В июле 2021 года А-КОНТРАКТ празднует своё 20-летие!
При поддержке А-КОНТРАКТ в журнале «Компоненты и Технологии» № 5’2021 опубликована новая статья «Надежда умирает последней»*
Для тестирования блоков питания или аккумуляторов, как правило, необходима нагрузка от источника постоянного тока. Но время от времени появляется необходимость выяснить, как поведёт себя устройство при резистивной нагрузке. В этой ситуации применение потенциометра большой мощности является слишком дорогостоящим решением. Альтернативой может служить схема на Рис. 1, которую можно применить в качестве мощного резистора, подключаемого между клеммами P1 и P2.
Рисунок 1. Сопротивление канала MOSFET изменяется, выполняя функцию переменного резистора.
Для того, чтобы получить представление о принципе функционирования этой схемы, необходимо представить, что операционный усилитель идеален и что общее сопротивление R2 и R3 превышает сопротивление мощного резистора (на рисунке не показан). R2 и R3 образуют делитель, выходное напряжение которого равно:
Напряжение на R1 остаётся равным опорному напряжению VREF благодаря операционному усилителю. В таком случае ток через резистор R1 будет соответствовать выражению:
Подставляя первое выражение во второе, получаем:
Если отбросить значение тока, идущего через R2 и R3, то ток резистора будет равен входному току в соответствии с формулой:
Эта формула показывает линейную зависимость входного тока от входного напряжения. Таким образом, схема между клеммами P1 и P2 ведет себя как резистор. Тогда формула приобретает вид:
где
– коэффициент, больший единицы, на который умножается R1. Если осуществить замену сопротивления R2 или R3 на потенциометр, схема будет представлять собой переменный резистор. Цена подходящего для этой схемы транзистора и резистора R1 совместно с прочими компонентами ниже, чем у переменного резистора, способного рассеивать такую же мощность.
Рисунок 2. Эту схему легко собрать на макетной плате.
Но схема обладает рядом ограничений. Так, она работает с входным напряжением лишь одной полярности. Это может сделать невозможным её использование в некоторых приложениях. Также следует иметь ввиду, что минимально достижимое сопротивление эквивалентного резистора равно сумме сопротивления R1 и минимального сопротивления открытого транзистора. Есть также и другие факторы, которые оказывают влияние на линейность схемы: смещение операционного усилителя, сопротивления резисторов R2 и R3 и входное напряжение. При этом параметры устройства всё равно продолжают оставаться на высоком уровне, даже при использовании дешёвых компонентов. В зависимости от диапазона входных напряжений операционного усилителя, схема требует внешнего двуполярного источника питания. Рисунке 2 демонстрирует изображение образца смонтированной и протестированной схемы с мощным транзистором без радиатора, для изменения эквивалентного сопротивления которой используется потенциометр.
Источник: rlocman.ru