Microcontrolador Ajustable 2A 24V Fuente de corriente constante

Necesito encontrar un método para proporcionar una corriente regulada ajustable por microcontrolador que va desde 0-2A a ~ 24V a una carga en forma de circuito cerrado. He estado investigando este problema durante un tiempo y he encontrado algunas formas de lograrlo, cada una tiene sus problemas. Tenía la esperanza de exponer mi proceso de pensamiento y diferentes enfoques y obtener comentarios sobre si es posible que haya pasado por alto algo obvio o si lo estoy haciendo de la manera equivocada. Gracias.

Método 1: compre un controlador de LED de corriente constante IC

Esta parecía la solución más obvia. Tendría la ventaja de que no necesitaría configurar la detección de corriente externa para implementar el control de circuito cerrado como sería necesario con las otras dos opciones. Sin embargo, tuve problemas para encontrar controladores de LED que pudieran manejar 2A a 24 V en un solo canal mientras buscaba en DigiKey. Si existe alguno, estaría muy feliz de tener un número de parte.

Método 2: convertir un regulador de voltaje en una fuente de corriente

Incapaz de encontrar un controlador LED adecuado, investigué un poco más y encontré este instructable que parecía que lograría lo que necesitaba. El problema con el que me encontré aquí fue que este diseño y otros similares utilizan un potenciómetro de resistencia pequeña (del orden de 10 ohmios) para el ajuste de corriente. Mi sistema, para ser de circuito cerrado, necesitaría usar un potenciómetro digital que no existe con resistencias tan bajas debido a las limitaciones de su construcción.

Método 3: construir usando un amplificador operacional y transistor(es)

Finalmente, después de los dos intentos fallidos anteriores, volví a la mesa de dibujo. Me encontré con otras preguntas de StackExchange como esta , cuya respuesta aceptada usaba un amplificador operacional y algún tipo de transistor (los comentarios sobre la respuesta pasan por una variedad de opciones diferentes, desde MOSFET hasta pares Darlington). Parece que funcionaría para mis propósitos, pero tengo una experiencia limitada en esta área, ¿hay algún tipo de transistor en particular que sea muy superior en esta aplicación? Además, ¿deberé tener en cuenta la ganancia del transistor o se maneja con la retroalimentación de la resistencia de detección?

Para concluir, mi pregunta es doble:

  1. ¿Hay alguna manera de lograr mi objetivo declarado utilizando uno de los dos primeros métodos que mencioné y que puedo haber pasado por alto?
  2. ¿Hay algún tipo de transistor en particular que deba usar para el método 3 si mi objetivo es poder establecer la corriente para la carga en cualquier lugar en el rango de 0-2A, no simplemente un interruptor de encendido y apagado?

Muchas gracias por tomarse el tiempo para leer mi pregunta y proporcionar respuestas. ¡No dude en solicitar aclaraciones sobre cualquier cosa que dije!

¿Necesita generar corriente como un voltaje positivo o hundir la corriente en un voltaje negativo o gnd? Esto solo es un problema si uno de los rieles de suministro debe conectarse a tierra. Si se trata de un suministro de bajo voltaje AISLADO, no se necesita conexión a tierra.
como Sparky dijo anteriormente, si la fuente actual es de lado alto o bajo (sumidero), entonces es muy importante saber esto.
¿Cuál es exactamente la carga propuesta? ¿Cuánto 'cumplimiento' es necesario (cuál es el voltaje máximo que posiblemente podría aplicarse a través de la carga en 2A) y cuál es el mínimo?
Para responder a las preguntas de Sparky, el lado Vcc del circuito está conectado al riel positivo de un suministro regulado de 24 V conectado a la corriente de la pared que tiene muchos gastos generales para mi aplicación, el otro lado estará conectado al riel de tierra de ese mismo suministro. En cuanto al hundimiento o la fuente de corriente, cualquiera de las estrategias debería ser aceptable, realmente solo estoy interesado en crear el circuito más simple. Spehro, la carga es una serie de bucles de alambre magnético que se utilizan para inducir un campo magnético específico, conocido como bobinas de Helmholtz. Para nuestros propósitos estamos haciendo la suposición simplificada de que el
(continuación del comentario anterior) Las bobinas son resistencias. El voltaje necesario para obtener 2A a través de las bobinas variará de 20 a 24 V según el tamaño de las bobinas, la temperatura y otros factores. Sin embargo, necesitamos estimular una variedad de gradientes de campo magnético, por lo que necesitamos el rango completo de 0-2A disponible. ¡Déjame saber si tienes más preguntas!
El método 3, exactamente como en la respuesta de stevenvh, con un TIP110, como él dice, debería funcionar. Un mosfet puede requerir alguna compensación en el bucle, un circuito con BJT tiene mejores posibilidades de funcionar desde el primer intento sin oscilar. Sin embargo, debe conectar un disipador de calor enorme a TIP110. El consumo máximo de energía será de 24V*2A = 48W en el peor de los casos (cortocircuito).
¿La salida tiene que ir muy baja, cerca de 0V? Si es así, utilice un MOSFET. El TIP110 tiene un Vce (sat) de 2,5 V, lo que significa que la carga nunca se sentirá más de VCC - 2,5 V.

Respuestas (1)

Esa parte sufrirá problemas similares a los que señaló Darlington en el comentario anterior de mkeith. De acuerdo con la hoja de datos, solo puede emitir en el rango de 10-90% del ciclo de trabajo, dejando una zona muerta del 10% en la parte superior e inferior del rango.
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