恒流源電路探討

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1、目錄中文摘要Abstract1引言2基本恒流源電路2.1恒流源基礎(chǔ)知識(shí)2.1.1恒流源介紹2.12恒流源的原理和特點(diǎn)2.1.3流源的分類2.1.3.1晶體管恒流源2.1.3.2場(chǎng)效應(yīng)管恒流源2.1.3.3集成運(yùn)放恒流源2.2總結(jié)各種恒流源特點(diǎn)2.3恒流源實(shí)際電路設(shè)計(jì)2.3.1采用集成運(yùn)放構(gòu)成的線性恒流源2.3.2采用開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)恒流源2.3.3采用集成穩(wěn)壓器構(gòu)成的開(kāi)關(guān)恒流源2.4單片機(jī)控制的數(shù)控直流恒流源3結(jié)論致謝73幾種簡(jiǎn)單的恒流源電路LED節(jié)能燈DIY電路圖LED基礎(chǔ)知識(shí)及恒流恒壓電路匯總第一章引言　隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展,恒定電流

2、源的應(yīng)用將十分重要，如機(jī)器人、工業(yè)自動(dòng)化、衛(wèi)星通信、電力通訊、智能化儀器儀表以及其它數(shù)字控制等方面都迫切需要應(yīng)用恒定電流器件，因此,研究和開(kāi)發(fā)恒流器件具有十分重要的意義。許多場(chǎng)合,尤其是高精度測(cè)控系統(tǒng)需要高精度的電壓源與電流源。微電子工藝的高度發(fā)展,給我們提供了許多小型化、集成化的高精度電壓源,但電流源,特別是工作電流大的高精度電流源仍需使用者自行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。恒流源是能夠向負(fù)載提供恒定電流的電源,因此恒流源的應(yīng)用范圍非常廣泛,并且在許多情況下是必不可少的。例如在用通常的充電器對(duì)蓄電池充電時(shí),隨著蓄電池端電壓的逐漸升高,充電電流就會(huì)相應(yīng)減少

3、。為了保證恒流充電,必須隨時(shí)提高充電器的輸出電壓,但采用恒流源充電后就可以不必調(diào)整其輸出電壓,從而使勞動(dòng)強(qiáng)度降低,生產(chǎn)效率得到了提高。恒流源還被廣泛用于測(cè)量電路中,例如電阻器阻值的測(cè)量和分級(jí),電纜電阻的測(cè)量等,且電流越穩(wěn)定,測(cè)量就越準(zhǔn)確。本論文主要概括了恒流源的基本概念，并設(shè)計(jì)出幾種不同要求的恒流源，運(yùn)用了SPCE061A單片機(jī)設(shè)計(jì)出新型數(shù)控恒流源，具有高穩(wěn)定性和高靈敏性。對(duì)以往恒流源進(jìn)行了改進(jìn)創(chuàng)新。第二章基本恒流源電路2.1恒流源基礎(chǔ)知識(shí)基本恒流源電路是恒流源電路的基本組成，是分析恒流源電路的基礎(chǔ)。732.1.1恒流源介紹恒流源,是一

4、種能向負(fù)載提供恒定電流之電路.它既可以為各種放大電路提供偏流以穩(wěn)定其靜態(tài)工作點(diǎn),又可以作為其有源負(fù)載,以提高放大倍數(shù).并且在差動(dòng)放大電路、脈沖產(chǎn)生電路中得到了廣泛應(yīng)用.過(guò)一定的論述.然而,對(duì)各種恒流電路之對(duì)比分析,各自應(yīng)用特點(diǎn),以及需要改進(jìn)的方面,還有待進(jìn)一步研究,本文就來(lái)探討這些問(wèn)題.2.1.2恒流源的原理和特點(diǎn)2.1.3恒流源的分類一般而言,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.下面分別予以說(shuō)明.2.1.3.1　晶體管恒流源這類恒流源以晶體三極管為主要組成器件,利用晶體三極管集電

5、極電壓變化對(duì)電流影響小,并在電路中采用電流負(fù)反饋來(lái)提高輸出電流之恒定性.通常,還采用一定的溫度補(bǔ)償和穩(wěn)壓措施.其基本型電路如圖2.1.3.1所示.73　圖2.1.3.1基本型電路　　　　　　　　　　　　　　　圖2.1.3.2改進(jìn)型電路　　　　　　　?。?、Ｒ2分壓穩(wěn)定Ｂ點(diǎn)電位,Ｒｅ形成電流負(fù)反饋,輸出電流Ｉ0=（Ｖｂ-ＶＢＥ）/Ｒｅ≈Ｖｂ/Ｒｅ(ＶＢ>>ＶＢＥ).且其等效內(nèi)阻[4]為:　　　　　　?。颍椋睿?ｒｃｅ[1+βＲｅ（Ｒｂ+ｒｂｅ+Ｒｅ）]（1）式中ｒｃｅ為晶體管Ｔ集射極間電阻,一般為幾十千歐以上;ｒｂｅ為晶體管Ｔ輸入電阻,一

6、般為幾千歐左右;Ｒｂ=Ｒ1//Ｒ2.若設(shè)Ｒｅ=5ｋΩ,Ｒｂ=10ｋΩ,晶體管參數(shù)ｒｃｅ=100ｋΩ,β=100,ｒｂｅ=2.6ｋΩ.可得到ｒｉｎｔ=100×1+100×5/（10+2.6+5）=3ＭΩ可見(jiàn),只需幾伏的工作電壓,采用一個(gè)晶體管,其等效內(nèi)阻是非常巨大的.為了減小溫度變化對(duì)晶體管參數(shù)的影響進(jìn)而影響輸出電流的恒定性,可采用圖2.1.3.2所示改進(jìn)型電路.圖2.1.3.2(ａ)中,二極管Ｄ作溫度補(bǔ)償,抵銷溫度變化對(duì)晶體管Ｔ參數(shù)Ｖｂｅ的影響.為了更好地解決管子溫度特性一致的問(wèn)題,圖2.1.3.2(ｂ)中,三極管Ｔ1接成二極管的形式.

7、有時(shí),為了減小電源電壓波動(dòng)對(duì)輸出電流之影響,圖2.1.3.2(ｃ)中采用了穩(wěn)壓管Ｄｚ進(jìn)行穩(wěn)壓.圖2.1.3.2(ｂ)中,流過(guò)基準(zhǔn)電阻Ｒ的電流ＩＲ與輸出電流Ｉ0的關(guān)系[1]為:Ｉ0/ＩＲ=Ｒ2/Ｒ1,故又稱為比例電流源.若令Ｒ1=Ｒ2或都為零,則Ｉ0=ＩＲ,稱為鏡像電流源.若令Ｒ1=0,則可得到微安量級(jí)的輸出電流,稱之為微電流源,主要應(yīng)用于需要提供微小偏流的場(chǎng)合.有時(shí),要實(shí)現(xiàn)輸出電流可控,且極性可正可負(fù)的恒流源,可采用圖2.1.3.3所示電路圖Ｖｉ為輸入控制電壓,三極管Ｔ1、Ｔ2參數(shù)一致.當(dāng)Ｖｉ=0時(shí),Ｉ1=Ｉ2,Ｉ0=0;Ｖｉ>0時(shí),Ｉ

8、1<Ｉ2,Ｉ0<0;Ｖｉ<0時(shí),Ｉ1>Ｉ2,Ｉ0>0;且由圖2.1.3.3可得V+Vi-VBE2V-Vi-Vbe1圖2.1.3.3雙極性恒流源I。=4I2=4ReRe.因而Ｉ0=Ｉ1-Ｉ2=-Vi/2Rc.