壓控恒流源電路設計

1、3、電流源模塊的選擇方案 方案一：由晶體管構成鏡像恒流源 一缺點在于，集電極最大輸出電流約為幾百毫安，而題目要求輸出電流為 2002000mA，因此由晶體管構成的恒流源不適合采用。 方案二：由運算放大器構成恒流電路 運算放大器構成的恒流電路擺脫了晶體管恒流電路受限于工藝參數的缺點。但是只由運放構成的恒流電路，輸出電流同樣只能達到幾十毫安，遠遠不能滿足設計要求，因此必須加上擴流電路。采用運算放大器加上擴流管構成恒流電路，既能利用運算放大器準確的特性，輸出又能達到要求。該電路的缺點之一在于電流的測量精度受到兩個晶體管的匹配程度影響，其中涉及到比較復雜的工藝參數。方案三：由運算放大器加上擴流管構成恒

2、流電路 采用高精度運算放大器 OP07，更能增加其準確的性能；采用達林頓管 TP127 進行擴流，具有很大的擴流能力，兩者結合，可以實現比較精確的恒流電路。 鑒于上面分析，本設計采用方案三。（3）恒流源電路的設計 恒流源電路如圖 8.15 所示。其中，運算放大器 U3 是一個反相加法器，一路輸入為控制信號 V1，另一路輸入為運放 U1 的輸出反饋，R8 是 U3 的反饋電阻。用達林頓管 TIP122 和 TIP127 組成推挽式電路，兩管輪流導通。U2 是電壓跟隨器，輸入阻抗高，基本沒有分流，因此流經 R2 的電流全部流入負載 RL。U1 是反相放大器，取 R14R11 時，放大倍數為-1，即

3、構成反相器。 針對運算放大器輸出電流小的不足，該電路加了擴流電路。采圖 8.15 恒流源部分電路若 U3 的輸入電壓為 Vin，根據疊加原理，有由 U2 的電壓跟隨特性和 U1 的反相特性，有 代入得到即流經 R7 的電流完全由輸入控制電壓 Vin 決定 由于 U2 的輸入端不取電流，流經負載 RL 的電流完全由輸入控制電壓 Vin 決定，實現了壓控直流電流源的功能。 由于 R7 中流過的電流就是恒流源的輸出電流，按照題目要求，輸出的直流電流需要達到 2A，這里采用康錳銅電阻絲作為電阻 R7。2壓控恒流源電路設計 壓控恒流源是系統(tǒng)的重要組成部分，它的功能是用電壓來控制電流的變化，由于系統(tǒng)對輸出

4、電流大小和精度的要求比較高，所以選好壓控恒流源電路顯得特別重要。 采用如下電路： 電路原理圖如圖 8.5 所示。該恒流源電路由運算放大器、大功率場效應管 Q1、采樣電阻 R2、負載電阻 RL 等組成。圖 8.5 壓控恒流源原理圖 電路中調整管采用大功率場效應管 IRF640。采用場效應管，更易于實現電壓線性控制電流，既能滿足輸出電流最大達到 2A 的要求，也能較好地實現電壓近似線性地控制電流。因為當場效應管工作于飽和區(qū)時，漏電流 Id 近似為電壓Ugs 控制的電流。即當 Ud 為常數時，滿足：Id=f（Ugs），只要 Ugs 不變，Id 就不變。在此電路中，R2 為取樣電阻，采用康銅絲繞制（阻值隨溫度的變化較?。?，阻值為 0.35 歐。運放采用OP-07 作為電壓跟隨器，UI=Up=Un，場效應管 Id=Is(柵極電流相對很小，可忽略不計)所以 Io=Is= Un/R2= UI/R2。正因為 Io=UI/R2，電路輸入電壓 UI 控制電流 Io，即 Io 不隨 RL 的變