Эх. Вы бы сперва разобрались с более простой схемой, а уже потом говорили, что вам подходит. Я за вами наблюдаю уже достаточно давно, и в упор не понимаю, почему вы не хотите разбираться в сути, а ищите готовое решение...
Налицо непонимание работы ОУ в принципе и закона Ома.
Схема эта ничем по принципу работы не отличается от той, что приводят в учебниках:
https://tinyurl.com/2yahhns6
Каков самый главный принцип работы ОУ? Не знаете. А звучит он так -- ОУ пытается
ВЫРОВНЯТЬ потенциал на своих входах посредством
ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ (ООС). Это значит, что если у вас есть петля ООС и вы, скажем, подали на вход "+" 1В, то посредством этой самой ООС операционный усилитель на своём выходе выставит такое напряжение, при котором на входе "-" тоже будет 1 В.
Это всё, что нужно знать о работе ОУ.
Возвращаемся к схеме. Если на входе "+" будет 1 В, и мы видим что ООС есть (Выход ОУ - транзистор - токосъёмный резистор - вход "-"), это значит, что на входе "-" так же будет 1 В.
Что из этого следует?
А то, что через резистор будет протекать такой ток, который создаст падение напряжения на нём в 1 В.
А это значит, что транзистор открыт так, что пропускает через себя именно такой ток.
А это уже значит, что ОУ подаёт на затвор транзистора такое напряжение, при котором транзистор открывается именно так.
Ведь цель ОУ -- сделать потенциал на входе "-" равным потенциалу входа "+".
Вот это и есть принцип работы стабилизатора (источника) тока на ОУ.
Нагрузка же включается в цепь стока (коллектора), и стоит понимать, что она будет не заземлена -- у вас это разъём ХР2.
На вашей схеме явная ошибка -- диод VD2 анодом подключен к стоку транзистора, хотя должен быть подключен к плюсу источника питания.
Разъём ХР3 вам нужен, если вы хотите контролировать ток при помощи АЦП, например, и вам надо знать его текущее значение.
Схемы не с небес приходят, их делают люди под конкретную задачу и искать схему, которая вам подойдет, не разбираясь в вопросе -- глупо.
Что вы должны знать при разработке такой схемы?
- максимальный ток в нагрузке;
- диапазон управляемых напряжений;
- максимальное падение напряжения на нагрузке и напряжение питания;
- диапазон управляемых напряжений;
- режим работы схемы (перменный или постоянный);
- требуемые точностные характеристики схемы;
Зная эти условия, вы должны найти компромисс. Если у вас ток, скажем 10 А, а вы выбрали токосъемный резистор 1 Ом, то это явно перебор. Ведь при таком токе, на нём будет падать
10 В, а рассеиваемая мощность будет
100 Вт!
Вы должны исходить из мощности токосъёмника. Скажем, если допустимо использовать резистор мощностью 1 Вт, то учитывая некоторый запас, можно прикинуть его номинал -- например 5 мОм. При токе в 10 А на нём будет падать 50 мВ. Это означает, что сигнал на входе у вас должен быть от 0 до 50 мВ.
Теперь вы переходите к следующему шагу -- согласованию управляющего сигнала.
Допустим, вы хотите управлять источником тока с ЦАПа. При этом, знаете, что выходное напряжение ЦАП от 0 до 3 В.
Для этого вы подбираете номиналы делителя напряжения на входе, чтобы из 3 В на входе схемы получалось 50 мВ:
https://tinyurl.com/2689aufo
Разобравшись с этим, вы должны прикинуть, хватит ли вам напряжения питания. Для этого вы должны знать падение напряжения на нагрузке. Например, пусть оно будет 2 В.
Чтобы прикинуть оптимальное напряжение питания, вам нужно сложить максимальное падение на токосъемном резисторе, падение напряжения на полевике при полностью открытом канале (+ некоторый запас, т.к. полевик от нагрева проводит хуже) и плюс то самое падение на нагрузке. Сопротивление канала транзистора можно посмотреть в даташите. Я возьму от балды для примера -- 10 мОм, с запасом в 1,5.
Итак, при токе в 10 А, на резисторе упадёт 50 мВ, на транзисторе упадёт 0,01 Ом * 1,5 * 10 А = 150 мВ и на самой нагрузке 2 В, итого: 0,05 + 0,15 + 2 = 2,2 В. Т. е. оптимально было бы для нашего примера, если бы на плюсовой вывод нагрузки подавалось около 2,2 В или чуть выше.
Здесь нужно понимать, что бОльшее напряжение питания вызовет излишнее падение на транзисторе, из-за чего он будет перегреваться, а меньшее напряжение питания не позволит на полную "раскачать" нагрузку.
Это только один конкретный случай я описал, но суть та же -- вы должны понимать, что делаете.
В приведённой вами схеме есть еще один недостаток -- отсутствие каких-либо цепей, препятствующий самовозбуждению схемы. Ведь у вас в цепи ООС присутствует ОУ, который вносит свою задержку. Пока по всей цепи ООС дойдет сигнал с выхода на вход "-" верхнего ОУ, условия уже поменяются, и ОУ снова начнёт изменять значение на выходе, и сигнал по ветви ООС опять будет "устаревшим" -- схема самовозбудится, т.к. ОУ всегда будет пытаться выровнять потенциалы и всегда будет некоторый момент запаздывания. Поэтому я бы сделал некоторую частотную коррекцию схемы в своём примере:
https://tinyurl.com/262s8e84
В общем, появилась RC-цепь между выходом и токосъёмным резистором. Номиналы можете взять примерно такие же, при условии, что режим работы схемы постоянный, а не переменный. С переменным придётся подбирать номиналы RC-цепочки и выбирать ОУ с достаточно быстрой скоростью нарастания выходного сигнала, естественно опираясь на нужное быстродействие.
Даллее следует учесть момент входного напряжения смещения ОУ. Если критично, чтобы в нагрузке не протекал ток, когда на управляющем входе 0 В, то нужно добавить некотрую коррекцию напряжения смещения (как известно, напряжение смещения можно представить как источник напряжения, включенный последовательно с входом ОУ):
https://tinyurl.com/2bl87tus
Здесь я добавил источник 5 мВ, чтобы сымитировать напряжение смещения ОУ и это привело к тому, что при 0 В на входе схемы в нагрузке протекает ток 1 А! А это недопустимо.
Для коррекции нужно добавить некоторое смещение и на вход "-":
https://tinyurl.com/2cq64z7t
Мне пришлось подключить резистор между 5 В и входом "-", чтобы добиться незначительного тока в нагрузке. Более того, пришось подгонять номинал верхнего резистора делителя напряжения (59 кОм -> 58 кОм), чтобы максимальный ток в нагрузке мог снова достигать 10 А.
Т. е. столько нюансов, а вы хотите без понимания сути взять готовое и чтобы работало. И это ещё далеко не всё.
Можете взять за пример приведенную мной в итоге схему и подогнать под свои условия. И не стоит ставить ОУ в ООС, если вы не понимаете что делаете, иначе заколебётесь глюки ловить.
Дальше уже расписывать не буду, т. к. пошёл спать. Доброй ночи.
Простой
