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一文读懂恒流源电路模块设计_电压_电流

神尊大人 2025-01-06 01:03:55 0

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一、集成运放构成的线性恒流源

采取集成运放构成的线性恒流源 电路构成如图所示,两个运放(一片324)构成比较放大环节, BG1、BG2三极管构成调度环节, RL 为负载电阻, RS为取样电阻, RW为电路供应基准电压。
事情事理:如果由于电源颠簸使Uin降落,从而使负载电流减小时,则取样电压US一定减小,从而使取样电压与基准电压的差值(US- Uref)一定减小。
由于UIA为反相放大器,因此其输出电压Ub=(R5/R4)×Ua一定升高,从而通过调度环节使US升高规复到原来的稳定值,担保了US的电压稳定,从而使电流稳定。
当Uin升高时,事理与前类同,电路通过闭环反馈系统使US低落到原来的稳定值,从而使电流恒定。
调度RW,则改变Uref,可使电流值在0~4A之间连续可调。

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二、采取开关电源的开关恒流源

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(图片来自网络侵删)

采取开关电源的开关恒流源电路构成如图2.3.2所示。
BG1为开关管,BG2为驱动管, RL为负载电阻, RS为取样电 阻, SG35 24为脉宽调制掌握器, L1、E2、E3、E4为储能元件, RW供应基准电压Uref。
图采取开关电源的开关恒流源事情事理:减小开关器件的导通损耗和开关损耗是提高电路效率的关键。
为此,器件选择饱和压降小、频率特性好的开关三极管和肖特基续流二极管。

扼流圈L1的磁芯上再绕一个附加线圈,利用电磁反馈降落开关三极管的饱和压降,并采取合理的构造设计,使电路的分布参数得到有效的掌握。
当电源电压降落或负载电阻RL 降落时,则取样电阻RS 上的电压也将减少,则SG3524的12、13管脚输出方波的占空比增大,从而使BG1导通韶光变长,使电压U0回升到原来的稳定值。
BG1关断后,储能元件L1、E2、E3、E4担保负载上的电压不变。
当输入电源电压增大或负载电阻值增大引起U0增大时,事理与前类同,电路通过闭环反馈系统使U0低落到原来的稳定值,从而达到稳定负载电流IL 的目的。

三、采取集成稳压器构成的开关恒流源

采取集成稳压器构成的开关恒流源 电路构成如图所示。
MC7805为三端固定式集成稳压器,RL 为负载电阻,RW为可调电阻器。
事情事理:固定式集成稳压器事情在悬浮状态,在输出端2和公共端3之间接入一电位器RW,从而形成一固定恒流源。
调节RW,可以改变电流的大小,其输出电流为:IL=( Uout/RW) +Iq式中Iq 为MC7805的静态电流,小于10m A。
当RW较小即输出电流较大时,可以忽略Iq。
当负载电阻RL 变革时,MC7 8 05用改变自身压差来坚持通过负载的电流不变。

RW 的确定:RW 的值可由RW=Uout/IL 确定。
因Uout=5 V,IL=0.5~2A,因此确定的取值范围为2.5~10Ω。
输出电压和负载变革范围的确定:根据设计哀求,本例的输出电压U0=10V。
由于恒流源的输出电流可调范围为0.5~2A,因此相应的负载变革范围为5~20Ω。
以上几种恒流源构造大略,可靠性高,调度方便,在科研中已得到了运用。
个中线性恒流源适用于蓄电池的恒流放电,开关恒流源适用于蓄电池的恒流充电,集成稳压器构成的恒流源适用于电阻丈量等。

四、压控恒流源电路设计

压控恒流源电路设计 压控恒流源是系统的主要组成部分,它的功能是用电压来掌握电流的变革,由于系统对输出电流大小和精度的哀求比较高,以是选好压控恒流源电路显得特殊主要。
采取如下电路:电路事理图如图2.4.3所示。
该恒流源电路由运算放大器、大功率场效应管Q1、采样电阻R2、负载电阻RL等组成1、硬件设计。

电路中调度管采取大功率场效应管IRF640。
采取场效应管,更易于实现电压线性掌握电流,既能知足输出电流最大达到2A的哀求,也能较好地实现电压近似线性地掌握电流。
由于当场效应监工作于饱和区时,泄电流Id近似为电压Ugs掌握的电流。
即当Ud为常数时,知足:Id=f(Ugs),只要Ugs不变,Id就不变。
在此电路中,R2为取样电阻,采取康铜丝绕制(阻值随温度的变革较小),阻值为0.35欧。
运放采取OP-07作为电压跟随器, UI=Up=Un,场效应管Id=Is(栅极电流相对很小,可忽略不计) 以是Io=Is= Un/R2= UI/R2。
正由于Io=UI/R2,电路输入电压UI掌握电流Io,即Io不随RL的变革而变革, 从而实现压控恒流。
同时,由设计哀求可知:由于输出电压变革的范围U〈=10V,Iomax=2A,可以得出负载电阻RLmax=5欧。

五、电源电路设计

本系统对电源有较高的哀求。
设计电源时既要担保电源的高稳定度,也要担保电源能输出大于2A的电流,故本系统采取三级管1264来扩流而且在利用电源时必须充分考虑电源的效率。
电源电路如图所示,此电源电路采取了LM317和LM337,其输出电压是连续可调的,输出电压调到为+15V和-15V来供给硬件电路利用,个中-15V的电源是供运放利用的,不须要扩流;而+15V的电源的负载电流哀求不低于2A,以是采取三级1264来扩流。
其余用LM7805产生+5V的电压供凌阳SPCE061A单片机利用。

线性恒流源、开关恒流源,可靠性高,调度方便,在科研中已得到了运用。
个中线性恒流源适用于蓄电池的恒流放电,开关恒流源适用于蓄电池的恒流充电,集成稳压器构成的恒流源适用于电阻丈量等。
SPCE061A单片机作为中心掌握器,本系统有功能强、性能可靠、体积小、电路大略的特点。
本系统最小可步进1mA ,精度也比较高。
输出电流范围较宽。
,硬件部分中采样电阻的热稳定性要较好,硬件中的核心模块为压控恒流源,其核心元件采取场效应管其性能和稳定性均高于三极管

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