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基础知识每日一题——第七十一题

高工
2014-09-19 08:51:44     打赏
活动简介:

“每日一题”是EEPW参考西电XDLab社推出的旨向初学者普及基础知识的一项活动,每天在此帖内公布“每日一题”的题目。大家可以根据自己的理解对题目进行回答和相互讨论,我们鼓励大家积极发言。第二天会给出参考答案。每天一帖,所有的题目都将汇集至此,以期方便大家查找。

 

活动宗旨:

活动目的在于通过“每日一题”让大家每天进步一点点,增强大家的基础知识,提高大家对电子制作的兴趣。我们鼓励大家积极发言,如果不懂、是菜鸟,请积极发问;如果懂、是大神,请慷慨解囊。


        今日题目:常用的几种恒流源电路有哪些?





基础知识每日一题

菜鸟
2014-09-19 09:01:37     打赏
2楼

助工
2014-09-19 09:40:24     打赏
3楼

转载下在别的地方看到的,仅转载学习用,呵呵


对比几种V/I电路,凡是没有三极管之类的单向器件,都可以实现交流恒流,加了三极管之后就只能做单向直流恒流了。当然可以用功率放大器扩展输出电流。
第四和第五种是建立在正负反馈平衡的基础上的,电阻的误差而失去平衡,会影响恒流输出特性,也就是说,输出电流会随负载变化。
而其他几种电路中电阻的误差只会影响输出电流的值,而不会影响输出特性。
如果输出电流大,或者嫌三极管的集电极电流和发射极电流不相等,可以把三极管换成MOSFET。

在工作中需要用到恒流源电路,应急中找电路图自己搭建了一个,下面是六种常见恒流源电路解析:
这几种电路都可以在负载电阻RL上获得恒流输出;
第一种由于RL浮地,一般很少用;
第二种RL是虚地,也不大使用;
第三种虽然RL浮地,但是RL一端接正电源端,比较常用;
第四种是正反馈平衡式,是由于负载RL接地而受到人们的喜爱;
第五种和第四种原理相同,只是扩大了电流的输出能力,人们在使用中常常把电阻R2取的比负载RL大的多,而省略了跟随器运放;
第六种是本人设计的对地负载的V/I转换电路;
后边两种是恒流源电路。

                   


菜鸟
2014-09-20 10:26:49     打赏
4楼
大功率的可能要用到开关电源恒流源了吧

高工
2014-09-22 09:22:12     打赏
5楼

  解答:

  恒流源电路就是要能够提供一个稳定的电流以保证其它电路稳定工作

  的基础。恒流源用处非常广泛,最常见的就是 LED 灯驱动等。

  1. 类型 1,运放+开关管+采样电阻


  在这个电路里,运放的作用是比较器,而 Rs 的作用是将电流值转化为

  电压值。当电流较大,导致 Rs 的电压大于 Vref 时,比较器输出低电平,三

  极管关断,电流开始减小;当电流较小,导致 Rs 的电压小于 Vref 时,比较

  器输出高电平,三极管打开,电流增加。由于该电路是纯模拟电路,所以信

  号反馈比较快,得到的电流也接近恒流。

  【输出电流】Iout=Vref/Rs;

  2. 类型 2,三极管+开关管+采样电阻


  在这个电路里, R1 的作用是将电流值转化为电压值,该电压值与一个

  三极管的基极压降做比较。当电流较大,导致 R1 的电压大于 Vbe 时,Q1 导

  通,Q2 的基极压降接近于 0,Q2 三极管关断,电流开始减小;当电流较小,

  导致 R1 的电压小于 Vbe 时,Q1 关断,Q2 三极管导通,电流增加。由于该电

  路是纯模拟电路,所以信号反馈比较快,得到的电流也接近恒流。

  【输出电流】Iout=Vbe/R1;

  3. 类型三,MCU(PWM、ADC)+开关管+采样电阻


  在这个电路中,用 ADC 采集采样电阻转化的电压值,经 MCU 处理之后,

  调节 PWM 的输出占空比,进而来实现恒流。调节占空比的过程,一般需要加

  入 PID,以保证精准的恒流。





菜鸟
2014-09-22 11:02:29     打赏
6楼
分析比较6种最常用恒流源电路
恒流电路有很多场合不仅需要场合输出阻抗为零的恒流源,也需要输入阻抗为无
限大的恒流源,以下是几种单极性恒流电路:

类型1:

特征:使用运放,高精度
输出电流:Iout=Vref/Rs

类型2:

特征:使用并联稳压器,简单且高精度
输出电流:Iout=Vref/Rs
检测电压:根据Vref 不同(1.25V 或2.5V)

类型3:

特征:使用晶体管,简单,低精度
输出电流:Iout=Vbe/Rs
检测电压:约0.6V

类型4:

特征:减少类型3的Vbe 的温度变化,低、中等精度,低电压检测
输出电流:Iout=Vref/Rs
检测电压:约0.1V~0.6V

类型5:

特征:使用JEFT,超低噪声
输出电流:由JEFT 决定
检测电压:与JEFT 有关
其中类型1为基本电路,工作时,输入电压Vref 与输出电流成比例的检测电压
Vs(Vs=Rs×Iout)相等,如图5所示,

图5

注:Is=IB+Iout=Iout(1+1/hFE)其中1/hFE 为误差
若输出级使用晶体管则电流检测时会产生基极电流分量这一误差,当这种情况不
允许时,可采用图6所示那样采用FET 管

图6

Is=Iout-IG
类型2,这是使用运放与Vref(2.5V)一体化的并联稳压器电路,由于这种电路
的Vref 高达2.5V,所以电源利用范围较窄
类型3,这是用晶体管代替运放的电路,由于使用晶体管的Vbe(约0.6V)替代
Vref 的电路,因此,Vbe 的温度变化毫无改变地呈现在输出中,从而的不到期望
的精度
类型4,这是利用对管补偿Vbe 随温度变化的电路,由于检测电压也低于0.1V 左
右,应此,电源利用范围很宽
类型5,这是利用J-FET 的电路,改变Rgs 可使输出电流达到漏极饱和电流IDSS,
由于噪声也很小,因此,在噪声成为问题时使用这种电路也有一定价值,在该电
路中不接RGS,则电流值变成IDSS,这样,J-FET 接成二极管形式就变成了“恒流
二极管”
以上电路都是电流吸收型电路,但除了类型2以外,若改变Vref 极性与使用的
半导体元件,则可以变成电流吐出型电路。

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