source de courant avec mosfet

[invite3a63fd08]

Bonjour à tous,

J'ai réalisé une source de courant réglable à partir d'un transistor MOSFET afin de générer un courant indépendant de la tension de charge. J'ai réalisé la simulation comme ci dessous:

source courant mosfet.jpg

Tout fonctionne mais quand j'ai maquetté la solution, j'ai une légère différence au niveau du courant et je n'atteint pas les 3A mais 2.85A:

mesures charge.PNG

J'ai trouvé que plus je diminue la valeur de R4 plus l'erreur diminue, est ce que quelqu'un c'est pourquoi ? Je pense que c'est parce que mon AOP ou mon MOSFET n'est pas parfait mais je ne sais pas quelle caractéristique provoque cette erreur: Vgsmin, Rdson, input offset de l'AOP, courant de fuite ?

par exemple pour R4=0.25ohms et donc R1=5.6kohms (pour garder le même courant max) j'arrive à atteindre 2.933A.

merci d'avance de vos réponses !
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[inviteede7e2b6]

en première analyse , je dirais que ton AOP fonctionne avec un régime de mode commun bien trop sévére.

une alim négative d'icelui devrait améliorer les choses.

[invite3a63fd08]

J'ai pris l'AOP TS912ID et le mosfet IRL2203NPBF.

Du coup pour bien choisir mon AOP, quelles sont les caractéristiques que je dois prendre en compte ?

[inviteede7e2b6]

c'est pas un problo d'AOP particulier mais de fondamentaux....

essaye de mette une alim négative (quelques volts) pour "symétriser" ton AOP

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite3a63fd08]

Mais du coup en quoi le fait de diminuer R4 améliore les résultats ?

[Tropique]

Avec quelle tension V1 fais-tu les mesures?

[invite3a63fd08]

La valeur typique de V1 est 5V.

[inviteede7e2b6]

aux valeurs élevées de courant , avec 5 volts d'alim , ton montage "manque de marge"

[Tropique]

La valeur typique de V1 est 5V.

Normalement, ça devrait fonctionner. Il faudrait faire des mesures pour diagnostiquer la nature du problème. La tension de sortie de l'AOP, et également la tension différentielle d'entrée, pour voir s'il sort de son mode linéaire.
On peut soupçonner un cablage non-idéal, ou éventuellement des oscillations parasites. Il faut faire les mesures à l'oscillo, pour être sûr de ne pas rater ce genre de souci

[bobflux]

L'AOP est un rail to rail en entrée et sortie.

Avec R4=0.5 ohm, V1=5V et I=3A il reste 3.5V de Vds... moins si R3 est effectivement présente dans le circuit. Et quand l'AOP est au taquet (sortie à 5V) il reste seulement 3.5V de Vgs.

Vu la datasheet du MOS, il se pourrait bien que dans ces conditions, il ait besoin d'un Vgs plus élevé.

Le premier truc que je vérifierais est donc si la sortie de l'AOP sature.

[invite119bb10f]

Le problème vient bien de ta R4 ! En effet, pour que la gate sature, elle se réfère à la source comme point de repère, s'il te faut 5 volt pour un état passant total (rdson min) la MOS va donc devoir recevoir une tension sur sa gate 5v supérieur à sa source ... en plus, la valeur de rdson n'est pas linéairement dépendant de la tension sur la gate, mais suis une courbe parabolique, si pour 4,5v sur la gate tu as 10mOhm tu serais bien surpris de l'écart de rdson si tu appliquais seulement 4v

Conclusion approche ta source le plus près possible de la masse (car avec 3 amp qui passe tu as une tension à la gate de Vgate-1,5V)
Il faut donc en tenir compte dans tes calcules si tes 3 amp sont important

[invite3a63fd08]

Merci pour vos réponse, je viens de voir les dernières ! J'ai baissé la valeur de R4 à0.1ohm.

Quand tu dis d'approcher ma source le plus près possible de la masse, je ne comprends pas, tu parles physiquement ? en quoi cela va améliorer les performances ?

Sinon, sachant que tu n'as pratiquement aucune doc avec les valeurs réelles de Rdson sur toute la gamme, comment je peux palier à ce problème, je peux quantifier cette erreur ou est ce que je dois prendre simplement de la marge ?

[invite119bb10f]

Personellement, je suprimerais R4 afin de connecter la masse directement à la source du MOS.
De plus le datasheet annonce 10 mOhm pour une tension à la gate de 4.5 V.

Au vu des graphiques du datasheet http://pdf1.alldatasheet.fr/datashee...L2203NPBF.html

Si tu as 3.5V pour Vds ça devrait aller pour tirer 3amp avec Vgs sup à 3V, cependant ta Rdson n'est pas garantie minimum, il n'y a pas de graphique montrant son évolution pour les conditions dans lesquelles ton MOS va travailler, cependant, Rdson augmente avec Ids, diminue avec Vgs et dans la Fig 1 pour Vgs = 3v pour Vds = 3.5V tu peux monter à 12 amp, donc je dirais que ta Rdson dois etre proche des 10-20mOhm ( ! c'est mon ressenti vu qu'il n'y a pas de graphique montrant son évolution)

Bref essaie déjà sans R4 normalement ton erreur devrait être beaucoup plus faible, si ton erreur t'ennuie toujours essaie alors d'augmenter Vgs

[invitee05a3fcc]

Personellement, je suprimerais R4 afin de connecter la masse directement à la source du MOS.

Ca c'est futé comme réponse ! On supprime le shunt de mesure .... et tu régules comment le courant?

Tu n'as rien pigé au fonctionnement du montage .

[invite119bb10f]

Effectivement je ne m'y connais pas du tout en AOP et je ne m'en cache pas, c'est vrai que vu comme ça, ça complique le problème.
Cependant Rdson dépend de Vgs qui diminue en fonction de l'augmentation de courant, vu que si 3 A passe par R4(= 0.5), et que tu mets 3 volts sur Vgs, le MOS lui ne vera que 1,5 volt sur Vgs vu que la ddp sur R4 = 1,5V, donc la ddp entre gate et source vaudra Vgs-Vr4 = 3-1.5 = 1.5V, tout ce que je conseils alors est de diminuer R4 et de s'arranger pour envoyer un peu plus sur Vgs

Merci pour ce petit rappel à l'ordre qui m'a permis de comprendre ce schéma en entier

[Tropique]

La première priorité n'est pas de s’intéresser à R4 (ou d'écouter des conseils moyennement éclairés), mais de savoir ou en est l'AOP, cf. Bobfuck et moi-même.
Une fois que le diagnostic sera posé, il sera temps de voir quoi faire. Sans savoir où l'on va, ce n'est même pas la peine, autant mettre directement la source du MOS à la masse et laisser le dieu des composants reconnaître les siens