Zdroj konštantného prúdu
Page
Stránky / Softvér / LTspice IV /
Zdroj konštantného prúdu je užitočná vec. Napríklad pri ovládaní jasu LED diódy. Tieto simulácie som robil pre potreby testera na LED diódy.
- Pre malé prúdy - Pre malé prúdy je možné použiť zopár elementárnych súčiastok. Tomu sa budem venovať prioritne v tomto článku.
- Pre veľké prúdy - Pre prúdy okolo 1A je lepšie použiť napríklad obvod LM317. Nie je to prioritou v tejto simulácií a možno sa tomu budem venovať niekedy v budúcnosti.
Nezdroj konštantného prúdu
Ako prvú simuláciu som zvolil to, čo nie je zdrojom konštantného prúdu. Na tomto príklade si najlepšie ukážeme, ako sa pri zapojení obvodu s jedným tranzistorom mení prúd pri zvyšovaní napätia. Príkladom môže byť napríklad meniace sa napätie na batérii v priebehu jej vybíjania. Ak by bola v kolektore umiestnená LED dióda, veľmi rýchlo by sme ju spálili pri meniacom sa napätí.
Príklad je samozrejme nereálny, lebo ak si pozorne pozriete graf, tak by sme spálili aj tranzistor, ktorý znesie v tomto prípade iba 100 mA.. Ale ako ilustrácia nevhodného stavu postačuje. Aby bola simulácia zaujímavejšia, pridal som do nej aj rôznu teplotu, pretože aj to má vplyv na veľkosť pretekajúceho prúdu.
Zdroj konštantného prúdu pomocou diódy
Ako prvý zdroj je na Internete pomerne časté zapojenie s dvomi diódami. Tieto diódy zodvihnú napätie na báze tranzistora na približne 2x0,6 V = 1,2 V, čo drží tranzistor v otvorenom stave a rezistor v emitore reguluje prúd. Pri prechode medzi bázou a kolektorom poklesne napätie približne o 0,6 V a tak výsledný prúd, ktorý rezistor ovláda je U/R = 0,6 V/R.
Taký istý prúd potečie aj kolektorom a to je miesto, kde vložíme LED, cez ktorú potečie konštatntný prúd. Na obrázku je vidno, že by sa to malo správať dosť blízko predstave konštantného prúdu, aj keď sa to pri väčších prúdoch celkom jednoznačne rozlaďuje.
Zdroj konštantného prúdu pomocou LED diódy
Predchádzajúce nedostatky by malo eliminovať zapojenie, kde je namiesto dvoch diód jedna LED dióda. Na farbe až tak nezáleží, lebo každá LED dióda má úbytok napätia väčší ako 0,6 V, čiže má vplyv na úroveň napätia na báze tranzistora, ktoré ale ale konštatntnejšie, než v predchádzajúcom prípade. Krivky sa strmšie lámu a aj pri väčšom prúde sú pomerne stabilné.
Zdroj konštantného prúdu pomocou tranzistorov
Na záver som si nechal favorita, ktorý používa dva tranzistory. V podstate sa jedná o rovnaký postup. Udržiava sa na emitore Q1 napätie 0,6 V. Tranzistor Q2 začne spínať pri napätí, ktoré prekračuje túto hranicu a tým znižuje napätie na báze Q1. A tak sa navzájom tieto dva tranzistory ovplyvňujú a výsledkom je najlepšia stabilita systému.
Zdroj konštantného prúdu pomocou mosfetu
Toto sa nelíši od predchádzajúcej simulácie. Iba je tranzistor nahradený za mosfet (2N7000). Nasledovná ukážka je s nastavením rovnakých parametrov ako v predchádzajúcom príklade.
Pridal som ešte jednu simuláciu pre vyššie prúdy. Na nej si všimnite, že na gate mosfetu (IRF510) musí byť teraz výrazne vyššie napätie, aby zopol taký veľký prúd. Pozor na to, že ak je to zapnuté takto (bez spotrebiča v drain), na mosfete je treba chladičom chladiť veľký výkon. Ešte malá praktická rada. Keď som robil experimenty s tlmeným osvetlením pomocou 1 W LED diód, ukázalo sa ako rozumné pridať na gate mosferu 10k rezistor, prepojený na GND. Bez neho je zložité urobiť stmievanie, prípadne udržať mosfet vo vypnutom stave počas neprítomnosti riadiaceho signálu. na gate.
13.06.2016