Spannungsregler-IC mit externer Referenz

Die Anforderung bezieht sich im Wesentlichen auf die Fähigkeit, hohen Strom bei einer bestimmten Referenzspannung zu liefern.

Eine Möglichkeit, dies mit geringer Komponentenanzahl zu implementieren, besteht darin, einen Hochleistungs- Hochstrom-Operationsverstärker als Spannungsfolger zu verwenden, wobei die Referenzspannung am nichtinvertierenden Eingang liegt.

Beispielsweise kann der OPA549 von Burr Brown (jetzt TI) mit einem geeigneten Kühlkörper 8 Ampere Dauerstrom liefern. Mit seiner Open-Loop-Verstärkung von 300.000 sollte dies ausreichen, um die verfügbare Niedrigstromreferenz zu verwenden, um einen stabilen Hochstromausgang zu erzeugen.

Es gibt viele andere solcher Hochstrom-Operationsverstärker, die auf den externen MOSFET verzichten.

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Mit anderen Worten, ein Spannungsregler-IC ist nicht erforderlich.

Beginnen wir mit einer funktionierenden Schaltung: -

Der Ausgang entspricht dem Eingang, da der Operationsverstärker sowohl invertierende als auch nicht invertierende Eingänge mit derselben Spannung haben muss. OK, wählen Sie einen Operationsverstärker mit niedrigem Vos und niedrigem Vos-Drift. Wählen Sie einen Operationsverstärker mit einem sehr niedrigen Rauschmaß, wenn die von Ihnen gespeisten Sensorschaltkreise für sehr kleine Messungen verwendet werden.

Ihre Schaltung - Es wird nicht funktionieren - Sie haben eine Verstärkung in die Rückkopplungsschleife eines Operationsverstärkers eingefügt, und sie singt und schreit vor Schwingungen, da Operationsverstärker nicht für eine solche zusätzliche Verstärkung ausgelegt sind. Woher kommt der zusätzliche Gewinn? Der MOSFET ist eine gemeinsame Source in einem Lastwiderstand. Seine Verstärkung ist der Drain-Widerstand dividiert durch den Source-Widerstand. Sie haben einen Quellenwiderstand von Null und Ihr Drain beträgt 100 Ohm. Muss ich mehr erklären?

Emitterfolger - Sie müssen Ihre Sensoren mit 1 Ampere versorgen, und die Verwendung eines Emitterfolgers mit einer Verstärkung / Hfe von beispielsweise 50 bedeutet, dass Ihr Operationsverstärker 20 mA in die Basis einspeisen muss - dies sollte angesichts Ihrer Versorgungsspannung kein Problem darstellen beträgt 12 V und Sie müssen nur 3,14 V erzeugen. Sie werden jedoch ein Verlustleistungsproblem haben. 1A durch den Transistor mit etwa 9 V bedeutet, dass 9 W Leistung als Wärme abgegeben werden.

Senken Sie die Stromschiene ab - ich würde Sie dringend bitten, die Schaltung von einer niedrigeren Stromschiene wie 5 V aus zu betreiben. Dann werden Sie feststellen, dass die Leistung nur etwa 2 W beträgt und ein moderater Kühlkörper die Arbeit erledigt.

Aber Vorsicht - es gibt jetzt zusätzliche Probleme dabei. Sie werden feststellen, dass der BJT näher an der Sättigung arbeitet und die Verstärkung möglicherweise auf 20 abfällt, was bedeutet, dass die Ansteuerung des Operationsverstärkers bis zu 50 mA betragen muss. Die meisten Operationsverstärker tun dies nicht, also müssen Sie einen finden, der dies tut. Ich würde mir zunächst den AD8605 ansehen - er kann +/-80 mA liefern und wird mit normaleren Lasten wie 10 mA fast Rail-to-Rail sein. Es hat auch ein ziemlich geringes Rauschen. Vos könnte jedoch für Ihre Anwendung etwas hoch sein.

MOSFET-Source-Follower - Verwenden Sie alternativ einen N-Kanal-Mosfet anstelle des BJT - dies erfordert praktisch keinen Treiberstrom vom Operationsverstärker - Nachteil - wählen Sie einen mit ziemlich niedrigem Vgs (Schwellenwert) oder Sie erhalten die Ausgabe nicht vom Operationsverstärker Verstärker hoch genug, um ihn unter Bedingungen mit hoher Last richtig einzuschalten.