Sursele de curent constant se recomandă la alimentarea bobinelor de excitaţie ale motoarelor (pentru a avea cuplu constant) sau la încărcarea corectă şi eficientă a acumulatoarelor.
O sursă de curent constant este uneori utilă în laboratorul propriu: putem alimenta lămpi cu incandescenţă la care vrem să menţinem constantă temperatura de culoare, putem încărca acumulatoare NiCd sau putem alimenta un mic motor pas-cu-pas la cuplu constant.
In general, pentru o astfel de sursă cerinţele de precizie nu sunt la fel de înalte ca pentru sursele de tensiune, deci se poate realiza o sursă competitivă utilizând o schemă simplă, relativ ieftină, mai ales dacă se stabileşte valoarea impusă curentului prin sarcină. Ideea de bază a montajului este de a oferi la ieşire acest curent, independent de variaţiile sarcinii, în limitele impuse de tensiunea maximă de alimentare pe care o admite aceasta.
Pentru că se propune realizarea unei surse de curent de putere, se va adopta o soluţie lineară şi disiparea de putere va fi importantă. Este nevoie de un radiator eficient, cu ventilaţie forţată. Din calculatoarele uzate moral se pot recupera radiatoare prevăzute cu ventilator, foarte potrivite pentru utilizare în schema de faţă. Un bun exemplu îl reprezintă radiatorul utilizat pentru procesorul Pentium II, dar se pot folosi şi alte tipuri de radiatoare, prevăzute cu ventilator.
O schemă simplă de curent constant este cea din figura 1. Un tranzistor de putere (T1) montat ca repetor şi un stabilizator parametric cu diodă Zener (DZ1) asigură tensiunea maximă dorită la ieşire. Cu T2 şi R3 se stabilieşte curentul dorit (lo=UbeT2/R3). Schema, deşi simplă, nu este foarte performantă. 
Datorită reacţiei negative, stabilizarea curentului este mult mai bună. Curentul constant de la ieşire este lo=1,25V/R1, curentul absorbit de terminalul de reglare fiind neglijabil. în plus, circuitul este protejat intern la supratem- peratură. Schema din figura 2b asigură reglarea curentului de la zero, dar necesită componente în plus şi o asemănătoare schemei din figura 2a, dar cu componente ceva mai ieftine. Vom utiliza varianta de 1,5A a unui stabilizator monolitic reglabil, de tip LM317T (T0220), care costă cam 5Euro. Pentru un curent de ieşire de 4,5...5A mai este nevoie de câteva componente. Se va utiliza pentru creşterea curentului de ieşire un amplificator, implementat cu două tranzistoare de putere de tip MJE2955T (T0220) sau echivalente - cca. 0,8 Euro fiecare. în aceste condiţii putem 0, utiliza LM317 cu o încărcare rezonabilă, de doar 0,5A, şi pentru realizarea precisă a stabilizării.
Schema sursei de curent (preluată după [2]) este cea din figura 3. Ne propunem un curent de ieşire de 4,5A. Valoarea aceasta se poate modifica după dorinţă folosind relaţiile de calcul din figură.
Fiind o sursă de curent, tensiunea de la ieşire se va modifica în funcţie de sarcină astfel încât prin aceasta să circule curentul constant impus.
Sursa de curent constant necesită o alimentare de 14V...35V (redresat şi filtrat), capabilă să asigure curentul de ieşire fără scăderea apreciabilă a tensiunii. Tensiunea de alimentare este limitată superior de tensiunea maximă suportată de componentele din circuit (aici 35V) şi de limitele de tensiune maximă admise de sarcină. Disiparea de putere în
elementul de reglare depinde de tensiunea de intrare; se va alege valoarea minimă a acesteia care permite obţinerea curentului de ieşire. Deoarece s-a prevăzut şi un stabilizator pentru alimen
tarea ventilatorului, limita inferioară este dată de tensiunea minimă pentru care acesta mai stabilizează. Pentru un LM7812 aceasta este (la curentul relativ mic necesitat de ventilator) de 14...15V. Dacă sarcina nu suportă o tensiune aşa de mare şi se impune utilizarea unei tensiuni de alimentare mai mici, se poate înlocui V1 cu LM7805 şi M1 cu un ventilator de 5V. Tensiunea minimă de intrare coboară în acest caz către 8...9V.
Cablajul imprimat pentru schema din figura 3 este cel din figura 4. Amplasarea componentelor este cea din figura 5, iar detaliile de montare ale componentelor de putere sunt cele descrise schematic în figura 6.
Terminalele capsulelor T0220 se preformează în funcţie de înălţimea distanţierelor. Componentele semiconductoare de putere se conectează prin lipire direct pe partea placată a cablajului, apoi se montează pe radiator. Cablajul se fixează prin patru distanţiere pe radiator, la
o înălţime potrivită. Montarea regulatorului V1 trebuie făcută izolat faţă de radiator şi faţă de restul componentelor montate pe acesta. Deoarece V2 şi T1, T2 au comun terminalul conectat la capsulă, în principiu nu ar fi nevoie de elemente de izolare pentru aceste componente. Dacă radiatorul este eficient şi adăugarea izolaţiilor nu solicită termic prea mult cele trei componente, se recomandă totuşi utilizarea lor. Pentru a putea avea acces la şuruburile de fixare, în cablaj sunt practicate patru decupări rectangulare.
Pentru intrare şi pentru ieşire s-au prevăzut borne de conectare cu şurub (X5- intrare, X4-ieşire), iar pentru ventilator un conector specific ventilatoarelor montate în calculatoare (X1-la pas de 2,54mm). Există şi posibilitatea montării unui rezistor de putere mai mare, cu radiator metalic de aluminiu (vezi figura 7), în exterior, în locul rezistoarelor R4, R5, R6 (sau în combinaţie cu acestea) utilizând bornele X2, X3.
Sursa : LM138/LM338, 5-Amp Adjustable Regulators, DS009060, filă de catalog National Semiconductor, Mai 1998; Tester, Ross, Constant High-Current Source în Silicon Chip online, nr. 165
Sursa de curent constant are aplicatii multiple , in special alimentarea motoarelor de curent continuu si MPP. Mai poate fi folosita si la incarcarea acumulatorilor.
RăspundețiȘtergere