Puerto de Carga

La carga activa de precisión funciona a tan solo 2V

Esta idea de diseño presenta un circuito de carga activa de precisión y autoalimentado que mejora un diseño publicado anteriormente (Referencia 1). Las características adicionales incluyen un rango de voltaje operativo más amplio de 2 a 50 V o más y varios modos flexibles de configuración de corriente. El circuito de la Figura 1 utiliza el LM10 de National Semiconductor, que se adapta a esta aplicación. La sección de referencia del LM10, IC1A, genera un voltaje de referencia de precisión de 1,2 V, VS. Los divisores resistivos R1 y R2 aplican una fracción de VS al amplificador de referencia de IC1A, que impulsa el regulador en derivación Q1.

El transistor Q3 actúa como un espejo de corriente de la corriente del colector del transistor Q2 y suministra energía al regulador en derivación Q1. Las resistencias R9 y R7 establecen la relación corriente-espejo, y la corriente a través de la resistencia R9 depende de la corriente a través de R6, que establece VS. Como resultado, Q3, que refleja la corriente del colector de Q2, proporciona energía al regulador en derivación. VS configura R6, que determina la corriente a través de R9. Así, la sección de referencia del LM10 regula tanto su propia tensión de alimentación como la corriente que proporciona Q3.

Al encender, Q2, Q3 y Q4 están todos apagados. La resistencia R10 consume una pequeña cantidad de corriente de arranque, que Q3 amplifica para iniciar el proceso de espejo de corriente. Cuando fluye suficiente corriente a través de R7, Q4 se satura y R9 y R7 establecen la relación corriente-espejo. La sección de manejo de potencia de la carga activa comprende la sección del amplificador operacional del LM10, IC1B y los transistores de potencia Q6 y Q8. Un potenciómetro de precisión de 10 vueltas, P1, y un interruptor de selección de rango, S1, configuran la corriente de carga de la siguiente manera:

En el rango A, la corriente de carga varía en 1 A por vuelta de P1, es decir, 10 A como máximo con P1 configurado completamente en el sentido de las agujas del reloj. En el rango B, la corriente de carga varía a 100 mA por vuelta de P1, es decir, 1 A como máximo con P1 configurado completamente en el sentido de las agujas del reloj. En el rango C, una fuente de voltaje externa que se conecta a R13 controla la corriente de carga a una velocidad de 1 A por voltio con P1 configurado completamente en el sentido de las agujas del reloj. Puede controlar la entrada externa con un generador de funciones para probar la respuesta transitoria de una fuente de alimentación. En el rango D, el circuito de carga emula una resistencia de potencia ajustable con una corriente de carga proporcional al voltaje en los terminales de la carga. La resistencia equivalente varía según la configuración de P1, es decir, RLOAD=100Ω/NTURNS. El rango E es similar al D, con una resistencia de 10Ω/NTURNS.

Para calibrar el circuito, conéctelo a una fuente de alimentación adecuada que entregue cualquier voltaje de 2 a 50 V. Primero, ajuste P1 a una vuelta (es decir, una décima parte de la escala completa) y S1 al rango B. Ajuste R17 para una corriente de salida de 100 mA. Luego, gire P1 completamente en el sentido de las agujas del reloj y ajuste R20 para establecer la corriente de salida en 1A. Repita estos dos ajustes en secuencia porque interactúan ligeramente. La corriente que IC1 consume a través de Q3 establece la corriente mínima a través del circuito de carga en un poco menos de 1 mA.

Debido a que el circuito funciona de 2 a 50 V, es adecuado para probar las salidas de bajo voltaje de la fuente de alimentación de una PC. Puede ampliar el voltaje máximo seleccionando transistores adecuados para Q2, Q3 y Q5 a Q8; El voltaje de fuente de alimentación regulado del LM10 no se vincula al voltaje externo. Tenga en cuenta que al disipar grandes cantidades de energía, los transistores Q6 y Q8 requieren una refrigeración adecuada para mantener temperaturas de unión seguras.

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