采用集成运放构成的恒流源特点分析及电路原理是什么?
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恒流源电路的基本构成包括输入级和输出级,前者提供参考电流,后者输出所需的恒定电流。由于在实际应用中往往会遇到很多问题,例如负载变化或电源波动等情况,就不能直接使用恒流模式来控制。为了确保其他电路的稳定运行,恒流源电路必须提供一个恒定的电流,这是其基础所在。在实际应用中,对恒流源电路进行设计时,必须考虑到如何使电路能满足各种使用场合的需求以及怎样选择合适的器件等问题。为了实现恒流源电路输出恒定电流的目标,作为输出级的器件,必须具备伏安特性,以满足饱和输出电流的需求。实现此目标的方法包括使用双极结型晶体管或金氧半场效晶体管,其工作状态为输出电流达到饱和。在设计时还应考虑到如何使输出晶体管的阻值尽可能小。为确保晶体管输出电流的稳定性,必须同时满足两个前提条件:输入电压必须保持稳定,即输入级必须为恒定电压源;其漏端电位不能超过允许范围——输出级需提供一定的偏置电压以维持在这个值之上。晶体管的输出电阻应当达到最大值,以确保输出级别为恒流源的要求。
晶体管构成的恒流源,被广泛应用于差动放大器的射极公共电阻、放大电路的有源负载、偏流以及脉冲产生电路的充放电电流等多种场合。由于晶体管参数受温度变化影响,通常采用温度补偿和稳压措施,或增强电流负反馈的深度以进一步稳定输出电流.2相较于晶体管恒流源,场效应管恒流源的等效内阻较小,但增加电流负反馈电阻,则能获得更好的效果。该网络采用纯两端结构,无需借助任何辅助电源,具有极高的实用价值,可替代任何一个欧姆电阻。另外,它还可用于测量交流电压与电流值之间的关系等。一般情况下,将场效应与晶体管相结合使用,可获得更佳的恒流效果。此外,由于温度对集成运放参数的影响不如对晶体管或场效应管参数的影响显著,因此由集成运放构成的恒流源具有更好的稳定性和更高的恒流性能。特别对于大功率的运算放大器而言,它能起到很好的作用。特别是负载一端需要接地且需要大电流时,恒流源电路得到了广泛的应用.4恒流源电路可实现双极性控制和差动控制,提高了它的使用灵活性.2.3恒流源电路在实践中应用恒流源能够为负载提供恒定电流电源,恒流源应用十分广泛,在很多情况下都不可或缺。在实际生活中经常需要给电池进行恒压充电。随着蓄电池端电压的逐渐升高,传统充电器进行蓄电池充电时所产生的电流将逐渐减少。如果将电池放在恒流源上进行充电,则充电电流可增加几倍甚至几十倍。为了确保恒流充电的稳定性,必须实时提升充电器的输出电压,然而,使用恒流源充电后,无需对其输出电压进行调整,从而有效降低了劳动强度,提高了生产效率。此外,恒流源还具有体积小、重量轻、便于携带及安装维护等优点,所以在工业上得到了普遍的应用。在电路测量中,恒流源被广泛应用,例如电阻器阻值的测量和分级,以及电缆电阻的测量等。此外,随着电流的稳定性提高,测量的准确性也会随之增强。因此,在电路设计上要求恒流源具有一定的稳定性。在恒流源的设计方面,有多种方法可供选择,其中最为简单的恒流电路为FET或恒流二极管,然而其电流值受限且稳定性欠佳。本文介绍一种新型的基于场效应管的恒流电路。探讨线性恒流源、开关恒流源以及集成稳压器恒流源电路的构造原理和独特特性。
1、采用集成运放构成的线性恒流源电路,由一片324的两个运放构成比较放大环节,而调整环节则由BG1和BG2三极管构成,负载电阻为RL,取样电阻为RS,基准电压为RW。在这种情况下,就可将一个运放电路分成两路,一路是输入端作为参考信号的正半管和另一相管,另一相管又分别接有接地或短路的二极管。当电源波动导致Uin降低时,负载电流减小时,取样电压US将不可避免地减小,从而导致取样电压与基准电压的差值(US-Uref)不可避免地减小。这种方法可以用于任何需要恒流源的场合。由于反相放大器UIA的特性,其输出电压Ub=(R5/R4)×Ua必然会上升,因此通过调整环节,使得US上升并恢复到其原来的稳定值,从而确保了US的电压稳定性,进而实现了电流的稳定。当Uin上升时,电路通过闭环反馈系统将US降低至其初始稳定值,从而实现电流的恒定。通过调整RW,可以实现对Uref的改变,从而实现电流值在0~4A之间的连续调节。
在运放内部电路中,确实存在一些恒流源电路,其主要作用在于优化高频特性,通过利用恒流源电路来改善共基极放大电路(高速运放)输入阻抗低的缺陷,从而使频率特性得到显著提升。2、在推挽型功率放大电路(芯片输出极)中,运用恒定电流源能够有效地抑制空载电流随温度变化的现象,从而解决热击穿这一棘手难题。3、在稳压电源(芯片)中,运用恒定电流源可有效降低纹波电压;而在差动放大电路中,则采用恒定电流源,可使两个晶体管的发射极电流总和始终保持恒定。采用此方法,可有效消除共模信号所带来的干扰影响。有助于消除温度漂移的影响,这一方法具有显著的优越性。