Vidlákovo elektro 35. Proudové zdroje 1.

14. dubna 2013 v 1:00 | Petr |  Vidlákovo Elektro
Jako obvykle jsem minule popsal hrůzné zážitky s vysokými proudy a až pak mě napadlo - probrali jsme vůbec proudové zdroje?
Ano máte pravdu - proudové zdroje jsme neprobrali a taky proudové zdroje se nikde moc nebrobírají a mají nádech tajemna a "elektroničtí čarodějové" a magoři jsou o nich schopni sáhodlouze diskutovat. Vtip je v tom, že pokud připojíte procesor ke zdroji bez napěťové stabilizace - pokud nemáte to štěstí na zdroj s vhodným napětím, zakouří se a je konec. Pokud připojíte procesor na zdroj napěťově stabilizovaný, ale bez proudové regulace - do doby prvního zkratu se nic neděje a všechno funguje zdánlive OK - proto tlak na "umění" řídit proud není tak velky.

Bratří Anglosasové to mají rozříděné pečlivě - oni rozeznávaji "Current source" a "Current sink". Current source je zdroj konstatního proudu zapojený mezi baterku a spotřebič - tedy SOURCE = PRAMEN. Current sink je zdroj konstatního proudu zapojený mezi spotřebič a zem - tedy SINK = VÝLEVKA. Tohle dělení vypadá velice vědecky a asi byste z toho mohli psát písemku na průmyslovce, ale pokud zaměníte PNP za NPN nebo N-MOSFET za P-MMOSFET - dá se "source a sink" převést jeden na druhý.

V tomto okamžiku už jsem vytahoval editor schémátek, abych začal kreslit ale pak jsem objevil tyto skvělé stránky. Povinně prostudovat - kam se já vidlák a primitiv na autora hrabu. Tam jsem objevil tento skvělý článek o proudových zdrojích. Opět - pokud vládnete angličtinou - PŘEČÍST NASTUDOVAT !!!
Na jeho stránkách jsem objevil výše uvedený skvělý obrázek, který teď probereme bod po bodu.

Schémátko 1 je "Current Source" tranzistorem protéká takový proud aby na R1 byl takový úbytek napětí, aby na R2 byl úbytek odpovídající úbytku napětí báze-emitor tj 0,7 V ted Io = 0,7 / R2. pokud R3 uzemníte získáte primitivní zdroj konstantního napětí - na bázi tranzistoru totiž bude R3 * 0,7 / R2.

Schémátko 2. - zapomeňte, že by tohle mohlo někdy spolehlivě fungovat - úbytek napětí na diodě je teplotně závislý, stejně jako na tranzistoru - na každém však poněkud jinak a navíc obě součástky mají obvykle nepatrně odlišnou teplotu kvůli průchodu odlišného proudu a nepatrně odlišné napětí kvůli odlišnému poměru plochy PN přechodu k proudu.... Prostě zapomeňte na to.

Schémátko 3. - používá jako zdroj konstatního proudu do báze tranzistoru LED diodu. místo LED můžeme použít jakýkoliv vhodný zdroj konstantího napětí - proud do kolektoru trantistoru pak bude (Uref - 0,7) / R2 neboli podle autora (Uled-0,7) / R2 - tento zdroj si velmi dobře zapamatujte je nekomplikovaný, spolehlivý a můj oblíbený.

Schémátko 4. Je proudový zdroj a zároveň jednoduchá proudová pojistka. Vin může být třeba napětí z procesoru. pokud proud pravým stoupne natolik, že napětí na horním konci R2 stoupne nad 0,7V začne téct proud do báze levého tranzistoru, který se začne poootevírat a brát část proudu z R1 čímž se pravý tranzistor začne přivírat. Pokud tohle zapojení používáte jako proudový zdroj pro malé proudy OK - pokud jej používáte jako pojistku - dovejte si pozor - spínací tranzistory který v saturaci má minimální výkonovu ztrátu se aktivací pojistky dostane do lineárního "odporového" režimu a může se velmi rychle spálit. Pochopitelně že max proud obvodem je obvyklých 0,7V / R2.

