ساخت مدار منبع جریان کنترل شونده با ولتاژ

سلام. آموزش ساخت مدار منبع جریان کنترل شونده با ولتاژ آپ امپ (پروژه Op-amp) را آماده کردیم.

مدار منبع جریان کنترل شونده با ولتاژ

در مدار منبع تغذیه ولتاژ کنترل شده ، همانطور که از نام آن مشخص است ، مقدار کمی از ولتاژ در ورودی به طور متناسب جریان را در سراسر بارهای خروجی کنترل می کند. این نوع مدار معمولاً در الکترونیک برای هدایت دستگاه های کنترل شده جریان مانند BJT ، SCR و … استفاده می شود.  در این پروژه آپ امپ توضیح خواهیم داد که چگونه می توان یک منبع جریان کنترل شده با ولتاژ با استفاده از op-amp را طراحی کرد. به این نوع مدار جریان کنترل شده با ولتاژ Current Servo ننیز گفته می شود. مدار بسیار ساده است و با اجزای کمی قابل ساخت است.

آموزش نحوه کار تقویت کننده عملیاتی (آپ امپ)

برای درک کار این مدار ، شناختن نحوه عملکرد تقویت کننده عملیاتی ضروری است.

تصویر زیر یک تقویت کننده عملیاتی را نشان میدهد. آپ امپ سیگنالها را تقویت می کند ، اما به غیر از تقویت سیگنال ها می تواند عملیات ریاضی را نیز انجام دهد. تقویت کننده Op-amp ستون فقرات الکترونیک آنالوگ است و دارای کاربرد های فراوانی در مواردی مثل تقویت کننده دیفرانسیل ، تقویت کننده ابزار دقیق ، یکپارچه ساز Op-Amp و … است.

اگر به تصویر بالا دقت کنیم ، دو ورودی و یک خروجی وجود دارد. این دو ورودی دارای علامت + و – هستند. ورودی مثبت به عنوان ورودی غیر معکوس و ورودی منفی به عنوان ورودی معکوس شناخته می شود.

اولین قانون آمپلی فایر ایجاد تفاوت بین دو ورودی 0 است. مدار تقویت کننده زیر یک مدار دنبال کننده ولتاژ است. خروجی در ترمینال منفی متصل شده و آن را آمپلی فایر 1x می کند. بنابراین ، ولتاژ داده شده در سراسر ورودی در سراسر خروجی موجود است.

تقویت کننده عملیاتی باعث تمایز هر دو ورودی 0 می شود. از آنجا که خروجی به ترمینال ورودی وصل می شود ، op-amp همان ولتاژ تولید شده را در ترمینال ورودی دیگر تولید می کند. بنابراین ، اگر 5 ولت در ورودی باشد ، ]بدلیل اینکه خروجی تقویت کننده در ترمینال منفی متصل است ، 5 ولت تولید می کند که در نهایت قاعده 5V – 5V = 0 را اثبات می کند. این کار در همه عملکرد بازخورد های منفی آمپلی فایرها اتفاق می افتد.

قطعات مورد نیاز مدار

1. آپ امپ LM358
2. ماسفت IRF540N
3. مقاومت شانت 1 اهم
4. مقاومت 1 کیلو اهم
5. مقاومت 10 کیلو اهم
6. منبع تغذیه 12 ولت
7. منبع تغذیه Unit

توضیحات قطعات استفاده شده در مدار

برای ساخت این مدار ما به آپ امپ نیاز داریم. ما از op-amp LM358 که بسیار ارزان و در دسترس است استفاده کردیم. دیتاشیت پین های آپ امپ LM358 را میتوانید در تصویر زیر مشاهده کنید.

همچنین ما به یک کانال Mosfet N احتیاج داریم. ما در این پروژه از ماسفت IRF540N استفاده میکنیم. توجه داشته باشید هنگام استفاده از این ماسفت هیت سینک داشته باشید. پین های ماسفت IRF540N در تصویر زیر نشان داده شده است.

همچنین ما باید از یک مقاومت شنت استفاده کنید. همچنین نیاز به دو مقاومت دیگر داریم که در تصویر شماتیک نشان داده شده است.

آموزش ایجاد منبع تغذیه کنترل جریان با ولتاژ

با توجه به قانونی که گفته شد ، مدار زیر را ببینید.

اکنون به جای اینکه خروجی آپ امپ را به صورت مستقیم به ورودی منفی متصب کنید ، تغذیه – مدار را پس از اتصال به مقاومت Shunt به ورودی منقی ، و پس از مقاومت Shunt به ماسفت متصل کنید و بعد از آن به خروجی op-amp متصل کنید.

فرض کنیم که تغذیه 1 ولت به ورودی مثبت op-amp داده شود. اینکار باعث میشود مسیر بازخورد منفی 1 ولت خروجی Mosfet را روشن کند تا 1 ولت در ترمینال منفی قرار بگیرد. قانون مقاومت شنت بر اساس V=IR است. یعنی اگر جریان 1A از طریق مقاومت 1 اهم جریان یابد ، ولتاژ افت 1 ولت تولید میشود.

شماتیک کامل مدار کنترل جریان با ولتاژ

شماتیک کامل مدار را میتوانید در تصویر زیر مشاهده کنید.

پایان.