7805 come generatore di corrente costante

[Andrea2000]

Grazie Pietro, per la fiducia.

Allora, IC1 fornisce in uscita una d.d.p. di 5 volt tra OUT e GND. Di ciò siamo certi in quanto la tensione in ingresso è di 24 volt e, pertanto, è soddisfatta la condizione per cui, per ottenere 5 volt in uscita, la tensione di ingresso deve superare tale valore della tensione di dropout (che per il 7805 è di 2 volt, se non ricordo male).

Se ciò è vero, in R1 scorre una corrente di 50 mA che si dirige verso sud e si unisce alla corrente di quiescenza pari a circa 5 mA.

[MarcoD]

OK. La corrente di 50 + 5 mA carica il condensatore C1,
come cresce la V di TP1 rispetto a massa ?
Quanto vale e quale è l'influenza della corrente di ingresso nel IC2 ?

[Andrea2000]

come cresce la V di TP1 rispetto a massa ?

Credo con una qualche legge esponenziale, visto che a tale tensione contribuisce, anche se in parte, il condensatore stesso. Ma non riesco a capire esattamente come.

Quanto vale e quale è l'influenza della corrente di ingresso nel IC2 ?

Mi servirebbe sapere qual è l'impedenza di ingresso del 7805. Ho cercato, in rete, ma senza successo.

Quello che posso sicuramente affermare è che, a condensatore scarico, tutta la corrente fluirà in C1 in quanto questo viene visto come un corto circuito.
Poi, però, al trascorrere del tempo, tale flusso di corrente verso C1 diverrà sempre meno importante fino ad annullarsi del tutto: C1 tende a divenire un circuito aperto.

E quindi questa corrente dovrà fluire da qualche altra parte. Credo che una parte l'assorbirà il comparatore. Però ho molti dubbi e non riesco a procedere oltre.

Grazie Marco.

[MarcoD]

Andrea, ti rispondo in modo enigmatico, in modo da non toglierti il piacere di arrivare da solo alle risposte corrette.

Credo con una qualche legge esponenziale, visto che a tale tensione contribuisce, anche se in parte, il condensatore stesso.

In modo generico si, nel caso particolare è una legge semplice, quale?

Quanto vale e quale è l'influenza della corrente di ingresso nel IC2 ?

La corrente in ingresso è uguale alla somma delle correnti in uscita. E' lo stesso circuito di IC1,
cambia solo il valore di R.

a condensatore scarico, tutta la corrente fluirà in C1 in quanto questo viene visto come un corto circuito. Poi, però, al trascorrere del tempo, tale flusso di corrente verso C1 diverrà sempre meno importante

entro certi limiti NO.

Credo che una parte l'assorbirà il comparatore.

Il comparatore è come uno strumento di misura o un calcolatore (comparatore ), assorbe pochissimo.

[Andrea2000]

In modo generico si, nel caso particolare è una legge semplice, quale?

dove E dovrebbe essere pari a 5 volt e la costante di tempo, invece, dovrebbe essere:



Il valore della resistenza equivalente si trova mettendosi ai capi di C1 ed osservando la resistenza che tale condensatore vede ai suoi capi "alla Thevenin".

In questo caso dovrebbe trattarsi di quattro contributi:
a. R1
b. la resistenza che si osserva verso IC1 dal terminale GND (di cui non ho idea)
c. la resistenza offerta dal comparatore (che, presumo, debba essere molto alta, visto il basso assorbimento)
d. la resistenza equivalente vista osservando verso l'ingresso di IC2.

La corrente in ingresso è uguale alla somma delle correnti in uscita. E' lo stesso circuito di IC1,
cambia solo il valore di R.

E qui mi viene subito una domanda: quando il BJT è in saturazione (sulla base dell'esito della comparazione eseguita dall'operazionale) il collettore dovrebbe assorbire una corrente di circa 100 mA (un po' meno se si considera la caduta tra collettore ed emettitore di qualche decimo di volt). Ma IC2 riesce a fornire una tale corrente?

Grazie per il vostro tempo.

[PietroBaima]

Mi sa che ti sbagli, per il condensatore...

La legge che lega tensione e corrente, per un condensatore, è , se tu imponi una corrente costante (di 50 mA, in questo caso, più una corrente di quiescenza poco prevedibile, che tu hai convenzionalmente posto a 5 mA) hai che:


Questo significa che hai una derivata di una tensione rispetto al tempo uguale ad una costante (che quindi deve essere costante... pure lei) per cui la tensione deve essere una rampa rispetto al tempo, cosí:



Che puó essere crescente o decrescente a seconda del segno della corrente.
Con i valori del mio circuito ti deve venire che la tensione sul condensatore cresce di 50 V ogni millisecondo. (Ho trascurato la I di quiescenza, poi ti spiego perché)


EDIT: corretto errore idiota. Come vedi mi ero sbagliato pure io, sul condensatore (grazie MarcoD)

[MarcoD]

quando il BJT è in saturazione (sulla base dell'esito della comparazione eseguita dall'operazionale) il collettore dovrebbe assorbire una corrente di circa 100 mA (un po' meno se si considera la caduta tra collettore ed emettitore di qualche decimo di volt No, sempre 100 mA sono ). Ma IC2 riesce a fornire una tale corrente?

La domanda è interessante. La risposta è probabilmente si. Adeguatamente dissipato può erogare fino a 1 A.

Se alimentato a 24 V con corrente di 0,1 A, al peggio dissipa 24 x 0,1 = 2,4 W
Non è poco, occorre montarlo su un dissipatore di calore.
Però vedrai che la tensione VTP non salirà mai a lungo sopra ai 12 V, per cui la potenza
dissipata sarà al massimo inferiore a 1,2 W, Poi scommetto che quella media sarà molto meno.

[PietroBaima]

Ho moltiplicato per t, invece dovevo dividere. Appena posso correggo. Sorry

EDIT:corretto

[Andrea2000]

Si, ho sbagliato: l'idea che mi ero fatto era che l'uscita del 7805 (una volta appurato che la tensione all'ingresso fosse maggiore di circa 7 volt) potesse essere assimilata ad un generatore (quasi) ideale di tensione con una f.e.m. equivalente di 5 volt ed una resistenza interna di qualche ohm. A quel punto, un tale generatore collegato ad un resistore e ad un condensatore avrebbe necessariamente prodotto una crescita della tensione ai capi del condensatore di tipo esponenziale.
E invece no! perché il circuito equivalente è quello proposto da elfo. Circuito che, appunto, forza la circolazione di una corrente costante.

[Andrea2000]

Se alimentato a 24 V con corrente di 0,1 A, al peggio dissipa 24 x 0,1 = 2,4 W

Ma ti riferisci ad IC1 oppure ad IC2? Io non ne facevo una questione di potenza (che, comunque, anche quella deve necessariamente essere analizzata), ne facevo una questione di corrente.

Comunque, la domanda credo che debba essere: che tensione c'è all'ingresso di IC2? Dovrebbe essere la tensione ai capi di C1. Ma questa, come ha dimostrato Pietro, è una rampa crescente con pendenza 50000 [V/s] (o 50 [V/ms]). Una rampa che, evidentemente, non può crescere all'infinito: prima o poi interverranno fenomeni di saturazione.