemy, że spadek napięcia na Rset wyniesie Rset·Iset. Skoro mają być sobie równie Vset i napięcie na Rset, to Vset = Rset·Iset. Czyli zmieniając napięcie Vset, proporcjonalnie zmienia się prąd Iset, który płynie przez emiter tranzystora mocy.
Prąd emitera jest większy od prądu kolektora o prąd bazy, dlatego prąd Iload jest mniejszy od prądu Iset. Dlatego warto, aby wzmocnienie prądowe tego tranzystora było możliwie największe, a jeszcze lepiej użyć tranzystora mocy w układzie Darlingtona, np. 2SD2589. Jeżeli prąd ma być niewielki, a moc wydzielana w tranzystorze nie przekroczy 0,625W, można użyć np. niewielkiego BC517.
Jako wzmacniacz operacyjny bardzo dobrze nada się znany i tani LM358, ponieważ dobrze obsługuje napięcia bliskie 0V. Pamiętajmy, że na jego wyjściu musi być napięcie o około 1,5V wyższe od napięcia Vset – tyle wynosi napięcie baza-emiter tranzystorów w układzie Darlingtona. Poza tym, trzeba uwzględnić maksymalne napięcie na wyjściu wzmacniacza operacyjnego, które jest o kilka woltów niższe od zasilającego. Dlatego wzmacniacz operacyjny należy zasilać z odpowiednio wyższego napięcia, np. 12V, jeżeli napięcie Vset ma się zmieniać w zakresie np. 0-5V
Rezystor Rset powinien mieć tak dobraną rezystancję, aby stanowił odpowiednie przełożenie między zadanym napięciem Vset a żądanym prądem Iset. Nie wolno zapomnieć o wydzielanej na nim mocy, która wynosi Vsetmax²/Rset.
Przykładowo chcemy regulować prąd w zakresie 0.1A-4A.
Przy rezystancji Rset 0.1Ω napięcie na nim wyniesie 0.4V dla 4A i 10mV dla 100mA.
Napięcie odniesienia może wynosić wtedy 5V.
Moc tracona na rezystorze przy 4A to 1.6W.
Ten układ źródła prądowego występuje również w wersji z tranzystorem MOSFET jako elementem wykonawczym. Nie ma wtedy problemu prądu bazy, który obniża ustalony prąd, ale takie układy są trudniejsze w zaprojektowaniu i uruchomieniu. Powodem jest ich skłonność do wzbudzania, czyli samoistnego generowania sygnału zmiennego, czego oczywiście nie chcemy. Warto wypróbować konfigurację zarówno z BJT jak i MOSFET.
Jednym z zastosowań dla układu może być pomiar pojemności ogniwa wtórnego.
Cool? Ranking DIY
myślę, że ten układ miał prawo się wzbudzić
