RIFERIMENTO o REGOLATORE DI CORRENTE

NE555   Tutorial su come Realizzare un Riferimento o Regolatore di Corrente con Integrati Appositi o con un 78xx…


 
 
 
 




 

INTRO

Per molti circuiti è necessario un riferimento di corrente stabile in temperatura e soprattutto stabile al variare della tensione di alimentazione. I riferimenti di corrente (o regolatori) possono essere approssimati come un generatore reale di corrente, ovvero fanno in modo che sotto alcune condizioni la corrente nel ramo in cui essi sono presenti sia sempre dello stesso valore.

Ovviamente questo è possibile solo in un range limitato di funzionamento e fortemente dipende dalle tensioni e resistenze dei rami.

Un riferimento (o regolatore) di corrente può essere realizzato con un apposito integrato oppure può essere realizzato con un regolatore lineare di tensione come quelli della famiglia 78XX come un 7833, 7805, 7812 e altri.

Ovviamente l’integrato apposito avrà prestazioni migliori rispetto a un riferimento di corrente creato con un 78XX che però ha il vantaggio di essere una soluzione molto economica.

 




 

RIFERIMENTO o REGOLATORE DI CORRENTE CON LM234

Tra gli svariati integrati che svolgono questa funzione analizziamo l’LM234, un integrato a tre pin che si presenta con package TO-92.

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Esso lavora per correnti da 1µA fino a 10mA. Il pin V+ è connesso sulla tensione positiva, il pin V- alla tensione negativa mentre R serve per settare la corrente. Tra i terminali positivi e negativi e l’alimentazione vi deve essere una certa resistenza, in ogni caso la tensione massima è 30V. Esso si comporta come un generatore non ideale con una variazione della corrente in funzione della tensione ai capi di 0.02%/V e inoltre non può far fluire corrente in senso opposto ad un generatore di tensione.

Esso viene usato nella seguente configurazione circuitale:

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La prima configurazione molto semplicemente fa scorrere una corrente da Vin verso –Vin di valore Iset che dipende dal valore di Rset fino ad un massimo di 10mA. Ad esempio se si vogliono 5mA la resistenza Rset deve avere un valore di Rset=67.7mV/5mA=13.54ohm.

Se servono correnti più grandi di 10mA si usa la seconda configurazione con R1 e C1 componenti di stabilità per evitare auto-oscillazioni, quindi con valori compresi nelle decine di Kohm e decine di nF. Se in questo caso si vogliono 30mA in uscita Rset=67.7mV/30mA=2.25ohm.

Per ottenere valori precisi di corrente conviene usare una resistenza variabile come Rset del valore vicino al valore di Rset calcolato.
 





 
RIFERIMENTO o REGOLATORE DI CORRENTE CON 78xx

Supponiamo di usare un 7805. La tensione tra il pin di uscita e il pin GND è fissata a 5V, inserendo una resistenza tra questi terminali fluirà sempre una corrente data da 5/R dove R è il valore della resistenza.

Lo schema è il seguente:

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La corrente che fluisce nel nostro ramo desiderato è Iout ed essa è la somma di Iset che possiamo controllare tramite Rset e la corrente Iq che non può essere controllata. Iq è la corrente che assorbe il regolatore per funzionare e dipende dalla temperatura, dalla corrente di uscita, dalla Vin e da altri parametri, per questo non è controllabile, ma per semplicità si assume di valore 5mA.

Vin è la tensione di ingresso, Vdrop è la tensione ai capi del regolatore e deve essere almeno 2.5V, i 5V ai capi di Rset si hanno perché si usa un 7805 mentre Vout dipende dalla corrente di uscita valuto e dalla resistenza del ramo.

Ovviamente Vout e Vin sono strettamente legate e in particolare, per rispettare kirchhoff alla maglia, si ha che Vin deve essere maggiore o uguale a Vin>Vdrop+5+Rload*Iout. Se non si rispetta questa uguaglianza non si avrà il valore di Iout desiderato in uscita, quindi Rload ha un limite massimo fissando il valore di Vin.

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Supponiamo ad esempio di volere 10mA in uscita, bisogna usare Rset di valore 1Kohm se si usa un 7805, oppure una resistenza da 3Kohm se si usa un 7815.

Per avere una corrente Iout precisa bisogna usare una Rset variabile e misurare il valore della corrente generata finché non si raggiunge la corrente desiderata.

 
DOWNLOAD

Potete scaricare i DATASHEET ai seguenti link:

78XX

LM234





 

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