看懂這6個提示,輕鬆搞定恆流源電源電路設計!

2020-11-22 騰訊網

　　基本的恆流源電路主要是由輸入級和輸出級構成，輸入級提供參考電流，輸出級輸出需要的恆定電流。

　　恆流源電路就是要能夠提供一個穩定的電流以保證其它電路穩定工作的基礎。即要求恆流源電路輸出恆定電流，因此作為輸出級的器件應該是具有飽和輸出電流的伏安特性。這可以採用工作於輸出電流飽和狀態的BJT或者MOSFET來實現。

　　為了保證輸出電晶體的電流穩定，就必須要滿足兩個條件：

　　a）其輸入電壓要穩定——輸入級需要是恆壓源；

　　b）輸出電晶體的輸出電阻儘量大（最好是無窮大）——輸出級需要是恆流源。

　　基本的恆流源電路，這裡依據主要組成器件的不同，可分為三類：電晶體恆流源、場效應管恆流源、集成運放恆流源等。

　　一、電晶體恆流源

　　這類恆流源以晶體三極體為主要組成器件，利用晶體三極體集電極電壓變化對電流影響小，並在電路中採用電流負反饋來提高輸出電流之恆定性，通常，還採用一定的溫度補償和穩壓措施。其基本型電路如圖1的A，B兩種類型。

　　圖1 電晶體恆流源的兩種基本類型

　　如圖1中的A圖， R1、R2分壓穩定b點電位為Vb，Re形成電流負反饋 ，輸出電流IO=（Vb-Vbe）/Re≈Vb / Re （Vb >>Vbe）。B圖的計算參考A圖。

　　提示1：圖1中的電路的不足就是電晶體的集射極間電阻一般為幾十千歐以上，當只需幾伏的工作電壓，採用這種恆流源電路 ，其等效內阻是非常大，功耗大，且精度不高。

　　實際電路中，最常用的簡易恆流源如圖2所示，用兩隻同型三極體，利用三極體相對穩定的be電壓作為基準，電流數值為：I=Vbe/R1。

　　圖2 電晶體恆流源的改進型

　　提示2：圖2的這種恆流源優點是簡單易行，而且電流的數值可以自由控制，也沒有使用特殊的元件，有利於降低產品的成本。缺點是不同型號的管子，其be電壓不是一個固定值，即使是相同型號，也有一定的個體差異。同時不同的工作電流下，這個電壓也會有一定的波動。因此不適合精密的恆流需求。

　　二、場效應管恆流源

　　由場效應電晶體作為主要組成器件的恆流電路如圖3所示 。

　　圖3 場效應管恆流源

　　圖3A ，R1，R2分壓穩定b點電位 ， Vb =R2*VCC\（R1+R2），而 Vgs=Vb-Id*RS

　　Id=Idss（ 1- Vgs*Vp）*2

　　式中Vp表示為夾斷電壓 ，Idss為飽和漏極電流。也可以去掉電源輔助迴路 ，變成一純兩端網絡 ，電路如圖3 B所示 ，由圖可得Vgs =- Id*RS

　　提示3：這種恆流源電路的場效應管為JEFT，超低噪聲，輸出電流有JEFT決定，檢測電壓與JEFT有關。

　　三，集成運放恆流源

　　為了能夠精確輸出電流，通常使用一個運放作為反饋，同時使用場效應管避免三極體的be電流導致的誤差。典型的運放恆流源如圖4所示，如果電流不需要特別精確，其中的場效應管也可以用三極體代替如圖4B。

　　如圖4B中，工作時，輸入電壓Vref與輸出電流成比例的檢測電壓，Vs（Vs=Rs*Iout）相等，

　　Is=Ib+Iout=Iout（1+1/Hfe）其中1/Hfe為誤差。

　　提示4：這個電路可以認為是恆流源的標準電路，除了足夠的精度和可調性之外，使用的元件也都是很普遍的，易於搭建和調試。只不過其中的Vin還需要用戶額外提供。

　　從以上兩個電路可以看出，恆流源有個定式，就是利用一個電壓基準，在電阻上形成固定電流。有了這個定式，恆流源的搭建就可以擴展到所有可以提供這個「電壓基準」的器件上，最典型的就是利用TL431組成的恆流源電路。

