恒流源就是一個能輸出恒定電流�電源� 主要用于檢測�繼電�、塑�斷路�、小型短路器及需要設(shè)定額定電�、動作電�、短路保護電流等生產(chǎn)場合�
恒流源分為流�(Current Source)和流�(Current Sink)兩種形式�
1.最簡單的恒流源,就是用一只恒流二極管。實際上,恒流二極管的應(yīng)用是比較少的,除了因為恒流二極管的恒流特性并不是非常好之�,電流規(guī)格比較少,價格比較貴也是重要原因�
2.最常用的簡易恒流源如圖(1) 所示,用兩只同型三極管,利用三極管相對�(wěn)定的be電壓作為基準(zhǔn)�電流�(shù)值為:I = Vbe/R1�
這種恒流源優(yōu)點是簡單易行,而且電流的數(shù)值可以自由控�,也沒有使用特殊的元件,有利于降低產(chǎn)品的成本。缺點是不同型號的管�,其be電壓不是一個固定�,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�,這個電壓也會有一定的波動。因此不適合精密的恒流需��
3.為了能夠精確輸出電流,通常使用一個運放作為反�,同時使用場效應(yīng)管避免三極管的be電流�(dǎo)致的誤差。典型的運放恒流源如�(2)所示,如果電流不需要特別精�,其中的場效�(yīng)管也可以用三極管代替�
電流計算公式為:I = Vin/R1
這個電路可以認為是恒流源的�(biāo)�(zhǔn)電路,除了足夠的精度和可�(diào)性之�,使用的元件也都是很普遍�,易于搭建和�(diào)�。只不過其中的Vin還需要用戶額外提��
從以上兩個電路可以看�,恒流源有個定�,就是利用一個電壓基�(zhǔn),在電阻上形成固定電�。有了這個定式,恒流源的搭建就可以擴展到所有可以提供這個“電壓基�(zhǔn)”的器件��
4.最簡單的電壓基�(zhǔn),就是穩(wěn)壓二極管,利用穩(wěn)壓二極管和一只三極管,可以搭建一個更簡易的恒流源,如�(3)所��
電流計算公式為:I = (Vd-Vbe)/R1
5.TL431是另外一個常用的電壓基準(zhǔn),利用TL431搭建的恒流源如圖(4)所�,其中的三極管替換為場效�(yīng)管可以得到更好的精度
電流計算公式為:I = 2.5/R1
6.事實上,所有的三端�(wěn)�,都是很不錯的電壓源,而且三端�(wěn)壓的精度已經(jīng)很高,需要的維持電流也很�。利用三端穩(wěn)壓構(gòu)成恒流源,也有非常好的性價�,如�(5)所�。這種�(jié)�(gòu)的恒流源,不適合太小的電�,因為這個時�,三端穩(wěn)壓自身的維持電流會導(dǎo)致較大的誤差。電流計算公式為:I = V/R1,其中V是三端穩(wěn)壓的�(wěn)壓數(shù)值�
7.實際的電路中,有一些特殊的�(jié)�(gòu),也可以提供很好的恒流特性,最典型的就是一個很高的電壓通過一個電阻在一個低壓設(shè)備上形成電流,如�(6),這個恒流源的精�,取決于高壓的精確度和低壓設(shè)備本身導(dǎo)致的電壓波動。在一些開�(guān)電源電路�,這個結(jié)�(gòu)用來給三極管提供偏置電流�
電流計算公式為: I = Vin/R1
值得一提的�,以上這些恒流源并不都適合安培以上級別的恒流應(yīng)�,因為電阻上面太大的電流會導(dǎo)致發(fā)熱嚴(yán)��
�(2)可以通過使用更小的電阻來降低這個熱�,不過在單電源供電模式下,多�(shù)運放都不能有效檢測和輸出接近地或者Vcc的電壓,因此必須使用特殊的器件才能達到要�。有個簡單的辦法是通過一個穩(wěn)壓器件(�(wěn)壓管,或者TL431等)偏置電阻上面的電�,使得這個電壓進入運放的檢測范��
恒流源的實質(zhì)是利用器件對電流進行反饋,動�(tài)�(diào)節(jié)�(shè)備的供電狀�(tài),從而使得電流趨于恒�。只要能夠得到電流,就可以有效形成反�,從而建立恒流源�
8.能夠進行電流反饋的器件,還有電流互感�,或者利用霍爾元件對電流回路上某些器件的磁場進行反饋,也可以利用回路上的�(fā)光器件(例如光電耦合�,發(fā) 光管等)進行反饋。這些方式都能夠構(gòu)成有效的恒流�,而且更適合大電流等特殊場�,不過因為這些實現(xiàn)形式的電路都比較�(fù)雜,這里就不一一介紹��
一般而言 ,按照恒流源電路主要組成器件的不同,可分為三類 :晶體管恒流源、場效應(yīng)管恒流源、集成運放恒流源�
?、儆删w管構(gòu)成的恒流源,廣泛地用作差動放大器的射極公共電� ,或作為放大電路的有源負載,或作為偏流使用,也可以作為脈沖�(chǎn)生電路的充放電電� ,由于晶體管參�(shù)受溫度變化影� ,大多采用了溫度補償及�(wěn)壓措� ,或增強電流負反饋的深度以進一步穩(wěn)定輸出電��
②場效應(yīng)管恒流源較之晶體管恒流源 ,其等效內(nèi)阻較� ,但增大電流負反饋電阻 ,場效�(yīng)管恒流源會取得更好的效果 .且無需輔助電源 ,是一個純兩端�(wǎng)�(luò) ,這種工作方式十分有用 ,可以用來代替任意一個歐姆電� .通常 ,將場效應(yīng)和晶體管配合使用 ,其恒流效果會更佳�
③由于溫度對集成運放參數(shù)影響不如對晶體管或場效應(yīng)管參�(shù)影響之顯� ,由集成運放構(gòu)成的恒流源具有穩(wěn)定性更� ,恒流性能更高之優(yōu)� .尤其在負載一端需接地 ,要求大電流的場合 ,獲得了廣泛應(yīng)��
?、芎懔髟措娐?,既可以實�(xiàn)雙極性控� ,又可以實�(xiàn)差動控制 ,增強了其使用靈活性�
電路�(gòu)成如圖所� ,兩個運� (一� 324)�(gòu)成比較放大環(huán)節(jié) , BG1、BG2三極管構(gòu)成調(diào)整環(huán)節(jié) , RL 為負載電� , RS為取樣電� , RW為電路提供基�(zhǔn)電壓。工作原� :如果由于電源波動� Uin降低 ,從而使負載電流減小� ,則取樣電� US必然減小 ,從而使取樣電壓與基�(zhǔn)電壓的差� (US- Uref)必然減小。由� UIA為反相放大器 ,因此其輸出電壓Ub=(R5/R4)×Ua 必然升高 ,從而通過�(diào)整環(huán)節(jié)� US升高恢復(fù)到原來的�(wěn)定� ,保證� US的電壓穩(wěn)� ,從而使電流�(wěn)定。當(dāng) Uin升高� ,原理與前類同 ,電路通過閉環(huán)反饋系統(tǒng)� US下降到原來的�(wěn)定� ,從而使電流恒定。調(diào)� RW,則改� Uref,可使電流值在 0� 4A之間連續(xù)可調(diào)�
IL=R2×Uref/[(R2+R3)×RS]
� 采用集成運放的線性恒流源
維庫電子通,電子知識,一查百��
已收錄詞�153979