Интервью директора компании «А-КОНТРАКТ» М. В. Поляничко, опубликованное в журнале «Электроника НТБ» №2, 2021
Выставка ЭкспоЭлектроника пройдет с 13 по 15 апреля 2021 г в МВЦ «Крокус Экспо» павильон 3, зал 14 (Москва). Приглашаем на наш стенд B8077.
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