I. ESPECIFICACIONES Las fuentes de corriente son circuitos importantes en el campo de la electrónica, en circuitos integrados por ejemplo, permiten la correcta polarización de amplificadores, oscilado-res y otros subcircuitos, logrando...
moreI. ESPECIFICACIONES Las fuentes de corriente son circuitos importantes en el campo de la electrónica, en circuitos integrados por ejemplo, permiten la correcta polarización de amplificadores, oscilado-res y otros subcircuitos, logrando así una disminución en eĺ area utilizada, el consumo de potencia y el trabajo requerido en el diseño del sistema, también en algunos circuitos de potencia es de interés asegurar un flujo definido de corriente sin importar la carga por la que esta pase. El objetivo de esta entrega es detallar el diseño, simulación e implementación de una fuente de corriente senoidal que tenga las siguientes especificaciones: Permitir un flujo de 200 mApp a través de una carga de máximo 200 Ohm. La corriente que fluye debe tener máximo una variación de 10 % (180 mApp-220 mApp) con cargas de 50, 100 y 200 Ohm. II. DISEÑO DE LA FUENTE SENOIDAL DE CORRIENTE Una de las soluciones mas comunes para diseñar este tipo de fuentes (de tensión o de corriente) es usar amplificadores operacionales con realimentación negativa, esto para forzar una caída de tensión a un valorútil, si hay una caída de tensión fija a través de una resistencia, también hay una corriente fija a pasando por ella, este es el principio de funcionamiento de la fuente de corriente mejorada de Howland, la topología se observa en la figura 1, para el caso donde R1, R2, R3 y R4a son iguales a Rp, y Rp es mucho mayor que R4b y que la resistencia de carga, la caída de tensión a través de R4b es igual a −V 1 , por lo tanto la corriente a través de R4b es igual a: I 4b = − V 1 R 4b (1) Figura 1. Fuente de corriente senoidal de Howland mejorada Esta corriente solo depende de V 1 y de R4b, y ya que Rp es mucho mayor que las demás resistencias, la corriente que fluye a través de R4b es igual a la que fluye a través de la carga, generándose una corriente fija que no depende de la carga (idealmente), las limitaciones de esta fuente de corriente pueden ser varias, una corriente alta puede ser una limitación para el amplificador, también el que la tensión necesaria para fijar una corriente en la carga supere el valor de tensión de los rieles de alimentación de amplificador operacional puede ser otra, en nuestro caso para forzar una corriente senoidal de 200 mApp a través de una resistencia de 200 Ohm, se requiere de una tensión senoidal de 40 Vpp a través de la resistencia, la mayoría de amplificadores operacionales tienen un limite de 36 V entre las tensiones de riel, además de que estos amplificadores tienen una resistencia de salida alta que no permite proveer de 200 mApp a la carga. Una etapa de salida en serie con un Op-Amp comercial es una solución a este problema, la figura 2. muestra el circuito implementado en esta practica: Figura 2. Fuente de corriente senoidal implementada. Usando valores de 5.1 Ohm para R4b, de 100 Kilo Ohm para Rp, y una señal senoidal de entrada de 1.02 V se pueden generar 200 mApp. Se escogio como amplificador diferencial el Op-Amp LF351 de STMicroelectronics, en su hoja de especificaciones se observa que tiene una corriente de corto circuito a la salida tipica de 40 mA, la cual sirve para polarizar los BJT usados, los BJT usados son el TIP41 y el TIP42, estos transistores BJT, NPN y PNP respectivamente, cuentan con una corriente maxima de colector recomendada de 6A, lo que los hace utiles para el diseño de la fuente de corriente.
