常用恆流源電路


圖1

圖2

 

 

圖3

圖4

 分析圖四

記ΔU=R5兩端電壓,R1=R3,R2=R4

ΔU=Vo*R2/R1(自己推導)

ΔU電壓固定,電流I=ΔU/R5也固定(此處為流過R5電流)

負載大小要求

ΔU+I*(R6+R7)<VCC,負載上電壓加ΔU不能超過運放最大輸出電壓,VCC即運放能輸出的最大的電壓,軌對軌運放一般等於運放供電電壓,非軌對軌運放一般VCC-1.2V,需要查看運放說明書共模輸出項。

圖3負載其實只有R6,但如果沒有R7,會導致負載在很小的時候,恆流源輸出的不是一個穩定值,因為U1B正反饋這個運放沒有正常工作,可以看到負載到100歐姆左右,才為UB1+提供了100mV的正常工作電壓。

 

 所以R7起到了一個運放正常工作的電壓,相應負載能力也會較少100歐姆,但可以適當配置R7將負載參考電壓提到合適的位置。

添加R7后

 

 那么負載能力和恆流源電流大小怎么計算配置?

選定電流大小,Vo比例縮小后除以R5,但是此時負載能力與選擇放大倍數有關。

ΔU+I*(R6+R7)<VCC,這個式子里,R7可以很小,只要I*R7可以為正反饋提供一個正常工作電壓就好,一般幾mV。R6是負載不可控。只能降低ΔU。

 

I=ΔU/R5=Vo*增益/R5。降低ΔU的同時同比例降低R5就可以控制電流I不變。

還有就是提高VCC運放最大輸出能力,這樣負載可以提高很高。

VCC=5V,R7=100歐,恆流I=1mA。負載分析如下:運放只能輸出到3.8V,lm2904是一款軌對軌的運放。

 

 

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如何提高恆流源電流大小,一般運放最大輸出電流才20mA,想要提高恆流源大小,可以采用圖1的方法。

注意事項:

圖1,三極管壓降Vbe=0.73V左右,一般電流源大於20mA就可以采用這種電路,VCC運放采用15V供電,負載能力大概在(15V-0.73-ΔU)/20mA=700歐左右,加上R7又損失一點負載能力。所以大恆大電流源想要帶大負載,需要較高的VCC。

電流選擇100mA,負載基本就只要350歐了。

 三級管前的電阻需要很小,雖然三極管B極電流一般只有0.7mA,如果R比較大,還是會損失一點壓降,並損失一點負載能力,當然R可以去掉。

至於圖2,正反饋回路不采用運放跟隨,這樣會有一部分電流流失,恆流源精度下降,並隨着負載升高,電流損失越來越大,當負載固定時,還是恆定的電流,特殊場合可以使用:1,精度不高,電流源變化可忽略,2,比例測量,只要求電流恆定,不要求電流具體數值。

 


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