恒流源的设计

1、-李刚教授李刚教授恒流源的设计恒流源的设计恒流源简介及应用恒流源简介及应用恒流源是能够向负载提供恒定电流的电源，或者说是负载得到的电流是某个恒定值，与负载本身阻抗的大小无关。恒流源应用广泛，并且在多情况下必不可少。在一些输入方面的应用能够有效的保护输入器件，在一定的电压方位内可以起到过压保护。例如：充电器对蓄电池充电时，为了保证恒流充电。 Tianjin University2恒流源原理分析恒流源原理分析 Tianjin University3问题一：基尔霍夫支路电压定律问题一：基尔霍夫支路电压定律KVL定义：在任何一个闭合回路中，各段电阻上的电压降的代数和等于电动势的代数和，即 IR=E;从

2、一点出发绕回路一周回到该点时，各段电压的代数和恒等于零，即U=0。物理背景是能量守恒定律，又称为回路电压定律回路电压定律。 Tianjin University4问题二：实际恒流源输出电压限制问题二：实际恒流源输出电压限制实用的恒流源，其各项特性指标都是有限的，因此实用中的恒流源限制指标：保证恒流输出条件下的最大带载阻抗或最大输出电压。恒流源的最大带载能力U=IR，随着R的增大，U也增大，但是U是又范围的，因此存在一个最大的带载阻抗，也存在最大的输出电压。 Tianjin University5恒流源设计恒流源设计设计电路图： Tianjin University6型号型号标号标号器件名称器件

3、名称LMS58NU1：A运算放大器S9015Q1PNP型三极管S8050Q2NPN型三极管1N4735AD1稳压二极管1.8KR1电阻120R2电阻470R3电阻稳流原理稳流原理因为稳压管的稳压作用，稳压管将A与电源间的压降稳定在一定数值6.2V。运放的两个输入端虚短，所以2、3端电压相等，稳压电压全部落在电阻R2上。Q2和Q1上流下的电流比值约为100:1，所以R2上的电流绝大部分由Q2流下供给输出电路，输出电流值随稳压管电压和R2电阻的变化而变化，而与外接电路无关。输出上流过电流的计算公式为I=(VCC-UA)/R2 Tianjin University7实验电路实物图实验电路实物图 Ti

4、anjin University8焊接电路板如下图所示：实验结果实验结果输出端接入不同阻值的电阻，用万用表测量负载两端的电压，实验数据如下表所示： 表一 输出端接入不同阻抗电阻输出电压 Tianjin University9带载阻抗（）输出电压（V）输出电流（mA）100.5151.0201.0351.5301.5551.6603.1051.6904.6651.71205.2243.54705.7712.31K6.16将测得的实验数据绘制成曲线图： Tianjin University实验分析与讨论实验分析与讨论恒流源的最大输出电压为小于6.2V，小于稳压管的压降；因为稳压管的压降为6.2V，R2的阻值选择为120，故恒流源的线性输出电流为50mA；由结果可知恒流源恒定电流输出时，最大的输出阻抗为小于120，小于R2的阻值，约为100 左右；输出电流的大小是通过调节R2的大小来调控的，为提高输出