Eenvoudige constante stroomgenerator met transistor

Velen van ons die met analoge circuits hebben gewerkt, zijn vaak de termen spanningsbron en stroombron tegengekomen in een circuitontwerp. Hoewel alles dat een constante spanning levert, zoals een eenvoudige 5V USB-uitgang of een 12V-adapter, kan worden beschouwd als een spanningsbron, lijkt de term stroombron altijd een mysterie te blijven. En voor veel circuits, vooral die met Op-Amp of schakelcircuits, moet je een constante stroombron gebruiken om het ontwerp te laten werken. Dus wat wordt bedoeld met huidige bron? Hoe werkt het en waarom is het nodig?

In deze tutorial zullen we antwoorden op deze vragen vinden en we zullen ook een eenvoudig circuit met constante stroombron bouwen en testen met behulp van een transistor. Het circuit dat in deze tutorial wordt gebruikt, kan een constante stroom van 100 mA aan uw belasting leveren, maar u kunt het aanpassen met een potentiometer volgens uw ontwerpvereisten. Interessant toch! Dus laten we beginnen.

Wat is constante stroombron (CC)?

Normaal gesproken, wanneer een voedingseenheid een belasting aandrijft, kunnen er twee mogelijke werkingsmodi zijn, de ene is door constante spanning (CV) -modus en de andere door constante stroom (CC) -modus.

In de CV-modus maakt de voeding de uitgangsspanning constant en verandert de uitgangsstroom zoals vereist door de belastingsweerstand. Het beste voorbeeld is uw 5V USB-poort, waar de uitgangsspanning is vastgesteld op 5V, maar op basis van de belasting zal de stroom variëren. Als je een kleine led aansluit, zal deze minder stroom verbruiken en als je een grotere aansluit, zal hij meer stroom trekken, maar de spanning over de led is altijd 5V.

In CC-modus maakt een ideale stroombronvoeding de uitgangsstroom constant en varieert de uitgangsspanning zoals vereist door de belastingsweerstand. Een voorbeeld hiervan is een 12V-acculader in CC-modus, waarbij de laadstroom wordt gefixeerd door de spanning te variëren. Als uw batterij 10,5 V is en u deze aansluit op een 1 A 12 V-acculader, is uw uitgangsstroom van de lader altijd 1 A, maar de uitgangsspanning wordt gevarieerd om deze 1 A laadstroom te behouden. Dit is dus waar constante stroomcircuits vereist zijn, een ander voorbeeld kan een constante stroom LED-drivercircuit zijn, waarbij de stroom door een LED constant moet zijn.

Eenvoudige 100mA constante stroombron met transistor

In dit project zullen we een eenvoudige transistorgenerator met constante stroombron bouwen met slechts 4 componenten. Het is een zeer goedkoop circuit dat 100mA constante stroom kan leveren met behulp van een 5V-voeding. Het heeft ook een potentiometer om de stroomuitgang te regelen van 1 tot 100 mA. Het zorgt voor een constante stroom, zelfs als er veranderingen in de belastingsweerstand zijn. Dit is handig om te gebruiken wanneer een circuit een constante stroomtoevoer nodig heeft zonder fluctuaties. Eerder hebben we ook een ander type stroombroncircuit gebouwd, het Howland Current Pump Circuit, en het Current Mirror-circuit, je kunt ze ook bekijken als je geïnteresseerd bent. Laten we nu eens kijken naar de materialen die voor dit project nodig zijn.

Vereiste materialen:

1. TL431
2. BC547
3. 2k weerstand 1%
4. 10k variabele weerstand
5. 22R 1% weerstand
6. Een 5V DC-adapter of PSU-eenheid.
7. Verschillende soorten belastingsweerstand zoals vereist.
8. Een breadboard en aansluitdraden
9. Multimeter om te testen.

Zoals vermeld in de bovenstaande stuklijst, bestaat het circuit uit slechts twee actieve componenten, TL431 en BC547. TL431 is een shuntregelaar die een 2,5V-spanningsreferentie gebruikt. Het ondersteunt 1-100 mA kathodestroom voor shuntgerelateerde bewerkingen. De verpakking van dit onderdeel is hetzelfde als de generieke transistor met doorlopende gaten. Andere componenten zijn passieve componenten. Weerstanden moeten een tolerantie van 1% hebben voor een nauwkeurige uitvoer.

Circuitdiagram met constante stroombron:

Het schakelschema voor een constante stroombron met behulp van een transistorproject wordt hieronder weergegeven.

Het bovenstaande circuit is volledig aangesloten in een 5V-lijn. De uitgangsbelasting moet worden aangesloten tussen de uitgang en de GND-aansluiting. In het bovenstaande schema werkt BC547 als een doorlaattransistor,