- Mikä on vakiovirtalähde (CC)?
- Yksinkertainen 100 mA: n vakiovirtalähde transistoria käyttämällä
- Tarvittavat materiaalit:
- Vakiovirtalähteen piirikaavio:
Monet meistä, jotka ovat työskennelleet analogisten piirien kanssa, olisivat usein törmänneet termien jännitelähde ja virtalähde piirisuunnitteluun. Vaikka kaikkea, joka tarjoaa vakiojännitteen, kuten yksinkertaista 5 V: n USB-lähtöä tai 12 V: n sovitinta, voidaan pitää jännitelähteenä, termi virtalähde näyttää aina olevan mysteeri. Ja monet piirit, varsinkin Op-Amp tai kytkentäpiirit edellyttävät, että suunnittelutyössä käytetään vakiovirtalähdettä. Joten mitä tarkoitetaan nykyisellä lähteellä? Kuinka se toimii ja miksi sitä tarvitaan?
Tässä opetusohjelmassa löydämme vastauksia näihin kysymyksiin ja rakennamme ja testataan myös yksinkertainen vakiovirtalähdepiiri transistorilla. Tässä opetusohjelmassa käytetty piiri pystyy toimittamaan kuormituksellesi vakion 100 mA: n virran, mutta voit muokata sitä potentiometrillä suunnitteluvaatimusten mukaisesti. Mielenkiintoista! Joten aloitetaan.
Mikä on vakiovirtalähde (CC)?
Normaalisti, kun teholähde ajaa kuorman voi olla kaksi mahdollista toimintatilaa, joista toinen on mukaan vakio jännite (CV) tila toiminta, ja toinen Constant Current (CC) -tilassa toiminta.
CV-tilassa virtalähde tekee lähtöjännitteestä vakion ja muuttaa lähtövirtaa kuormitusvastuksen vaatimalla tavalla. Paras esimerkki on 5 V: n USB-portti, jossa lähtöjännite on kiinteä 5 V, mutta kuorman perusteella virta vaihtelee. Jos kytket pienen ledin, se vetää vähemmän virtaa ja jos kytket isomman, se lisää virtaa, mutta LEDin jännite on aina 5 V.
CC-tilassa ihanteellinen virtalähteen virtalähde tekee lähtövirrasta vakion ja muuttaa lähtöjännitettä kuormitusvastuksen vaatimalla tavalla. Esimerkki tästä on 12 V: n akkulaturi CC-tilassa, jossa latausvirta vahvistetaan jännitteellä. Jos akku on 10,5 V, jos liität sen 1A 12 V: n akkulaturiin, laturin lähtövirta on aina 1 A, mutta lähtöjännite vaihtelee tämän 1 A: n latausvirran ylläpitämiseksi. Joten tämä on, jos vakiovirtapiirejä tarvitaan, muut voivat olla esimerkiksi vakiovirta LED-ohjainpiiri, jossa nykyinen vaikka LED on oltava vakio.
Yksinkertainen 100 mA: n vakiovirtalähde transistoria käyttämällä
Tässä projektissa rakennamme yksinkertaisen transistorin vakiovirtalähteen generaattorin, jossa on vain 4 komponenttia. Se on erittäin halpa piiri, joka voi tarjota 100mA vakiovirtalähteen 5V virtalähteellä. Siinä on myös potentiometri virran ulostulon ohjaamiseksi välillä 1-100 mA. Se tuottaa tasaisen virran, vaikka kuormanvastuksessa tapahtuisi muutoksia. Tätä on hyödyllistä käyttää, kun piiri tarvitsee tasaisen virransyötön ilman vaihteluja. Aikaisemmin olemme rakentaneet myös muun tyyppisen virtalähdepiirin, nimeltään Howland Current Pump Circuit, ja Current Mirror -piirin, voit myös tarkastella niitä, jos olet kiinnostunut. Katsotaan nyt tämän projektin edellyttämiä materiaaleja.
Tarvittavat materiaalit:
- TL431
- BC547
- 2k vastus 1%
- 10k vaihteleva vastus
- 22R 1% vastus
- 5 V DC-sovitin tai virtalähdeyksikkö.
- Erilaisia kuormitusvastuksia vaaditun mukaisesti
- Leipälauta ja kytke johdot
- Yleismittari testausta varten.
Kuten yllä olevassa luettelossa todettiin, piiri koostuu vain kahdesta aktiivisesta komponentista, TL431 ja BC547. TL431 on shuntisäädin, joka käyttää 2,5 V: n jänniteohjetta. Se tukee 1-100 mA katodivirtaa shunttioperaatioihin. Tämän komponentin paketti on sama kuin yleinen läpireikätransistori. Muut komponentit ovat passiivisia komponentteja. Vastusten on oltava 1%: n toleranssilla tarkkaan lähtöön.
Vakiovirtalähteen piirikaavio:
Piirikaavion vakiovirtalähteen käyttäen transistori projekti on esitetty alla.
Yllä oleva piiri on kytketty kokonaan 5 V linjaan. Lähtökuormitus on kytkettävä lähtö- ja GND-yhteyksien välille. Edellä kaavamaisen, BC547 on työskentelee pass-transistori,