Нужна схема прецизионного стабилизатора тока с плавающей нагрузкой

[polyakov]

Нужна схема прецизионного стабилизатора тока с плавающей нагрузкой.

Например на микросхеме TL431

Можете помочь составить схему или уже есть готовая.

Задача такая, нагрузка немножко меняет своё сопротивление, но ток при этом должен быть стабильным, допустим выставил 20 мА и при небольших изменениях сопротивления нагрузки ток как вкопанный 20 мА.

Это нужно для лазерного светодиода, не знаю почему, но он в несколько раз сильнее шумит чем обычный светодиод.
Ловлю луч фотоприёмником усиливаю и на осциллографе видно что лазер шумит сильнее. И лазер и светодиод подключал к одному и тому же источнику тока 4 вольт литий ионный аккумулятор + небольшое сопротивление последовательно.

Луч от лазера и светодиода были герметично закрыты, между фототранзистором и лазером или светодиодом была бумажка которая рассеивает лучи, чтобы свет мягкий был.

Цель от схемы добиться постоянного тока и чтобы лазер не шумел, в идеале должно быть как можно меньше шума.

Можно даже подумать над обратной связью от светодиода и лазера, наподобие как в линейных оптопарах.

 

[polyakov]

Кажись мне эта схема подойдёт. Но если вы знаете лучше, дайте знать.

 

[vortigont]

токовое зеркало пробовали, чем не подходит?

 

[polyakov]

токовое зеркало пробовали, чем не подходит?

Попробую, интересно. В схемы есть небольшой недостаток, при изменении напряжения ток тоже меняется. Возможно это лечится стабилитроном малошумящим TL431, типа добавить в схему. Хотя аккумуляторы медленно разряжаются малым током, так что этим недостатком можно пренебречь в моём случае, и обойтись без стабилитронов.

 

[vortigont]

ну стабилизация источника напряжения это уже другая задача, её можно решать отдельно от стабизации источника тока разными способами.

 

[Геннадий П]

Это нужно для лазерного светодиода

нагрузка немножко меняет своё сопротивление

Зачем для светодиода прецизионный стабилизатор тока?
TL431 это источник стабилизированного напряжения и в стабилизаторе тока его вряд ли получится применить.
Первое что попалось, выбирайте: Схемы стабилизаторов тока для светодиодов на транзисторах и микросхемах | Полезное своими руками (electro-shema.ru)

Это нужно для лазерного светодиода, не знаю почему, но он в несколько раз сильнее шумит чем обычный светодиод.

Научитесь пользоваться Гуглом. Вам скорее всего не помогут всякие прецизионные стабилизаторы, т.к. у вас шумит сам лазерный диод.

 

[polyakov]

Промоделировал в протеусе схему из видео на TL431 и токовое зеркало, настроил и там и там ток в районе 8 миллиампер чтобы увидеть сотые миллиампер, установил в нагрузку 500 Ом сопротивление, напряжение подавал 8 - 16 вольт. Схема на TL431 показала лучше всего, при изменении сопротивления 500 Ом, менялся один знак сотых миллиампера. А на токовом зеркале при изменении в нагрузке 500 Ом менялся ток в нагрузке от 8.66 до 8.34

Схема на TL431 победила.

 

[poty]

@polyakov, как правильно отметили выше: Вам нужен источник неизменного тока (Constant Current Source - CCS по импортному). В зависимости от силы тока это могут быть разные решения: JFET, depletion mode MOSFET с замкнутым напрямую или через сопротивление затвором и истоком, обычные MOSFET, BJT с ООС в истоке/эмиттере, с усилением ООС... Подавить шумы через обратную связь с приёмником можно, но дорого, гораздо проще правильно выбирать лазерный излучатель.

 

[poty]

@polyakov, любой источник тока имеет ограничивающие параметры. TL431 - это шунт-стабилизатор напряжения. Ссылки выше не смотрел, но подозреваю, что он используется для стабилизации смещения, а не для генерирования тока.
С другой стороны, Вам нужно учитывать температурный уход параметров, а в этом аспекте токовое зеркало - идеальный вариант, так как является самостабилизирующейся системой. В других конструкциях потребуется проработка мер по термокомпенсации.

