Tranzystor MOSFET może służyć, jako zmienny rezystor mocy

Tranzystor MOSFET może służyć, jako zmienny rezystor mocy
r_207_29_1
Testowanie zasilaczy lub rozładowywanie akumulatorów zwykle wymaga stałego obciążenia prądem.
Czasami jednak należy zbadać zachowanie, gdy obciążeniem jest rezystor.
Używanie potencjometru dużej mocy jest kosztownym podejściem, które może nie być warte swojej ceny.
Obwód na rysunku 1, który działa jak rezystor dużej mocy łączący między P1 i P2, stanowi alternatywne podejście.
r_207_29_2r_207_29_3
Aby zrozumieć, jak działa obwód, załóżmy, że wzmacniacz operacyjny jest idealny i że całkowita rezystancja R2 i R3 przekracza rezystancję dużej mocy (nie pokazano).
Rezystory R2 i R3 tworzą dzielnik, który wytwarza napięcie wyjściowe, zgodnie z następującym równaniem (1):
Wzmacniacz operacyjny utrzymuje takie napięcie, że napięcie na rezystorze R1 jest równe napięciu odniesienia, co powoduje, że prąd przepływający przez R1 wynosi (2):
Zastępując pierwsze równanie w drugim równaniu, otrzymujemy (3):
Jeśli pominiesz prąd płynący przez rezystory R2 i R3, wówczas prąd płynący przez rezystor R1 jest równy prądowi wejściowemu, zgodnie z poniższym równaniem (4):
To równanie pokazuje liniową zależność między prądem wejściowym a napięciem wejściowym (5).
Tak więc obwód między punktami P1 i P2 działa jako rezystor. Równanie wtedy przedstawia się następująco:
gdzie k jest współczynnikiem większym niż 1, który mnożony jest przez rezystancję R1.
Zmiana wartości rezystorów R2 lub R3 pozwala obwodowi działać, jako rezystor zmienny.
Koszt odpowiedniego tranzystora i rezystora R1, wraz z pozostałymi elementami, jest mniejszy niż koszt zmiennego potencjometru, który może rozproszyć taką samą ilość mocy.
r_207_29_4
Obwód ma jednak pewne ograniczenia.
Po pierwsze, może przyjmować napięcia wejściowe tylko o jednej biegunowości, co może ograniczać jego użycie w niektórych zastosowaniach.
Po drugie, minimalna wartość rezystora to wartość R1 plus minimalna rezystancja włączenia tranzystora.
Inne czynniki, takie jak niezrównoważenie wzmacniacza operacyjnego, wartości rezystorów R2 i R3 oraz napięcie wejściowe, wpływają na liniowość obwodu, ale obwód nadal osiąga wysoką wydajność dzięki niedrogim elementom.
W zależności od zakresu wejściowego wzmacniacza operacyjnego obwód wymaga zewnętrznego podwójnego zasilacza.
Na rysunku 2 przedstawiono prototyp testowanego i zbudowanego obwodu z wykorzystaniem potencjometru do zmiany rezystancji zastępczej oraz brakkiem radiatora na tranzystorze mocy.
Autor: Bogdan Raducanu

Komentarze z Facebooka

Komentarze obecnie - OFF.