恒流電路在電源中的應(yīng)用

 由于市場需求，電源模塊越來越追求寬電壓輸入，寬電壓輸入就會導(dǎo)致供電電流隨輸入電壓變化而變化，為了高電壓和低電壓輸入的情況下，都能獲得恒定的供電電流，在輸入端加一個恒流電路，以獲得性能的一致性。

理想的恒流源

理想的恒流源是電流不隨輸入電壓的變化而變化，不受環(huán)境溫度的影響，內(nèi)阻無窮大。但是，實(shí)際中的恒流電路跟理想的還是存在差距，所以要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選取合適的恒流源電路。

幾種簡單的恒流源介紹

由兩個三極管組成的恒流源電路，如電路圖1

圖 1

由兩個同型號的三極管，根據(jù)三極管Vbe電壓相對穩(wěn)定，以及三極管的基極電流相對集電極電流較小的特點(diǎn)，組成一個電流相對恒定的恒流源，電流Io=Vbe/R1;這個恒流源沒有用到特殊器件，兩個三極管和兩個電阻組成，成本低，電流Io可調(diào);缺點(diǎn)是Vbe的大小會隨電流及溫度的變化而變化，電流大Vbe大，溫度低Vbe大，所以不適合用在精度要求高的地方。

由穩(wěn)壓管組成的恒流源電路，如電路圖2

圖 2

此恒流電路主要是運(yùn)用了穩(wěn)壓二極管上的電壓較穩(wěn)定特性，以及三極管Vbe的穩(wěn)定性，組成的恒流電路，Io=(Vd-Vbe)/R3;此電路優(yōu)點(diǎn)是成本低，電流可調(diào)，缺點(diǎn)是溫度特性差，穩(wěn)流精度不高，適用于對精度要求不高的場合。

由TL431組成的恒流源，如電路圖3

圖 3

TL431提供一個基準(zhǔn)電壓Vref，組成一個恒流源，電流Io=Vref/R2。

由三端穩(wěn)壓器組成的恒流源，如電路圖4

圖 4

三端穩(wěn)壓器提供一個恒定電壓Vout，組成一個恒流源，Io=Vout/R1。

以上都是一些比較常見的簡單的恒流源，而且有一個共性，穩(wěn)壓精度都不高，電流Io也不大。除了以上列舉的幾個，還有其他類似的恒流源，但萬變不離其宗，都是以一個恒壓源為基準(zhǔn)組成，在此就不一 一列舉。

在應(yīng)用過程中，如果需要高精度、大電流的恒流源，可以使用一個運(yùn)放，組成一個高精度、大電流的恒流源，如電路圖5

圖 5

使用運(yùn)放組成的恒流源，Io=Vref/R1。

恒流源在寬電壓輸入模塊中的應(yīng)用

在模塊電源中，小功率電源的短路保護(hù)一般不外接短路保護(hù)電路，這種模塊的特點(diǎn)是功率小，體積小，成本低;適合當(dāng)前競爭激烈的市場;然而它們本身存在一個致命的特點(diǎn)，短路保護(hù)功能和啟動能力存在矛盾，啟動能力強(qiáng)，短路保護(hù)就會變差;短路保護(hù)變強(qiáng)，啟動能力就會變?nèi)?。特別是在需要超寬電壓范圍輸入的情況下，啟動能力跟短路能力更不好兼容。

舉個例子，E4805UHBD-15W，18~72VDC輸入，15W輸出的模塊電源，如果是用電阻加電容組成RC啟動電路如圖6，電流會隨輸入電壓的變化，低壓和高壓短路時，打嗝周期會相差很大，短路功率高壓輸入時會較大;調(diào)好低壓啟動能力和短路保護(hù)后，高壓短路保護(hù)就會變差，啟動能力超強(qiáng)，反過來調(diào)好高壓啟動和短路能力，低壓的短路保護(hù)能力很好，但是，啟動能力很差，會出現(xiàn)啟動不良現(xiàn)象。

圖 6

為了解決以上矛盾，把啟動電路改為用一個恒定電流的電路替代，如圖7，輸入電流基本不會隨輸入電壓的變化而變化，兩種啟動電路，低壓提供相同的啟動電流，高壓短路時，第二種啟動電路的短路功耗會小很多，低壓和高壓的短路周期也會較接近。

圖 7

如圖8、9所示，是采用了恒流電路，測試的短路波形圖，用恒流電路替代電阻啟動解決了啟動和短路的矛盾。

圖 8

圖 9