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[導(dǎo)讀]恒流源電路在硬件電路設(shè)計和工程領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用。那么什么是恒流源呢?

01 原理介紹&描述

運(yùn)放的虛短和虛斷


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特征描述

虛短當(dāng)運(yùn)放工作在線性放大區(qū)時,認(rèn)為同相輸入端和反相輸入端 短路 。有:Vin+ = Vin-;個人理解:放大器引腳IN+與IN-連接成一根導(dǎo)線

虛斷當(dāng)運(yùn)放工作在線性放大區(qū)時,認(rèn)為同相輸入端、反相輸入端都與運(yùn)放 斷路 ,即沒有電流流入運(yùn)放。有Vin = Vin+,I+ = 0,I- = 0;個人理解 :放大器引腳IN+、IN-引腳與PCB的連線斷開

02 恒流源描述&分析

簡單恒流源電路

簡單恒流源電路描述

恒流源電路在硬件電路設(shè)計和工程領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用。那么什么是恒流源呢?恒流源的定義:“恒流源是一個可向負(fù)載提供 恒定電流 ,即使負(fù)載阻抗發(fā)生變化時,也能保持輸出恒定電流大小電路”。

恒流源電路分析

恒流源簡單電路如下所示:


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恒流源VI電路

恒流源VI電路描述

利用電阻和運(yùn)放,組成一個電壓向電流轉(zhuǎn)換(電壓控制電流)的恒流源VI電路。該電路可以把輸入的電壓轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電流,常用于使用電壓去控制負(fù)載電流的場合。

恒流源VI電路分析

簡單恒流源VI電路如下圖所示:


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恒流源應(yīng)用場景

恒流源電路在硬件電路設(shè)計和工程領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用。諸如LED激光等恒定電流驅(qū)動、電化學(xué)分析、精密測量等領(lǐng)域。

03 恒流源VI電路示例

本小節(jié)通過一個運(yùn)算放大器+三極管組成的恒流源VI電路示例,演示恒流源VI電路的設(shè)計過程。

示例原理圖&描述

示例原理圖如下所示:


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序號描述

①主控IC輸出PWM,經(jīng)過⑤阻容濾波電路濾波后,輸出恒定的直流電壓Vin

②R1和R2組成的串聯(lián)電路,R2的對Vin的分壓V_R2作為運(yùn)放的Vin+

③R4作為負(fù)載電流的調(diào)節(jié)電阻

④三極管;要求電路精度更高,可以換成mos管

⑤電阻+電容組成的濾波電路

恒流原理分析

恒流原理

示例電路的原理為:當(dāng)采樣電阻R4的電壓變化(瞬時負(fù)載電流變化)時,直接反饋到運(yùn)放的反相輸入端,它與同相輸入端電壓的差值被運(yùn)放放大,輸出控制三極管的基極電流,改變?nèi)龢O管的內(nèi)阻,從而改變發(fā)射極與集電極間的電壓降,從而使采樣電阻的電壓保持不變,以達(dá)到負(fù)載電流恒定的目的。

恒流調(diào)節(jié)過程


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電流計算

對于上述示例原理圖,有如下計算推導(dǎo)過程:

04 文章總結(jié)

在運(yùn)放的世界中,虛短路和虛斷路的分析方法尤其重要。只要熟練掌握虛短和虛斷分析方法,運(yùn)放、三極管組成的恒流源VI電路的設(shè)計和分析就會變得簡單很多。

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