恒流源的設(shè)計

1、-李剛教授李剛教授恒流源的設(shè)計恒流源的設(shè)計張張 耀耀2014202059天津大學(xué)天津大學(xué)恒流源簡介及應(yīng)用恒流源簡介及應(yīng)用恒流源是能夠向負載提供恒定電流的電源，或者說是負載得到的電流是某個恒定值，與負載本身阻抗的大小無關(guān)。恒流源應(yīng)用廣泛，并且在多情況下必不可少。在一些輸入方面的應(yīng)用能夠有效的保護輸入器件，在一定的電壓方位內(nèi)可以起到過壓保護。例如：充電器對蓄電池充電時，為了保證恒流充電。 Tianjin University2恒流源原理分析恒流源原理分析 Tianjin University3問題一：基爾霍夫支路電壓定律問題一：基爾霍夫支路電壓定律KVL定義：在任何一個閉合回路中，各段電阻上的電壓

2、降的代數(shù)和等于電動勢的代數(shù)和，即 IR=E;從一點出發(fā)繞回路一周回到該點時，各段電壓的代數(shù)和恒等于零，即U=0。物理背景是能量守恒定律，又稱為回路電壓定律回路電壓定律。 Tianjin University4問題二：實際恒流源輸出電壓限制問題二：實際恒流源輸出電壓限制實用的恒流源，其各項特性指標(biāo)都是有限的，因此實用中的恒流源限制指標(biāo)：保證恒流輸出條件下的最大帶載阻抗或最大輸出電壓。恒流源的最大帶載能力U=IR，隨著R的增大，U也增大，但是U是又范圍的，因此存在一個最大的帶載阻抗，也存在最大的輸出電壓。 Tianjin University5恒流源設(shè)計恒流源設(shè)計設(shè)計電路圖： Tianjin Un

3、iversity6型號型號標(biāo)號標(biāo)號器件名稱器件名稱LMS58NU1：A運算放大器S9015Q1PNP型三極管S8050Q2NPN型三極管1N4735AD1穩(wěn)壓二極管1.8KR1電阻120R2電阻470R3電阻穩(wěn)流原理穩(wěn)流原理因為穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓作用，穩(wěn)壓管將A與電源間的壓降穩(wěn)定在一定數(shù)值6.2V。運放的兩個輸入端虛短，所以2、3端電壓相等，穩(wěn)壓電壓全部落在電阻R2上。Q2和Q1上流下的電流比值約為100:1，所以R2上的電流絕大部分由Q2流下供給輸出電路，輸出電流值隨穩(wěn)壓管電壓和R2電阻的變化而變化，而與外接電路無關(guān)。輸出上流過電流的計算公式為I=(VCC-UA)/R2 Tianjin Unive

4、rsity7實驗電路實物圖實驗電路實物圖 Tianjin University8焊接電路板如下圖所示：實驗結(jié)果實驗結(jié)果輸出端接入不同阻值的電阻，用萬用表測量負載兩端的電壓，實驗數(shù)據(jù)如下表所示： 表一 輸出端接入不同阻抗電阻輸出電壓 Tianjin University9帶載阻抗（）輸出電壓（V）輸出電流（mA）100.5151.0201.0351.5301.5551.6603.1051.6904.6651.71205.2243.54705.7712.31K6.16將測得的實驗數(shù)據(jù)繪制成曲線圖： Tianjin University實驗分析與討論實驗分析與討論恒流源的最大輸出電壓為小于6.2V，小于穩(wěn)壓管的壓降；因為穩(wěn)壓管的壓降為6.2V，R2的阻值選擇為120，故恒流源的線性輸出電流為50mA；由結(jié)果可知恒流源恒定電流輸出時，最大的輸出阻抗為小于120，小于R2的阻值，約為100 左右；輸出電流的大小是通過調(diào)節(jié)R2的大小來調(diào)控的，為提高輸