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恒流�
閱讀�38406�(shí)間:2010-11-02 15:44:43

  恒流源就是一�(gè)能輸出恒定電流的電源� 主要用于檢測(cè)�繼電�、塑�斷路�、小型短路器及需要設(shè)定額定電�、動(dòng)作電流、短路保�(hù)電流等生�(chǎn)�(chǎng)��

常見的幾�

  恒流源分為流�(Current Source)和流�(Current Sink)兩種形式�

  1.最�(jiǎn)單的恒流源,就是用一只恒流二極管。實(shí)際上,恒流二極管的應(yīng)用是比較少的,除了因?yàn)楹懔鞫O管的恒流特性并不是非常好之�,電流規(guī)格比較少,價(jià)格比較貴也是重要原因�

  2.最常用的簡(jiǎn)易恒流源如圖(1) 所�,用兩只同型三極�,利用三極管相對(duì)�(wěn)定的be電壓作為基準(zhǔn)�電流�(shù)值為:I = Vbe/R1�

簡(jiǎn)易恒流源

  這種恒流源優(yōu)�(diǎn)是簡(jiǎn)單易�,而且電流的數(shù)值可以自由控�,也沒有使用特殊的元�,有利于降低�(chǎn)品的成本。缺�(diǎn)是不同型�(hào)的管子,其be電壓不是一�(gè)固定�,即使是相同型號(hào),也有一定的�(gè)體差�。同�(shí)不同的工作電流下,這�(gè)電壓也會(huì)有一定的波動(dòng)。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�(gè)�(yùn)放作為反�,同�(shí)使用�(chǎng)效應(yīng)管避免三極管的be電流�(dǎo)致的誤差。典型的�(yùn)放恒流源如圖(2)所�,如果電流不需要特別精�,其中的�(chǎng)效應(yīng)管也可以用三極管代替�

典型的運(yùn)放恒流源

  電流�(jì)算公式為:I = Vin/R1

  這�(gè)電路可以�(rèn)為是恒流源的�(biāo)�(zhǔn)電路,除了足夠的精度和可�(diào)性之外,使用的元件也都是很普遍的,易于搭建和�(diào)�。只不過其中的Vin還需要用戶額外提供�

  從以上兩�(gè)電路可以看出,恒流源有�(gè)定式,就是利用一�(gè)電壓基準(zhǔn),在電阻上形成固定電�。有了這�(gè)定式,恒流源的搭建就可以�(kuò)展到所有可以提供這�(gè)“電壓基�(zhǔn)”的器件��

  4.最�(jiǎn)單的電壓基準(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�(gè)更簡(jiǎn)易的恒流�,如�(3)所示�

  電流�(jì)算公式為:I = (Vd-Vbe)/R1

  5.TL431是另外一�(gè)常用的電壓基�(zhǔn),利用TL431搭建的恒流源如圖(4)所�,其中的三極管替換為�(chǎng)效應(yīng)管可以得到更好的精度

TL431搭建的恒流源

  電流�(jì)算公式為:I = 2.5/R1

  6.事實(shí)上,所有的三端�(wěn)�,都是很不錯(cuò)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(jià)�,如�(5)所�。這種�(jié)�(gòu)的恒流源,不適合太小的電�,因?yàn)檫@�(gè)�(shí)候,三端�(wěn)壓自身的維持電流�(huì)�(dǎo)致較大的誤差。電流計(jì)算公式為:I = V/R1,其中V是三端穩(wěn)壓的�(wěn)壓數(shù)��

三端穩(wěn)壓構(gòu)成恒流源

  7.�(shí)際的電路�,有一些特殊的�(jié)�(gòu),也可以提供很好的恒流特�,最典型的就是一�(gè)很高的電壓通過一�(gè)電阻在一�(gè)低壓�(shè)備上形成電流,如�(6),這�(gè)恒流源的精度,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(dòng)。在一些開�(guān)電源電路中,這�(gè)�(jié)�(gòu)用來(lái)給三極管提供偏置電流�

恒流源電路圖

  電流�(jì)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�(jí)別的恒流�(yīng)用,�?yàn)殡娮枭厦嫣蟮碾娏鲿?huì)�(dǎo)致發(fā)熱嚴(yán)��

  �(2)可以通過使用更小的電阻來(lái)降低這�(gè)熱量,不過在單電源供電模式下,多�(shù)�(yùn)放都不能有效檢測(cè)和輸出接近地或者Vcc的電�,因此必須使用特殊的器件才能�(dá)到要求。有�(gè)�(jiǎn)單的辦法是通過一�(gè)�(wěn)壓器件(�(wěn)壓管,或者TL431等)偏置電阻上面的電壓,使得這�(gè)電壓�(jìn)入運(yùn)放的檢測(cè)范圍�

  恒流源的�(shí)�(zhì)是利用器件對(duì)電流�(jìn)行反�,動(dòng)�(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�(jìn)行電流反饋的器件,還有電流互感器,或者利用霍爾元件對(duì)電流回路上某些器件的磁場(chǎng)�(jìn)行反�,也可以利用回路上的�(fā)光器件(例如光電耦合器,�(fā) 光管等)�(jìn)行反�。這些方式都能夠構(gòu)成有效的恒流源,而且更適合大電流等特殊場(chǎng)�,不過因?yàn)檫@些實(shí)�(xiàn)形式的電路都比較�(fù)�,這里就不一一介紹��

分類

  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(chǎng)效應(yīng)管恒流源、集成運(yùn)放恒流源�

各種特點(diǎn)

 ?、儆删w管構(gòu)成的恒流源,廣泛地用作差�(dòng)放大器的射極公共電阻 ,或作為放大電路的有源�(fù)�,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(bǔ)償及�(wěn)壓措� ,或增�(qiáng)電流�(fù)反饋的深度以�(jìn)一步穩(wěn)定輸出電��

 ?、趫?chǎng)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(fù)反饋電阻 ,�(chǎng)效應(yīng)管恒流源�(huì)取得更好的效� .且無(wú)需輔助電源 ,是一�(gè)純兩端網(wǎng)�(luò) ,這種工作方式十分有用 ,可以用來(lái)代替任意一�(gè)歐姆電阻 .通常 ,將場(chǎng)效應(yīng)和晶體管配合使用 ,其恒流效果會(huì)更佳�

  ③由于溫度對(duì)集成�(yùn)放參�(shù)影響不如�(duì)晶體管或�(chǎng)效應(yīng)管參�(shù)影響之顯� ,由集成運(yùn)放構(gòu)成的恒流源具有穩(wěn)定性更� ,恒流性能更高之優(yōu)�(diǎn) .尤其在負(fù)載一端需接地 ,要求大電流的�(chǎng)� ,獲得了廣泛應(yīng)��

  ④恒流源電路 ,既可以實(shí)�(xiàn)雙極性控� ,又可以實(shí)�(xiàn)差動(dòng)控制 ,增強(qiáng)了其使用靈活��

采用集成�(yùn)放構(gòu)成的線性電路圖

  電路�(gòu)成如圖所� ,兩�(gè)�(yùn)� (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(fù)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(dòng)� Uin降低 ,從而使�(fù)載電流減小時(shí) ,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�(lái)的穩(wěn)定� ,保證� US的電壓穩(wěn)� ,從而使電流�(wěn)定。當(dāng) Uin升高�(shí) ,原理與前類同 ,電路通過閉環(huán)反饋系統(tǒng)� US下降到原�(lái)的穩(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(yùn)放的線性恒流源

  � 采用集成�(yùn)放的線性恒流源

維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��

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