常用恒流源电路
图1
图2
图3
图4
分析图四
记ΔU=R5两端电压,R1=R3,R2=R4
ΔU=Vo*R2/R1(自己推导)
ΔU电压固定,电流I=ΔU/R5也固定(此处为流过R5电流)
负载大小要求
ΔU+I*(R6+R7)<VCC,负载上电压加ΔU不能超过运放最大输出电压,VCC即运放能输出的最大的电压,轨对轨运放一般等于运放供电电压,非轨对轨运放一般VCC-1.2V,需要查看运放说明书共模输出项。
图3负载其实只有R6,但如果没有R7,会导致负载在很小的时候,恒流源输出的不是一个稳定值,因为U1B正反馈这个运放没有正常工作,可以看到负载到100欧姆左右,才为UB1+提供了100mV的正常工作电压。
所以R7起到了一个运放正常工作的电压,相应负载能力也会较少100欧姆,但可以适当配置R7将负载参考电压提到合适的位置。
添加R7后
那么负载能力和恒流源电流大小怎么计算配置?
选定电流大小,Vo比例缩小后除以R5,但是此时负载能力与选择放大倍数有关。
ΔU+I*(R6+R7)<VCC,这个式子里,R7可以很小,只要I*R7可以为正反馈提供一个正常工作电压就好,一般几mV。R6是负载不可控。只能降低ΔU。
I=ΔU/R5=Vo*增益/R5。降低ΔU的同时同比例降低R5就可以控制电流I不变。
还有就是提高VCC运放最大输出能力,这样负载可以提高很高。
VCC=5V,R7=100欧,恒流I=1mA。负载分析如下:运放只能输出到3.8V,lm2904是一款轨对轨的运放。
-----------------------------------------
如何提高恒流源电流大小,一般运放最大输出电流才20mA,想要提高恒流源大小,可以采用图1的方法。
注意事项:
图1,三极管压降Vbe=0.73V左右,一般电流源大于20mA就可以采用这种电路,VCC运放采用15V供电,负载能力大概在(15V-0.73-ΔU)/20mA=700欧左右,加上R7又损失一点负载能力。所以大恒大电流源想要带大负载,需要较高的VCC。
电流选择100mA,负载基本就只要350欧了。
三级管前的电阻需要很小,虽然三极管B极电流一般只有0.7mA,如果R比较大,还是会损失一点压降,并损失一点负载能力,当然R可以去掉。
至于图2,正反馈回路不采用运放跟随,这样会有一部分电流流失,恒流源精度下降,并随着负载升高,电流损失越来越大,当负载固定时,还是恒定的电流,特殊场合可以使用:1,精度不高,电流源变化可忽略,2,比例测量,只要求电流恒定,不要求电流具体数值。