　　TL431是另外一個常用的電壓基準，利用TL431搭建的恆流源如圖5所示，其中的三極體替換為場效應管可以得到更好的精度。

　　圖4 利用TL431搭建的恆流源

　　電流計算公式為：Iout=Vref/Rs，檢測電壓根據Vref不同，即1.25V或者是2.5V不同而已。

　　提示5：這種恆流源電路，使用並聯穩壓器TL431，簡單實用且精度高。

　　有經驗的模擬電路工程師經常會用三端穩壓IC做恆流源，使用這些三端穩壓電源IC，本身精度已經很高，需要的維持電流也很小。利用三端穩壓構成恆流源，也有非常好的性價比，如圖5所示的LM317的兩種類型。

　　圖5 LM317組成的恆流源電路

　　電流計算公式為：I=V/R1，其中V是三端穩壓的穩壓數值。

　　提示6：這種結構的恆流源，不適合太小的電流，因為這個時候，三端穩壓自身的維持電流會導致較大的誤差。

　　總結

　　恆流源的實質是利用器件對電流進行反饋，動態調節設備的供電狀態，從而使得電流趨於恆定。只要能夠得到電流，就可以有效形成反饋，從而建立恆流源。

　　﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌

相關焦點

  • 一種數控恆流源電路的設計
    0 引言本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/234836.htm恆流源是能夠向負載提供恆定電流的電源，也稱作穩流源或者電流源。
  • 最基本的3種恆流源電路原理
    最近幾年，電路中對能夠提供恆定電流的電流源，要求之高也越來越任性了。要想做一個牛逼的電路硬體工程師，搞定基本的恆流源電路原理是你繞不過哦。
  • 恆流源應用電路設計方案大全
    打開APP 恆流源應用電路設計方案大全 發表於 2017-06-01 10:50:05 　　三極體和運放構成的幾種恆流源電路分析
  • 幾個步驟,搞定LED恆流驅動電源設計!
    LED燈作為一種新的照明用光源，正在逐漸得到大規模和大範圍內的應用;決定LED燈的性能和壽命的核心部分是LED恆流驅動電路，LED
  • 基於tl494的可調恆流源電路
    開關電源相對於線性電源具有效率、體積、重量等方面的優勢，尤其是隨著脈寬調製技術和諧振變換技術的不斷發展與成熟，高頻開關電源正變得更輕，更小，效率更高，也更可靠，這使得高頻開關電源成為了應用最廣泛的電源。
  • 一文看懂節能燈適用的高頻恆流LED開關電源設計
    開關電源與傳統直流電源相比具有體積小、重量輕、和效率高等優點。 　　LED開關電源與普通開關電源的區別 　　1、最明顯的區別：LED電源是恆流源，一般開關電源是恆壓源。 　　2、LED開關電源的設計難點是體積和價錢。
  • 四種恆流源電路分析
    恆流源電路就是要能夠提供一個穩定的電流以保證其它電路穩定工作的基礎。即要求恆流源電路輸出恆定電流，因此作為輸出級的器件應該是具有飽和輸出電流的伏安特性。 這可以採用工作於輸出電流飽和狀態的雙極結型電晶體或者金氧半場效電晶體來實現。
  • 4種鏡像恆流源電路分析!
    在改進型差動放大器中，用恆流源取代射極電阻RE，既為差動放大電路設置了合適的靜態工作電流，又大大增強了共模負反饋作用，使電路具有了更強的抑制共模信號的能力，且不需要很高的電源電壓，所以，恆流源和差動放大電路簡直是一對絕配！
  • 一種基於功率放大器的恆流源電路設計及實現
    傳統恆流源製作是利用二極體、三極體、集成穩壓源的特性製作的參數穩流器、串聯反饋調整型穩流電源、開關穩流源等，但往往存在著輸出電流範圍小、穩流精度不高、效率較低、可靠性較差、輸出紋波大等缺點。我們設計了一種基於AT89C51的恆流源控制系統，電流輸出0〜100A，電流精度≤2%，電壓輸出15V，能實現快速、高精度、靈活、多功能的控制要求，在斷路器可靠性試驗中提供了穩定、精確的試驗電源。
