sumidero de corriente de precisión para la descarga de la batería

Estoy tratando de construir un disipador de corriente controlado por computadora de precisión para descargar una batería. La corriente de descarga máxima debe ser de 2 mA (en este momento; podría pasar a corrientes más grandes más adelante) y el voltaje de la batería comienza en alrededor de 1,5 V.

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He construido este circuito, en el que la fuente de voltaje la proporciona un DAC conectado a un microcontrolador. El amplificador operacional ajusta amablemente su salida para controlar la corriente a través del JFET de modo que el voltaje del DAC coincida con la caída de voltaje en la resistencia de detección de 500 Ω y todo funciona muy bien hasta rangos de µA. Estoy registrando el voltaje y la corriente de la batería a través de un ADC (no se muestra).

El problema es que si la batería se desconecta antes de que la salida del DAC se establezca en cero, entonces el amplificador operacional polariza hacia adelante la unión JFET y proporciona la corriente en lugar de que la batería lo haga. Pude detectar que se extrajo la batería con el microcontrolador y luego puse la salida DAC a cero, pero no parece ser una solución muy elegante; ¿alguien puede sugerir una forma más "tortuga" de resolver el problema?

¿Por qué un JFET, a diferencia de un MOSFET?
Considere un megaohmio en la conexión a la red para limitar esa corriente. puerta de tos , quiero decir. Alguien acaba de hacer una pregunta sobre el tubo de vacío...
@BrianDrummond "Chicos, salgan de mi césped con su elegante unión de semiconductores": D
@BWalker: es un JFET debido a la transición suave hacia el pinch-off, sin Vth.
@BrianDrummond, gracias por la sugerencia. Lo intentaré.
@Tim, ¿eso importa? Seguramente el vth no importa si hay comentarios negativos (básicamente no sé nada sobre jfets)

Respuestas (1)

Esto es bastante simple.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

El comparador es cualquier comparador de colector abierto que se ejecutará desde el suministro de su amplificador operacional. La entrada Ref puede ser cualquier voltaje práctico menor que la batería. Por ejemplo, si su amplificador operacional funciona con 5 voltios, dividir a 2,5 sería bastante simple. R3 y R4 producen un voltaje de comparación que está cómodamente por encima del voltaje de referencia cuando la batería está conectada. Para este ejemplo, una relación de 2:1 dará 3 voltios, en comparación con los 2,5 de la Ref. Cuando la batería está presente, la salida del comparador no afectará la entrada del amplificador operacional, pero cuando se desconecta la batería, la salida del divisor irá a 0, la salida del comparador bajará y la entrada del amplificador operacional se conectará a tierra.

Dependiendo del voltaje de su amplificador operacional, es posible que ni siquiera necesite un divisor. Si usa un suministro de 12 o 15 voltios, podría detectar tanto el suministro como la batería directamente, suponiendo que ninguna de las condiciones viole los límites de entrada de su comparador.

Si J1 es un JFET que aún podría tener un problema: con el problema inicial, la corriente podría fluir desde el amplificador operacional a través de la puerta del JFET hacia la batería y la resistencia de la fuente. Si la batería es de 1,5 V y una corriente máxima de 2 mA que podría resultar en 1 V en la batería desconectada, eso activaría el comparador para que tuviera una condición estable. La mejor solución parece ser usar un MOSFET para el sumidero actual. No hay corriente de puerta de la que preocuparse entonces.
He construido un circuito similar con un MOSFET como elemento de paso y es propenso a las oscilaciones. Necesita alguna forma de ralentizar el opamp. Por ejemplo, vea esta pregunta.
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