¿Fuente de corriente para cargas de miliohmios?

Question

He estado trabajando en una maqueta de tren maglev como proyecto de gran afición; algo en torno a la escala H0.

La idea inicial era utilizar el Inductrack mecanismo para que sea sencillo. En resumen, un conjunto Halbach de imanes de tierras raras produce corriente en una pista conductora, que a su vez genera una fuerza de repulsión. Desgraciadamente, la teoría no se adapta bien a la baja; o bien hay que ir muy rápido (Mach 3) o se necesitan 3 cm de cobre para bajar la resistencia.

Mi plan actual es mantener el conjunto, pero gestionar activamente las corrientes en la pista. Los cálculos realizados indican que puedo conseguir una elevación satisfactoria con 2-3 amperios, e incluso puedo utilizar PCB con trazas de 1 mm como pista sin convertirla en una placa caliente.

Sin embargo, eso sigue siendo una corriente respetable de donde yo vengo, y la carga es del orden de los miliohmios. No tengo ni idea de cómo construir un circuito que pueda conducir esas corrientes sin volatilizar el 99% de la energía en una resistencia de sentido.

Otros "requisitos" son la reproducibilidad y la facilidad de configuración. Si tengo que ajustar un trimpot o soldar 10 componentes por cada traza en la pista para conseguir que las fuerzas se equilibren, esto nunca se hará. La solución óptima sería un circuito integrado controlado por tensión.

Answer 1

Así que puedes construir una fuente de alimentación de +/- 0,5V a varios amperios, utilizando reguladores de conmutación, digamos.

A continuación, construya una etapa de búfer de salida para un amplificador óptico alimentado a partir de ese suministro, la retroalimentación de corriente de una pequeña resistencia de sentido (digamos 10-20m \$\Omega\$ ) con conexión Kelvin. Hecho.

Si no te importa la distorsión del cruce, un par complementario de BJTs será suficiente. Dado que el amplificador óptico se alimentará con un voltaje mucho más alto (digamos +/-5V), habrá suficiente voltaje para alimentar las bases.

Edición: Algo así como el circuito de abajo. Los transistores deben tener una beta de algo así como 100 en su 2-3A, por lo que la corriente de base será +/-20-30mA. Por ejemplo 2SB1412/2SD2118.

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Como sugiere @GeorgeHerold, si sólo necesitas una polaridad, puedes omitir el transistor y la alimentación asociada (probablemente el PNP sería lo mejor para extirpar), lo que lo hace mucho más sencillo.

Answer 2

Creo que Spehro se refiere a una salida push-pull. Uno sencillo está aquí. http://en.wikipedia.org/wiki/Push%E2%80%93pull_output

Pero me pregunto si se necesitan las dos polaridades. Si no es así, entonces sólo una fuente de corriente opamp con un buffer de transistor. como la figura 7 aquí, http://en.wikipedia.org/wiki/Current_source#Op-amp_current_sources

Debería estar bien...

Answer 3

Yo me decantaría por un convertidor buck para dar baja tensión y alta corriente con buena eficiencia. A continuación, utilice un sensor de efecto Hall para determinar el flujo de corriente y utilizarlo como retroalimentación a su convertidor buck para precisar