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¿Cómo esta constante fregadero actual realmente funciona?

He implementado una fuente de corriente constante y funciona de maravilla, pero yo sólo estaba esperando para intentar entender un poco más! Aquí está el circuito en cuestión:

He tratado de hacer algunas búsquedas en la web y he encontrado que es bastante difícil encontrar algún teórico cosas en este circuito que explicar lo que realmente está pasando con todo. Me hicieron saber que la corriente a través del transistor se puede encontrar simplemente mediante el uso de $$I_{E}=\frac{V_{\text{set}}}{R_{\text{set}}}$$ que era mucho más de lo que sabía antes de comenzar a buscar. Pero ahora quiero saber lo que realmente está pasando y cómo se mantiene una corriente constante de salida, incluso con una carga variable/tensión en la carga.

Si alguien pudiera arrojar algo de luz sobre esto, yo estaría muy agradecida.

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Aif Puntos 4603

El circuito emplea la retroalimentación negativa y utiliza la alta ganancia del amplificador operacional. El amplificador operacional se trate de mantener su falta de inversión y la inversión de las entradas en el mismo voltaje \$V_{\text{set}}\$ debido a su muy alta ganancia. Luego por la ley de Ohm

$$I_{\text{set}} = \frac{V_{\text{set}}}{R_{\text{set}}}$$

La retroalimentación negativa hace que el amp op para ajustar el transistor tensión de la base, de modo que \$I_{\text{set}}\$ es constante, incluso con una carga variable. Si la variación de la carga provoca un aumento temporal de \$I_{\text{set}}\$, entonces el voltaje en el amp op de la entrada inversora temporal de elevarse por encima de la no-entrada inversora. Esto hace que el amp op de la salida a disminuir, lo que reduce el transistor \$V_{BE}\$ y por lo tanto su \$I_{C} \approx I_{\text{set}}\$.

Del mismo modo, si la variación de la carga provoca una disminución temporal de \$I_{\text{set}}\$, entonces el voltaje en el amp op de la entrada inversora temporal de la caída por debajo de la no-entrada inversora. Esto hace que la salida del amplificador operacional a aumentar, lo que aumenta el transistor\$V_{BE}\$\$I_{C}\$.

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AaronD Puntos 3222

El amplificador operacional está actuando como una unidad de ganancia de búfer, aunque puede no ser obvio:

La regla para opamps la salida es que hace lo que tiene que mantener las dos entradas iguales, siempre que no clip de curso (ejecutar en su propia oferta y la parada allí).

El transistor se utiliza como un emisor-seguidor, en el que el voltaje del emisor sigue la tensión de la base menos una caída de diodo de su P-N la unión.

Ponga los dos juntos, y verás que la tensión en la parte superior de Rset es el mismo que Vset. Conoce el voltaje a través de un conocido de la resistencia es igual a conocido la corriente a través de la resistencia. En la mayoría de los transistores, la base de la contribución para el emisor de corriente es despreciable, de modo que usted obtiene prácticamente la misma corriente a través de la carga, independientemente de su tensión de alimentación o de resistencia. Pero si la vas a usar para una seria de diseño, no estaría de más comprobar este negligibility con sus partes específicas.

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EM Fields Puntos 10237

La manera que me gusta a visualizar es considerar el transistor como un resistor variable que el opamp se ajusta automáticamente para mantener la tensión en el opamp la entrada igual a la tensión en su + entrada.

De esa manera, puesto que la corriente en un circuito en serie es en todas partes la misma, la corriente en la carga, el transistor CE de la unión, y Rset debe ser el mismo y, si la tensión en la parte superior de Rset nunca cambia debido a que el amplificador operacional de las fuerzas es igual a Vset, entonces su actual nunca cambia y la corriente por la carga no puede, tampoco.

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supercat Puntos 179

Otro enfoque es el modelo del amplificador operacional como una gran ganancia finita y los límites de tomar.

Esto le da a la salida del amp op como \ $K(v_\text{set}-I_\text{load} R_\text{set})\$ desde que tenemos \ $K(V_\text{set}-I_\text{load} R_\text{set}) = I_\text{load} R_\text{set} + 0.7\$. Divisoria a través de \ $K\$ y dejar \ $K \to \infty\$ da el resultado deseado, \ $I_\text{load} = { V_\text{set} \over R_\text{set} }\$.

