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(wú)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(jiǎn)單的恒流源介紹

由兩個(gè)三極管組成的恒流源電路，如電路圖1。

圖 1

由兩個(gè)同型號(hào)的三極管，根據(jù)三極管Vbe電壓相對(duì)穩(wěn)定，以及三極管的基極電流相對(duì)集電極電流較小的特點(diǎn)，組成一個(gè)電流相對(duì)恒定的恒流源，電流Io=Vbe/R1；這個(gè)恒流源沒(méi)有用到特殊器件，兩個(gè)三極管和兩個(gè)電阻組成，成本低，電流Io可調(diào)；缺點(diǎn)是Vbe的大小會(huì)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(duì)精度要求不高的場(chǎng)合。

由TL431組成的恒流源，如電路圖3。

圖 3

TL431提供一個(gè)基準(zhǔn)電壓Vref，組成一個(gè)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。

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

以上都是一些比較常見(jiàn)的簡(jiǎn)單的恒流源，而且有一個(gè)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(gè)，還有其他類(lèi)似的恒流源，但萬(wàn)變不離其宗，都是以一個(gè)恒壓源為基準(zhǔn)組成，在此就不一 一列舉。

在應(yīng)用過(guò)程中，如果需要高精度、大電流的恒流源，可以使用一個(gè)運(yùn)放，組成一個(gè)高精度、大電流的恒流源，如電路圖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(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)；然而它們本身存在一個(gè)致命的特點(diǎn)，短路保護(hù)功能和啟動(dòng)能力存在矛盾，啟動(dòng)能力強(qiáng)，短路保護(hù)就會(huì)變差；短路保護(hù)變強(qiáng)，啟動(dòng)能力就會(huì)變?nèi)酢Ｌ貏e是在需要超寬電壓范圍輸入的情況下，啟動(dòng)能力跟短路能力更不好兼容。

舉個(gè)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(dòng)電路如圖6，電流會(huì)隨輸入電壓的變化，低壓和高壓短路時(shí)，打嗝周期會(huì)相差很大，短路功率高壓輸入時(shí)會(huì)較大；調(diào)好低壓?jiǎn)?dòng)能力和短路保護(hù)后，高壓短路保護(hù)就會(huì)變差，啟動(dòng)能力超強(qiáng)，反過(guò)來(lái)調(diào)好高壓?jiǎn)?dòng)和短路能力，低壓的短路保護(hù)能力很好，但是，啟動(dòng)能力很差，會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)不良現(xiàn)象。

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

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

圖 8