Ich brauche einen kleinen (etwas) spannungsunabhängigen Strom (ca. 10 mA) mit einem Spannungsbereich von 3-30 V. Ich habe mir folgende Schaltung ausgedacht.
Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan
Die Widerstands-U/I-Kennlinie habe ich in die Id-Vgs-Kennlinie des MOSFET eingezeichnet:
Die Idee ist, dass die Schaltung am Schnittpunkt beider Charakteristika in den Ruhezustand versetzt wird.
Der MOSFET ist ein N-Kanal-Typ vom Verarmungstyp. Circuitlab scheint keine eindeutigen Symbole für den Erweiterungs- und den Verarmungsmodus zu haben.
Ich wähle einen Typ, der mehr als 1 W Leistung verarbeiten kann, um die SOA-Grenzwerte weit entfernt zu halten.
Mir ist bekannt, dass es eine ähnliche Lösung für JFETs gibt, aber ich konnte keinen JFET-Typ finden, der die Spannungsanforderung bewältigen kann. Ich weiß auch, dass ähnliche Geräte mit JFETs als diskrete Komponenten (Konstantstromdioden) existieren, aber diese sind ziemlich teuer ($ 5 oder mehr). Ziel ist es, sowohl die Anzahl der Komponenten als auch den Preis niedrig zu halten. Eine Widlar-Quelle ist keine Option, weil sie benötigt wird ein Referenzstrom, der nicht verfügbar ist.
Stromkonstanz ist weniger ein Problem, es soll den Strom einer unbekannten Spannung begrenzen, die einem niedrigen Widerstand (20-50 Ohm) zugeführt wird, 10 - 20 mA sind in Ordnung. Reaktionszeiten sind auch nicht sehr wichtig.
Am unteren Ende der Kennlinie fühle ich mich nicht wirklich wohl. Sieht jemand ein Problem mit diesem Setup, etwas, das ich übersehen habe, Probleme mit der thermischen Stabilität und vielleicht Punkte für Verbesserungen? Vielleicht bin ich zu sehr auf Leistungskonstanz einzelner Geräte angewiesen?
Für Ihre Anwendung kann eine Bipolartransistor-Stromquelle verwendet werden. Dieser regelt immer noch (kaum) mit Vin2 = 3 V, verschwendet aber fast 3 mA, wenn Vin2 = 30 V:
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Dies ist ein Low-Side-Stromregler, der generische NPN-Siliziumtransistoren verwendet. R3 bestimmt den Sollwert der Stromregelung. Etwa 10 mA, die durch R3 fließen, erzeugen genug Spannung, um Q3 einzuschalten, der mit der Stromregulierung beginnt. Diese Schaltung hat eine Spannungsbelastung von etwas mehr als einem Volt, besser als ein MOSFET. Q2 gibt etwas Wärme ab. Ein generischer 2N3904 wird mit 10 mA warm, mit 20 mA etwas zu warm. Ersetzen Sie für mehr als 10 mA Q2 durch etwas Stärkeres wie MJE181, das Wärme leichter ableiten kann.
Ziel ist es, sowohl die Anzahl der Komponenten als auch den Preis niedrig zu halten
Angesichts Ihrer anderen Einschränkungen ist es schwer, nur einen MOSFET im Verarmungsmodus und einen Widerstand zu schlagen. (Ich sehe, woher Sie kommen, wenn Sie die JFETs beiseite legen.) Ich nehme an, Sie denken darüber nach:
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Ich kann Ihrem Schreiben jedoch nicht entnehmen, wie wiederholbar Sie dies machen müssen. Der Wert von ist nicht so genau. Sie benötigen also möglicherweise ein Potentiometer. Was den Preis, die physische Größe usw. erhöht. Oder Sie könnten einfach Teile auswählen, nehme ich an, und so arbeiten.
Zum Beispiel die Spezifikationen von Supertex DN3525 irgendwoher Zu , mit Und . Wird das wiederholbar genug sein, ohne entweder Teile auszuwählen oder den Widerstandswert auszuwählen?
Mir ist bekannt, dass es eine ähnliche Lösung für JFETs gibt, aber ich konnte keinen JFET-Typ finden, der die Spannungsanforderung bewältigen kann.
Sie könnten diese Topologie verwenden, um dieses Problem abzudecken:
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Bei den gezeigten Geräten benötigen Sie jedoch möglicherweise mehr Headroom als nur .
Ich weiß, dass der Load-Line-Ansatz Sie dorthin zu bringen scheint. Aber ist die Variabilität nicht ziemlich bedeutend? Oder hältst du es für ausreichend?
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