¿Posibilidad de una fuente de corriente constante de µA LM317?

Question

Deseo crear una fuente de corriente constante de µA ajustable usando un LM317. Se afirma típicamente que tiene un mínimo de corriente de 5mA a 10mA para una regulación adecuada. La versión de On-Semi vinculada arriba muestra un gráfico donde esto en realidad depende de la diferencia Vin-Vout. Incluso entonces, estoy buscando un mínimo de 2mA, que es mayor que los 0.1mA que estoy buscando. Mientras miraba circuitos de una fuente de corriente constante de un regulador típico, se me ocurrió una idea, y no estoy seguro de si funcionará adecuadamente o no.

Dado que el circuito depende de que Iout se comparta en un circuito en serie, y solo se preocupa de que la caída de voltaje a través de R1 sea igual a Vref (1.25V), ¿no permitiría un segundo circuito, en paralelo a R1, una mayor demanda total de corriente, pero aún permitiría la regulación de voltaje dependiente de R1? Mi idea (Nota: RRef sería una resistencia ajustable, 12.5k solo un valor de referencia por ahora):

simula este circuito – Esquema creado con CircuitLab

Dado que el Vout total debería ser VRef + Vload, entonces Vout / RDummy = IDummy (Para VOut de 3 a 9 Voltios, eso equivale a 10 a 27mA). La parte de carga del LED todavía debería recibir solo 0.1mA (más otros 0.1mA de IAdj, esto está bien) como se deseaba.

¿Hay alguna razón por la cual esto no funcionaría?

Estoy asumiendo que si funciona, entonces al conectar en paralelo el R2 y el LED en un tercer circuito, ¿podría evitar también la corriente IAdj?

Answer 1

Sí, eso es inteligente, creo que 'funcionaría', sin embargo, el problema es que Iadj es de 50-100uA, por lo que no podrás obtener una corriente de carga precisa. Primero, es grande, por lo que tu corriente de 200uA podría ser en realidad de 300uA.

Además, el coeficiente de temperatura es bastante grande:

Y varía con el voltaje de entrada-salida.

Si estás buscando poner una corriente constante de 200uA a través de un diodo a tierra, hay mejores maneras (incluso una resistencia a una fuente fija de 8V sería mejor que el circuito propuesto en varios aspectos)

Por ejemplo:

simular este circuito – Esquemático creado usando CircuitLab

Answer 2

La corriente típica en el pin ADJ del LM317 es de 50 uA, ver la hoja de datos de TI, página 10. También dice que los 50 uA deberían ser insignificantes en la mayoría de las aplicaciones. En tu aplicación no lo es. Eso me llevaría a la conclusión de que el LM317 no es el CI que deberías estar utilizando.

Para la baja corriente que deseas, también necesitas una resistencia de alto valor entre OUT y ADJ. Ahora mira la hoja de datos, ¿cuáles son los valores de las resistencias que se están utilizando? Algunos kilo ohms como máximo. Necesitarías 12.5 kohms. Entonces predigo que podrías tener problemas de estabilidad.

Desecharía el LM317 para esto y buscaría una solución diferente.

Answer 3

Después de cablearlo, esto funciona como se teorizó. Cuando se incluye el circuito Dummy, la salida es estable y la corriente objetivo es precisa en 120µA (más I_Adj). Cuando se elimina el circuito Dummy, I_Adj y VRef suben a valores fuera de especificación (~400µA, 4.14V). Así que la Carga Falsa permite que esto se use en rangos de microamperios. Hurra.

Esquema Final:

simula este circuito – Esquema creado usando CircuitLab

En lugar solo de una Resistencia Dummy, usé un LED y una Resistencia. La corriente con ese LED es aproximadamente 6mA cuando la Carga está ajustada tan baja como 120µA. Esto es suficiente para estabilizar este ST LM317T, ajusta RDummy hacia abajo si tu LM317 necesita una carga falsa ligeramente mayor.

Mis Valores de Referencia:

• V_Ref: 1.24V Voltios
• R_Ref: 10.25kΩ Kilo-Ohms
• I_Ref: 120µA Microamperios
• I_Adj: 40µA Microamperios
• I_Load: 160µA Microamperios
• I_Dummy: ~6mA Miliamperios

Resultados: Incluso cuando mi Carga es una cadena de 5 LEDs blancos en paralelo y la corriente objetivo es 1mA (más I_Adj), siguen siendo bastante brillantes. 0.2mA cada uno, eso es ridículamente baja potencia pero muy visible en una habitación brillante, y mucho más en una oscura.

Recuerda, el V_F de la Carga @ I_Ref será V_Ref - V_Ref. Ahora puedes calcular qué resistencia necesitas para tu LED en la corriente objetivo.