Einfacher Konstantstromgenerator mit Transistor

Viele von uns, die mit analogen Schaltungen gearbeitet haben, sind in einem Schaltungsdesign häufig auf die Begriffe Spannungsquelle und Stromquelle gestoßen. Während alles, was eine konstante Spannung liefert, wie ein einfacher 5-V-USB-Ausgang oder ein 12-V-Adapter, als Spannungsquelle betrachtet werden kann, scheint der Begriff Stromquelle immer ein Rätsel zu bleiben. Bei vielen Schaltkreisen, insbesondere bei Schaltkreisen mit Operationsverstärker oder Schaltkreisen, müssen Sie eine Konstantstromquelle verwenden, damit das Design funktioniert. Was versteht man unter aktueller Quelle? Wie wird es funktionieren und warum wird es benötigt?

In diesem Tutorial finden wir Antworten auf diese Fragen und bauen und testen eine einfache Konstantstromquellenschaltung unter Verwendung eines Transistors. Die in diesem Lernprogramm verwendete Schaltung kann einen konstanten Strom von 100 mA an Ihre Last liefern. Sie können ihn jedoch mithilfe eines Potentiometers gemäß Ihren Konstruktionsanforderungen ändern. Interessantes Recht! Also lasst uns anfangen.

Was ist eine Konstantstromquelle (CC)?

Normalerweise, wenn eine Stromversorgungseinheit treibt eine Last es zwei mögliche Betriebsarten sein kann, ist eine nach der Konstantspannung (CV) Modus des Betriebs, und die andere von konstantem Strom (CC) - Modus - Betrieb.

Im CV-Modus hält das Netzteil die Ausgangsspannung konstant und ändert den Ausgangsstrom entsprechend dem Lastwiderstand. Das beste Beispiel ist Ihr 5-V-USB-Anschluss, an dem die Ausgangsspannung auf 5 V festgelegt ist, der Strom jedoch je nach Last variiert. Wenn Sie eine kleine LED anschließen, wird weniger Strom verbraucht, und wenn Sie eine größere LED anschließen, wird mehr Strom verbraucht, aber die Spannung an der LED beträgt immer 5 V.

Im CC-Modus hält eine ideale Stromquellenstromversorgung den Ausgangsstrom konstant und variiert die Ausgangsspannung entsprechend dem Lastwiderstand. Ein Beispiel hierfür ist ein 12-V-Batterieladegerät im CC-Modus, bei dem der Ladestrom durch Variieren der Spannung festgelegt wird. Wenn Ihre Batterie 10,5 V beträgt, wenn Sie sie an ein 1A 12V-Batterieladegerät anschließen, beträgt Ihr Ausgangsstrom vom Ladegerät immer 1A, aber die Ausgangsspannung wird variiert, um diesen 1A-Ladestrom aufrechtzuerhalten. Hier sind also Konstantstromschaltungen erforderlich. Ein anderes Beispiel kann eine Konstantstrom-LED-Treiberschaltung sein, bei der der Strom durch eine LED konstant sein muss.

Einfache 100mA Konstantstromquelle mit Transistor

In diesem Projekt werden wir einen einfachen Transistor-Konstantstromquellengenerator mit nur 4 Komponenten bauen. Es ist eine sehr kostengünstige Schaltung, die mit einer 5-V-Stromversorgung eine 100-mA-Konstantstromquelle bereitstellen kann. Es wird auch ein Potentiometer haben, um den Stromausgang von 1 bis 100 mA zu steuern. Es liefert einen konstanten Strom, selbst wenn sich der Lastwiderstand ändert. Dies ist hilfreich, wenn eine Schaltung eine konstante Stromversorgung ohne Schwankungen benötigt. Zuvor haben wir auch eine andere Art von Stromquellenschaltung gebaut, die als Howland Current Pump Circuit bezeichnet wird, und die Current Mirror-Schaltung können Sie bei Interesse auch ansehen. Schauen wir uns nun die für dieses Projekt erforderlichen Materialien an.

Erforderliche Materialien:

1. TL431
2. BC547
3. 2k Widerstand 1%
4. 10k variabler Widerstand
5. 22R 1% Widerstand
6. Ein 5-V-Gleichstromadapter oder eine Netzteileinheit.
7. Unterschiedliche Art des Lastwiderstands nach Bedarf.
8. Ein Steckbrett und Kabel anschließen
9. Multimeter zum Testen.

Wie in der obigen Stückliste angegeben, besteht die Schaltung nur aus zwei aktiven Komponenten, TL431 und BC547. TL431 ist ein Shunt-Regler, der eine 2,5-V-Spannungsreferenz verwendet. Es unterstützt 1-100 mA Kathodenstrom für Shunt-Operationen. Das Gehäuse dieser Komponente ist das gleiche wie der generische Durchgangstransistor. Andere Komponenten sind passive Komponenten. Widerstände müssen eine Toleranz von 1% aufweisen, um eine genaue Ausgabe zu gewährleisten.

Schaltplan der Konstantstromquelle:

Das Schaltbild für die Konstantstromquelle unter Verwendung eines Transistorprojekts ist unten gezeigt.

Die obige Schaltung ist vollständig in einer 5-V-Leitung angeschlossen. Die Ausgangslast muss zwischen dem Ausgang und der GND-Verbindung angeschlossen werden. In dem obigen Schema arbeitet BC547 als Durchgangstransistor.