Schémátko 5. Klasické "Proudové zrcadlo" proud I2 je stejný jako referenční proud I1, velmi oblíbené zapojení používané prakticky v každém analogovém integrovaném obvodu (tranzistor zabere na čipu méně křemíku než odpor). S dostatečně vysokofrekvenčními tranzistory funguje až do několika MHz. Má však probém podobný schémátku č. 2. Oba tranzistory musí být zcela stejné, dokonce nejlépe ze stejné série, co nejblíže sebe a se stejnou teplotou (tepelně vodivě slepená pouzdra). Jinak toto protudové zrcadlo má obrovskou výhodu, že pro spolehlivou funkci stačí na tranzistorech minimální napětí mezi 0,7 - 1 V. Pokud nemáme jistotu, že jsou oba tranzistory zcela idnetické a stejně teplé můžeme stabilitě obvodu pomoci mírnou "emitorovou degenerací" - vložít do emitorů tranzistorů malé odpory 50 - 300 ohm pokud vložíme do emitoru záměrně různé odpory bude referenční a výstupní proud v poměru těchto odporů.

Schémátka 6 a 7. - vylepšená proudová zrcadla schema 7 se jmenuje WIDLAR CURRENT SOURCE podle Boba Widlara - kterého my bychom spíše měli psát jako Robert Vidlář - syn českých emigrantů - těžký alkoholik a designér spousty známých známých integrovaných obvodů jako u741 nebo LM317.

Schémátko 8 - zapomeňte - sám autor píše, že všechno závísí na vhodném napětí Vb - to budete hledat celýž život a stejně to nebude jako uvnitř integrovaného obvodu.

Schémátko 9 je velice zajímavé - jeho funkci rozumím ačkoliv jsem o něm nikdy nečetl. Je to vylepšení schémátka 3. Vtip je v tom, že spodní tranzistor udržuje proud 0,7V / R2 a je na něm minimální napětí - tudíž i minimální oteplení a z toho vyplývající minimální teplotní nestabilita. Nopak na horním tranzistoru se "propálí" většina výkonu - tudíž je pěkně horký, ale jeho teplota o proudu nerozhoduje.

K čemu jsou proudové zdroje dobré ?
V jednoduché formě, jak jsme probrali třeba ke svícení LEDkou bez ohledu na napětí baterie, nebo k dobíjení akumulátorku. Jako součásti větších zapojení třeba k nabíjení konenzátoru - čímž vznikne konstantě stoupající / klesající "pilovité napětí" nebo k převodu analogové informace z jedné napěťové úrovně na jinou.
Práce s proudem je o něco složitější - hlavně pro nedostek informací - ale má své výhody jako je větší dynamický rozsah, ryhlejší obvody - při větších proudech též odolnější proti rušení - zapamatujte si schémátka - uvidíte, že se občas budou objevovat.

Dnes už zbývá jedině oblíbená rada pro brunety : Blondýny jsou jenom na sex a prachy - takže pro ně tato rada nemá smysl, ale vy brunety zvažte, že vdávat se můžete v ortopedicky nezávadných botách a ty před svatební nocí cudně odložit, nebo si kupte bordel - lodičky na jehle a novomanželovi jimi, o svatební noci, udělejte škrábanec na zádech - ve druhém případě ale dávejte pozor na díry do stropu, zdí a matrace - to by vás z hotelu hnali !!!
 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Komentáře

1 Martin Martin | E-mail | 13. května 2014 v 21:06

Ad schémátko 2, v zásadě to funguje, používalo se pro stabilizaci klidového proudu VF výkonových zesilovačů.  Ale má to dvě podmínky. Dioda se musí vybrat na správný úbytek a je nutné ji tepelně svázat s tranzistorem. To je zcela zásadní, stabilizuje se třeba 200mA a přitom se tranzistor VF budí do 10A a tomu úměrně ohřívá. Používalo se připájení diody přitlačené na pouzdro tranzistoru a silikonová vazelína, ještě se obrušovalo její pouzdro do plošky aby byla větší styčná plocha. Viděl jsem to i v profi 100W zesilovači, což už je dost za hranou. Samozřejmě, stabilizace není nijak přesná, ale o to v tomto případě ani nejde.

Komentáře jsou uzavřeny.


Aktuální články

Reklama