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Matt in Canada Puntos 46

Mi respuesta es probablemente más de lo que esperaba, pero si tienes curiosidad, te agradezco el esfuerzo que he puesto en él. Un típico AMPLIFICADOR operacional tiene un bucle de ganancia de al menos 100.000 (muy alto). Su salida se toma la diferencia de sus valores de entrada [V(+) – V(-)] y se multiplica por su ganancia [Av]. Vo = Av x [V(+)-V(-)]. Aquí, V(+) = no-entrada inversora y V(-) = entrada inversora. Suponiendo que el amplificador operacional está a sólo unos pocos voltios, entonces la diferencia de voltaje en la entrada es de 1/100,000 la salida. Esta diferencia puede ser un par de microvoltios que cuando se compara con Vo es mucho, mucho más pequeño (esta diferencia de voltaje es para todos los intentos y propósitos aproximadamente cero voltios). En un circuito cerrado de configuración, tal como esta, V(+) se dice que es prácticamente la misma que la de V(-). Desde entonces, V(+)=Vset y debido a que el voltaje de entrada de la diferencia es de "cero", V(-) = Vset. V(-) está conectado a la parte superior de Rset y el emisor del transistor bipolar, así Vset también aparece a lo largo de Rset. Así, Vset controla la magnitud de Iset a través de Rset y, con la retroalimentación negativa de la disposición de los circuitos, el op amp ofrece cualquier corriente de base es requerido por el transistor a mantener Vset a su emisor. El propio transistor tiene la ganancia (ganancia típica = Icollector/Ibase > 40 para un transistor de potencia). Asumir Iemitter ~ Icollector. Tenga en cuenta que la corriente de base entregada por el amplificador operacional proviene del op amp +V de corriente (no se muestra en el esquema) y no Vset que "ve" la muy alta impedancia de la no-entrada inversora [Zin (+) o (-) del amplificador operacional de las entradas es muy alta, normalmente megaohms o superior]. Vset no tiene tanta capacidad de la unidad debido a su carga, la V(+) de entrada, las demandas esencialmente ninguna importantes de la actualidad. Si Vsupply (por encima de la resistencia de colector) varía o el colector de valor de la resistencia varía, iLoad permanece sin cambios proporcionar Vsupply y Rcollector no ir fuera del circuito de los límites de operación. Considere lo que sucede como Vsupply disminuye. Retroalimentación hará que el amp op de la salida para aumentar el transistor la corriente de base por lo que conduce más y disminuye su Vce para mantener la misma caída de tensión a través de Rcollector para mantener Iload constante. En algún punto, el transistor estará completamente en (saturación es la mejor que se puede hacer con Vce(on)~0.3 V). Un nuevo descenso en el Vsupply se traducirá en una disminución de Iload a pesar de los comentarios negativos. No hay suficiente Vsupply de voltaje para mantener iLoad constante y el circuito no funciona como está previsto. Si Vsupply aumenta, el amplificador operacional de las unidades de menor corriente de base en el transistor, el cual lleva menos, elevando su Vce, para mantener la misma caída de tensión a través de Rcollector para mantener Iload constante. Se alcanzará un punto que supera el transistor del Vce clasificación o de su potencia nominal (Iload puede ser constante, pero Vce x Iload es cada vez mayor) y es un error. ¿Qué sucede si Rcollector varía cuando Vsupply está dentro de los límites? Si Rcollector la resistencia aumenta, el op amp hará que el transistor de conducta más, disminuyendo su Vce, para aumentar la caída de tensión en Rcollector para mantener Iload constante. Finalmente, el transistor es totalmente on (saturadas) y como Rcollector resistencia se eleva aún más, Iload comienza a disminuir debido a que el circuito no puede continuar aumentando la caída de voltaje a través de Rcollector (Vsupply voltaje no es suficiente para lograr esto). Si Rcollector resistencia disminuye hacia cero, el op amp inferior de la corriente de base y el transistor conducirá menos para reducir la caída de voltaje a través de Rcollector para mantener Iload constante y su Vce aumentará. El transistor disipa más energía debido a que tendrá una mayor caída de voltaje a través de ella (Vsupply – Vset si Rcollector =0 ohm). Si no puede controlar el poder superior, se producirá un error. Puede parecer extraño que un transistor conduciendo menos disipa más potencia, pero esto es así porque es en el interior de su región activa, donde tanto la Ic (normalmente constante) y Vce son significativos y su producto (potencia disipada por el transistor en forma de calor) está por encima de cero. Totalmente en (saturado) transistor opera con menor disipación de energía debido a su Vce(on) es muy bajo para el mismo, de corriente constante. En conclusión, este circuito funciona como un sumidero de corriente constante, pero sólo dentro de ciertos Vsupply, Rcollector y el transistor de potencia límites. Estos límites de funcionamiento, deben ser considerados durante el diseño.

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