Источник стабильного тока понадобился автору для отладки схем на биполярных транзисторах, которые, как известно, управляются током. Важное требование к нему — изоляция общего провода прибора от общего провода отлаживаемого устройства, поэтому источник питания пришлось взять автономный. Встроенный четырёхразрядный микроамперметр с автоматическим переключением пределов позволяет немного уменьшить количество аппаратуры, одновременно размещаемой на столе экспериментатора.
Идея схемы взята отсюда. Собственно источник стабильного тока устроен так:
Сопротивление резистора R1 некритично, нужно только, чтобы ток базы транзистора Т1 полностью открывал его. Коэффициент передачи тока транзистора BC559C — около 500, верхний предел регулировки тока у источника — 20 мА, значит, 200 мкА через базу — более чем достаточно. Резистор в 10 кОм обеспечит около 1 мА при 10 В, в принципе, можно увеличить его даже до 50 кОм.
Транзисторы Т1 и Т2 должны быть одинаковыми, но при больших токах параметры Т1 всё равно будут немного «уплывать» из-за небольшого нагрева.
Ток, подаваемый устройством во внешнюю цепь, определяется суммарным сопротивлением резисторов R3 — R5. Их функции: R3 — ограничение тока в случае, если оба переменных резистора вывернуты «в нуль», R4 — точная регулировка тока, R5 — грубая. Ток рассчитывается по формуле I=0.7/(R3+R4+R5), поэтому, например, если резистор R3 взять сопротивлением в 27 Ом, верхний предел регулировки тока составит 0.7/27=25,9мА. На практике получилось 21,6 мА, поскольку падение напряжения на транзисторе Т2 оказалось меньше — около 0,6 В.
Полная схема устройства:
«Крона» питает источник стабильного тока, два элемента ААА — четырёхразрядный микроамперметр. Поэтому выключатель питания взят с двумя нормально разомкнутыми группами контактов. Переключатель S1 позволяет отключить верхнюю клемму и замкнуть источник тока накоротко, чтобы настроить его заранее, до подключения к отлаживаемой схеме.
Параметры на практике получились следующими: максимальный ток — 21,6 мА, максимальный ток при «грубом» регуляторе, вывернутом «в нуль» — 0,3 мА, минимальный — 4,7 мкА. Правда, встроенный микроамперметр меньше 10 мкА не показывает, поэтому внешний иногда может и потребоваться. Выставленный ток остаётся практически неизменным при изменении напряжения на внешней цепи от 0 до 8 В.
Микроамперметр сделан из мультиметра с автоматическим переключением пределов JT-033A фирмы SHENZHEN JINGTENGWEI INDUSTRY CO.,LTD: переключатель режимов удалён, вместо него впаяны перемычки, заставляющие его всегда работать в режиме измерения тока.
Расположение компонентов в корпусе следующее:
Jim сделал симуляцию схемы в Falstad, автор её немного переработал для отображения большего количества параметров, получилось:
$ 1 0.000005 7.619785657297057 65 5 50
t 224 240 176 240 0 -1 0.6771607865907852 -0.5873050244463638 500
t 256 272 304 272 0 -1 1.8738439949380101 -0.6771607865907852 500
r 176 304 176 400 0 10000
v 80 288 80 192 0 0 40 9 0 0 0.5
w 176 304 176 272 3
w 176 272 176 256 0
w 176 224 176 32 1
w 176 32 80 32 0
w 80 32 80 192 0
w 80 288 80 400 0
w 80 400 176 400 3
w 176 400 304 400 0
w 304 336 304 288 3
w 304 240 224 240 1
174 304 128 352 48 0 5000 0.9950000000000001 Resistance
w 176 32 304 32 2
w 304 256 304 240 0
w 304 240 304 208 2
w 304 128 336 128 0
w 352 80 352 128 0
w 352 128 336 128 0
w 256 272 176 272 1
w 304 128 304 208 1
r 304 336 304 400 0 250Результат симуляции:
А вот результат симуляции при сопротивлении резистора R1 в 100 кОм:
olartamonov
Буду краток: дети, если вам нужен источник стабильного тока, не делайте так.
shchers
Прям с языка снял!
sfrolov
А как надо?
MichaelBorisov
Читаем книгу Пейтон, Уолш «Аналоговая электроника на операционных усилителях», там написано.
veydlin
Ну что за люди, от куда это желание послать человека не дав конкретный ответ?
Было бы гораздо лучше дать конкретный ответ, а после название литературы чтобы изучить подробнее.
В случае с автором ответом будет источник тока Хауленда, как раз для малых токов
VT100
Который весьма чувствителен (ЕМНИП — вплоть до смены знака выходного сопротивления) к согласованию своих резисторов.
olartamonov
Там вообще всё весело с чувствительностью к параметрам компонентов — с выбором ОУ не сильно лучше.
MichaelBorisov
В данном случае дать конкретный ответ тяжело — есть много вариантов хороших схем источников стабильного тока, но все они имеют те или иные недостатки. В каждом конкретном случае надо искать баланс между достоинствами и недостатками разных схем, и выбрать наиболее подходящую. В рекомендованной книге рассмотрено несколько схем и их вариаций для повышения тех или иных характеристик; также рассмотрены капризы и недостатки схем, вроде чувствительности источника Хауленда к согласованию резисторов.