  • LED可控恆流源驅動系統設計方案
    LED的工作特性對其供電電源質量的依賴程度很大，因此實現一個高質量的供電電源對提高LED的照明質量、電能利用率、延長LED的使用壽命有著重要的意義。供電電源的穩定性主要取決於LED驅動電路設計，恆流源驅動是最佳的LED驅動方式，採用恆流源驅動，LED上流過的電流將不受電壓、環境溫度變化，以及LED參數離散性的影響，從而能保持電流恆定，充分發揮LED的各種優良特性。
  • 六種常見恆流源電路圖與解析
    打開APP 六種常見恆流源電路圖與解析 秩名 發表於 2011-07-21 11:10:15 對比幾種V/I電路，凡是沒有三極體之類的單向器件，都可以實現交流恆流，加了三極體之後就只能做單向直流恆流了。
  • 三極體與恆流源充放電電路
    NPN三極體構成的恆流源放電電路如下，給一個充好電的電容接上一個電阻，放電電流為Ic=Uc/R，由於Uc是不斷降低的，所以放電電流不是恆定的。下圖所示，為電容恆流放電電路，可以計算得到IC的值為1mA，與電容的電壓無關。
  • 基於單片機的恆流源技術研究
    （2） 由負載變化形成的 比如負載短路，負載電流會很大，電源的輸出電壓會趨於接近於零，時間一長還會燒壞電源。（3）由穩定電源本身條件促成的 構成穩定電源的元器件質量不好，參數有變化或完全失效時，就不可能有效地調節前兩種原因引起的波動。（4）元器件因受溫度、溼度等環境影響而改變性能也會影響穩定電源的輸出不穩。
  • 電源快速充電電路圖集錦 | 設計電路分享
    主電路採用運放LM324和達林頓管組成調節電路，電路設計合理，編程正確。除了完成題目要求外，電路設計了步進設置功能，可設置不同的恆流和穩壓值。恆流、恆壓充電電路：這部分電路是整個電路的核心部分，主要由D/A轉換電路，恆流、恆壓調整電路，檢測電路組成。
  • 鏡像恆流源的基本電路圖文詳解
    打開APP 鏡像恆流源的基本電路圖文詳解 發表於 2018-02-05 15:07:03 鏡像恆流源電路簡單，應用廣泛。
  • 恆流源原理
    導讀：本文主要講述的是恆流源的原理，感興趣的盆友們快來學習一下吧~~~很漲姿勢的哦~~~本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/277510.htm1.恆流源原理--簡介　　恆流源是一種輸出電流保持恆定的電流源
  • 恆流源電路的工作原理和應用詳解
    打開APP 恆流源電路的工作原理和應用詳解 發表於 2017-06-01 09:15:34 　   恆流源電路的工作原理
  • 別一直只是個菜鳥 你有必要了解一些LED恆流源電源的知識
    因此，為了讓LED能正常工作，因此一般都會在電源那裡限定LED的電流，讓輸出的電流，不會高於LED的額定電流。　　2、恆流源　　恆流源跟恆壓源不同，常規的恆壓源就是一個穩壓電源，它不管外接負載如何變化，它只是提供一個恆定的電壓輸出。這種電源肯定是不能用來給LED供電的。
  • 基於溫度補償的高溫度高精度穩定性恆流源
    在模擬電路中通常包含基準源，基準源在許多系統電路裡都是關鍵部件，其電氣特性可以直接影響到整個系統的電氣特性。在電路設計中，工程師們通常都需要一些溫度穩定性好、輸出電流大、精度高的恆流源。這些特性的恆流源，往往對電路中電阻的精度要求和溫度係數的要求很高，這對一次集成技術來說是一個難題。
  • PFC開關電源電路設計分享
    在今天的文章中，我們將會繼續就這一PFC開關電源的電路設計展開分享，下面就讓我們一起來看看吧。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201808/386962.htm恆流恆壓電路設計在這一基於LED路燈的PFC開關電源電路設計過程中，為了達到恆流恆壓的設計效果，在本方案中我們選擇使用恆流恆壓控制器件TSM101，來調節整體電路系統中的輸出電壓和電流