 

[vortigont]

@polyakov, моделирование на линейную резистивную нагрузку в статике так себе затея. Вам ведь нужна стабилизация по токовым шумам на диодной ВАХ. Абсолютное значение тока в таком сценарии не столь важно. К тому же вариаций схем токовых зеркал довольно много для оптимизации под различные случаи. Тут с наскоку не скажешь что лучше/хуже.

 

[polyakov]

@vortigont,
Попробую спаять и то и другое в железе, что лучше покажет.

Но если не получится и будут шумы, то те шумы должны управлять обратной связью и глушить сами себя.
Например ловим шумы и подаём их на стабилизатор тока, чтобы он танцевал с ними в такт, в противофазе с той же амплитудой, теоретически должно глушиться если на быстродействующих схемах и правильно сделать. Что то типа обратной связи как в линейных оптопарах.
Но идеальной обратной связи не бывает, ведь она тоже работает, и даёт шумы, вот что из этого выйдёт пока не понятно.

 

[polyakov]

Спаял стабилизатор тока на TL431, на осциллографе помехи уменьшились в два раза, это хороший результат.
Но TL431 иногда бывает выдаёт какой то шум, видать потому что Китайская, выпаял TL431 из какого то блока питания и она чуть лучше работала.
Видать TL431 нужно покупать на диджикее, с алиекспресс чё то не то.

И ещё выбор транзистора, наверное стоит обратить внимание на высокочастотные малошумящие, например аудиотранзисторы, + радиатор.

 

[Геннадий П]

аудиотранзисторы

Этокак?

 

[polyakov]

@Геннадий П,

аудиотранзисторы загуглил, и не нашёл такого, думал вы поймёте.

Те что рекомендованы для усилителей C5171, C4793, например мощные транзисторы из усилителя ланзар 2SC5200, 2SA1943

 

[Геннадий П]

аудиотранзисторы загуглил, и не нашёл такого, думал вы поймёте.

Я то понял о чем речь. Это то же самое, что и аудиоконденсаторы и прочие аудио***** компоненты, а еще подставки под провода, виброгасители для колонок, аудиофильтры для USB/Ethernet и много чего еще.

 

[dina]

Не нравиться тл431 ,можете попробывать опорники от Analog Diveces или Texas Instruments.Или вообще презиционные ,но они не разумных денег стоят.

 

[polyakov]

@dina,

Годиться, можете подробней, пару названий. Пусть дорого, лишь бы работало на свои деньги.

 

[dina]

Пусть дорого, лишь бы работало на свои деньги.

Это Вам никто не гарантирует ,неизвестно насколько шумная нагрузка ,какая частота у шумов?

Источники опорного напряжения 2.5 В | купить в розницу и оптом

Предлагаем по приемлемой цене источники опорного напряжения. Товары известных производителей Texas Instruments, Analog Devices, Diodes, ST Microelectronics, Maxim. Почти 6400 товаров в каталоге на ваш выбор. Доставка по всей России, доступен самовывоз. Купить электронные компоненты любого типа...

www.chipdip.ru

или может такую балалайку приспособить https://www.ozon.ru/product/tsifrov...atchik-kalibrator-4-20ma-0-24ma-0-1561715663/ входное 0-30 в выход тока 0-24 ма пишут.

 

[polyakov]

@dina,

https://www.digikey.com/en/products/filter/power-management-pmic/voltage-reference/693?s=N4IgbCBcoJYCZRAWgIwAYUgDQgA4BdFsR8BPXAU0QEMBnAYxAF8mg

А я тут ищу. Шумы лишние далее я на выходе фильтром задавлю.

Все эти источники опорного напряжения можно ставить вместо TL431?

Я находил по толерантности, это наверное погрешность у TL431 0.4% есть, у лучших видел 0.05% и меньше.

 

[dina]

это характеристики температурного дрейфа глядеть надо ,ну или по процентам. опорник он и в африке опорник ,только корпуса и ноги разные ) я там выше ссылку дал еще на одну балалайку ,почитайте