Fuente de corriente de rango múltiple basada en Howland

Si no le importa cierta falta de elegancia (y disipación de energía), puede trabajar con una fuente de corriente unipolar estándar. esto se verá como

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Esto es bastante simple, pero tiene sus inconvenientes, sobre todo la eficiencia.

Con la resistencia de detección de corriente que se muestra, un VSET de 0,25 voltios dará 100 mA y 5,0 voltios dará 2 amperios. Pero.

Sería muy buena idea variar el VS dependiendo de la carga deseada. A 100 mA, solo necesita un poco más de 6 voltios para VS, y 12 funcionará muy bien. Para 12 voltios, la disipación de potencia en el peor de los casos en el MOSFET es (12 - 0,25 - (60 x 0,1)) x 0,1 o aproximadamente 1/2 vatio, por lo que no hay problema.

A 2 amperios, estás en un juego de pelota completamente nuevo. Necesitará al menos 120 voltios VS (para conducir 2 amperios a 60 ohmios), así que digamos que usa un suministro de 130 voltios. Con una carga de 20 ohmios, la carga caerá 40 voltios, la resistencia de detección caerá 5 voltios, por lo que el voltaje total a través del FET será de 85 voltios, para una disipación de potencia MOSFET de 170 vatios. Es poco probable que obtenga esto con una combinación razonable de FET/disipador de calor, por lo que deberá ir a varios FET en paralelo y un disipador de calor muy robusto (varias libras y enfriamiento por aire forzado). También deberá tener mucho cuidado al conectar su conexión a tierra para evitar caídas de voltaje parásitas que causen imprecisión o (mucho peor) oscilación.

Ah, sí, y la resistencia de detección de corriente para el valor que se muestra disipará 10 vatios, por lo que necesitará algo del orden de una resistencia de 20 vatios solo para ir a lo seguro.

Pero estoy seguro de que estará de acuerdo en que el circuito parece simple.

20 ohmios y 2 amperios requieren un voltaje de 40 voltios, por lo que es la fuente de alimentación de voltaje más pequeña que necesita en un extremo de la escala. 60 ohmios y 2 amperios requieren una tensión de alimentación de al menos 120 voltios y, dados algunos voltios perdidos en el transistor de paso y/o el amplificador operacional, la tensión de alimentación mínima debe considerarse ahora como 125 voltios.

El problema que veo es que con un suministro de 125 voltios y una carga de 20 ohmios que solo necesita 40 voltios para conducir 2 amperios, la caída de voltios en el "silicio", es decir, 85 voltios a 2 amperios, es una potencia de 170 vatios La disipación de potencia máxima del amplificador APEX es de 125 vatios.

Necesita un enfoque sustancialmente diferente y recomendaría usar PWM para producir una corriente en su carga; si no puede vivir con el voltaje de ondulación, también se necesitará un inductor y un capacitor, PERO, esta solución no se autocalentará con 170 vatios

Algo como esto puede ser de algún interés topológicamente: -

Produce una corriente constante de hasta 1,5 amperios en una cadena de LED y, por supuesto, los LED pueden ser reemplazados por su carga. O tal vez algo que funcione con un voltaje de suministro más bajo y aumente para producir un voltaje mayor (nuevamente, esto está limitado a solo 1 amperio): -