Regulador de voltaje IC con referencia externa

El requisito básicamente se traduce en la capacidad de generar alta corriente a un voltaje de referencia especificado.

Una forma de implementar esto con un bajo número de componentes es usar un amplificador operacional de alta potencia y alta corriente como seguidor de voltaje, con el voltaje de referencia en la entrada no inversora .

Por ejemplo, el Burr Brown (ahora TI) OPA549 puede proporcionar una corriente continua de 8 amperios con un disipador de calor adecuado. Con su ganancia de bucle abierto de 300.000, esto debería ser suficiente para usar la referencia de corriente baja disponible para generar una salida de corriente alta estable.

Hay muchos otros amplificadores operacionales de alta corriente que prescinden de la necesidad del MOSFET externo.

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En otras palabras, no se requiere un IC regulador de voltaje.

Comencemos con un circuito que funciona: -

La salida es igual a la entrada porque el amplificador operacional debe tener entradas inversoras y no inversoras al mismo voltaje. OK, elija un amplificador operacional que tenga un Vos bajo y una deriva de Vos bajo. Elija un amplificador operacional que tenga una figura de ruido muy baja si los circuitos del sensor que está alimentando se usan para mediciones muy pequeñas.

Su circuito : no funcionará: ha colocado ganancia en el circuito de retroalimentación de un amplificador operacional y cantará y gritará con oscilaciones porque los amplificadores operacionales no están diseñados para tener una ganancia adicional como esta. ¿De dónde viene la ganancia extra? El MOSFET es una fuente común en una resistencia de carga. Su ganancia es la resistencia de drenaje dividida por la resistencia de fuente. Tiene resistencia de fuente cero y su drenaje es de 100 ohmios. ¿Necesito explicar más?

Seguidor de emisor : debe suministrar 1 amperio a sus sensores y usar un seguidor de emisor con una ganancia / Hfe de, por ejemplo, 50 significa que su amplificador operacional tiene que alimentar 20 mA a la base; esto no debería ser un problema dado que su voltaje de suministro es de 12V y solo necesita producir 3.14V. Sin embargo, tendrá un problema de disipación de energía. 1A a través del transistor con alrededor de 9V significa 9W de potencia emitida como calor.

Baje el riel de alimentación : le recomiendo encarecidamente que ejecute el circuito desde un riel de alimentación más bajo como 5V. Luego encontrará que la potencia es de solo 2 W y un disipador de calor moderado hará el trabajo.

Pero cuidado: ahora hay problemas adicionales al hacer esto. Encontrará que el BJT está trabajando más cerca de la saturación y tal vez la ganancia baje a 20, lo que significa que la unidad del amplificador operacional deberá ser tan alta como 50 mA. La mayoría de los amplificadores operacionales no harán esto, por lo que tendrá que encontrar uno que lo haga. Comenzaría mirando el AD8605: puede generar +/- 80 mA y será casi de riel a riel con cargas más normales como 10 mA. También tiene un ruido bastante bajo. Sin embargo, Vos puede ser un poco alto para su aplicación.

Seguidor de fuente MOSFET : alternativamente, use un mosfet de canal N en lugar del BJT; esto prácticamente no requiere corriente de accionamiento del amplificador operacional. Desventaja: elija uno con Vgs bastante bajo (umbral) o no obtendrá la salida del op- amperaje lo suficientemente alto como para encenderlo correctamente en condiciones de carga pesada.