Поэтому лучшим, с моей точки зрения, решением является подробное прочтение раздела упомянутой книги, относящегося к источникам тока, и выбор наиболее подходящей схемы для своей задачи. Я сам поступил бы в данной ситуации точно так же — подробности схем и их капризов в голове не держу.
Недавно разрабатывали с коллегой источник тока, имеющий высокие требования к быстродействию. Тот ещё проект получился — наступили на много граблей. Без заглядывания в книгу тоже не обошлось. Рассмотрели несколько вариантов, адаптировали к требованиям, просимулировали, испытали прототипы. Когда хочешь сделать аналоговую схему с высокими характеристиками — то жизнь простой не бывает никогда.
olartamonov
DenisHW
Отличная схема для отн. больших токов. Только она будет еще давать в нагрузку (или отбирать) дополнительный ток (V+-2*Vin)/(2*1k). Поэтому для малых не очень подходит. Есть ее вариант с более точным током на выходе.
olartamonov
Эта не подходит для малых ещё и потому, что для работы около нуля ОУ надо двуполярное питание (в том числе даже и RRIO ОУ).
Но как затравка для понимания конструкции — норм, а дальше курить www.ti.com/lit/an/sboa046/sboa046.pdf и параметры различных ОУ
DenisHW
Нет. Здесь на входах ОУ будет половина питания всегда, ОС держит. На выходе ОУ напряжение V+-Vth, тоже все хорошо.
А вообще настоящие RRIO допускают по входу -0.1В, надо смотреть спецификации.
olartamonov
Смотреть надо спецификации по выходу, меньше 50 мВ там гарантируют крайне немногие.
Впрочем, здесь нагрузка — затвор полевика, с ним прокатит более-менее: сопротивление высокое, а ток устремится к полному нулю при напряжении порядка долей вольта. Но лучше обеспечивать питание ОУ ниже земли милливольт хотя бы на 200-300, тогда на выходе точно будет достижим ровно 0.
ukt
Есть дядька ведёт блог eevblog. Когда то у него видел точный генератор.
Прям весь проект лежит здесь:
SvSh123
Ссылка потерялась. ))
malishich
Тоже просматриваю блог Дейва. Кстати Дейв действительно предлагает отличный лабораторный источник тока на REF102 (EEVblog #579 – Precision Low Current Source) и на LTC6655 (EEVblog #567 – Precision 1A Current Source, #577 – Precision 1A Current Source Part 2).
REPISOT
А где результаты то? Где точность поддержания тока, Температурная стабильность? Зависимость от сопротивления нагрузки? Коэффициент подавления пульсаций напряжения питания? (для случая батареи — как изменится ток при разрядке батареи). Где все это? Просто взяли простейшую схему из инета, засунули в корпус — вуаля, почему бы не перевести это и не всунуть на Хабр?
P.S. К автору статьи претензий нет, он ее на Хобр не постил. А вот о чем думает переводчик?
VT100
Для «лабораторного» (кавычки!) прибора эксплуатируемого преимущественно при НКУ можно и пренебречь?
Хотя — да, результаты для оценки условий применимости — не помешали-бы. Потому как для незнакомых с Falstad, это не более чем абстрактный набор цифр:
olartamonov
А чего и зачем тут вообще оценивать? Этой штуке место в мусорном ведре, заведомо более пристойный по всем критериям стабилизатор тока делается на ОУ и ИОН за полчаса, даже деталей не сильно больше будет.
iig
Так себе стабилизатор. Для сумрачных целей автора хватило, ну и ладно.
Проблема в том, что источником опорного напряжения является напряжение на базе Т2, которое неизвестно как зависит от температуры и экземпляра транзистора. И гирлянда из резисторов это подтверждает.
Можно взять стабилизатор напряжения 7805 и шунт — это будет постабильнее.
needbmw
LM334 и подстроечный резистор. От температуры будет плыть конечно, но для подобного настольного применения это вроде не критично...
malishich
Источника тока не увидел. Зато увидел источник токовых сообщений о погоде на Марсе. Не надо так делать.
4wardrostov
вот вы злые)
налицо источник, который стабильно выдает ток(пока батарейка не сядет) не бог весть какой величины)))
AlexAV1000
Есть же нормальные, интегральные, прецизионные микросхемы-источники тока, практически у любых производителей. Зачем эти самоделки ущербные юзать, непонятно.
iig
Иногда
нужнохочется сделать прямо сейчас и именно из того что под рукой.olartamonov
(разглядывая забитую до отказа Treston TR 12-550) Ну операционник хоть какой-нибудь под рукой всегда есть, плюс ИОН хотя бы из LDO'шки низковольтной — и готов нормальный источник с теми же затраченными на сборку усилиями.
А совсем на коленке и за пять минут — так тупо из LDO'шки.
iig
Дяденька, я сварщик ненастоящий, какой challenge решал автор не знаю ;) КМК для экспериментов с биполярными транзисторами (вроде как в статье на это намекалось) и обычного резистора должно хватить.
clockworkContraption
Сначала подумал, что устройство с двойным назначением ещё и для TDCS.
На деле — не, ну нафиг такое к себе подключать. На LM334 и то лучше будет.