所謂恒流,是一種習(xí)慣說(shuō)法,并不是電流值絕對(duì)不變,只是這種變化相對(duì)的小而已,在一個(gè)規(guī)定的工作范圍內(nèi)保持足夠的穩(wěn)定性。
經(jīng)常有人問(wèn)起,看到LED驅(qū)動(dòng)電源,不知道是恒壓源還是恒流源類型的。講正題之前,先在這里給大家講一個(gè)很實(shí)用的區(qū)分小技巧:看到一個(gè)LED驅(qū)動(dòng)電源,先看電源的名牌參數(shù)??摧敵鲭妷哼@個(gè)關(guān)鍵參數(shù):若它的電壓標(biāo)稱是一個(gè)恒定值,則是恒壓源。如果是一個(gè)范圍值,則是恒流源。比如:有一個(gè)電源它的輸出電壓是12V,就確定這個(gè)是恒壓源,如果它標(biāo)稱的是30~70V呢,那就一個(gè)恒流源。
恒流源是LED電路中經(jīng)常使用的,今天把比較常見(jiàn)的恒流源的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)整理一下,奉獻(xiàn)給eepw論壇的網(wǎng)友們分享。當(dāng)然,真正的恒流源電源都用的是這些結(jié)構(gòu)的拓展和變換類型,或者集成IC的形式。
基本的恒流源電路,這里依據(jù)主要組成器件的不同,可分為三類:晶體管恒流源、場(chǎng)效應(yīng)管恒流源、集成運(yùn)放恒流源等。
一、晶體管恒流源
這類恒流源以晶體三極管為主要組成器件,利用晶體三極管集電極電壓變化對(duì)電流影響小,并在電路中采用電流負(fù)反饋來(lái)提高輸出電流之恒定性,通常,還采用一定的溫度補(bǔ)償和穩(wěn)壓措施。其基本型電路如圖1的A,B兩種類型。
提示1:圖1中的電路的不足就是晶體管的集射極間電阻一般為幾十千歐以上,當(dāng)只需幾伏的工作電壓,采用這種恒流源電路 ,其等效內(nèi)阻是非常大,功耗大,且精度不高。
實(shí)際電路中,最常用的簡(jiǎn)易恒流源如圖2所示,用兩只同型三極管,利用三極管相對(duì)穩(wěn)定的be電壓作為基準(zhǔn),電流數(shù)值為:I=Vbe/R1。
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二、場(chǎng)效應(yīng)管恒流源
由場(chǎng)效應(yīng)晶體管作為主要組成器件的恒流電路如圖3所示。
Id=Idss( 1- Vgs*Vp)*2
式中Vp表示為夾斷電壓 ,Idss為飽和漏極電流。也可以去掉電源輔助回路 ,變成一純兩端網(wǎng)絡(luò) ,電路如圖3 B所示 ,由圖可得Vgs =- Id*RS
提示3:這種恒流源電路的場(chǎng)效應(yīng)管為JEFT,超低噪聲,輸出電流有JEFT決定,檢測(cè)電壓與JEFT有關(guān)。
三、集成運(yùn)放恒流源
為了能夠精確輸出電流,通常使用一個(gè)運(yùn)放作為反饋,同時(shí)使用場(chǎng)效應(yīng)管避免三極管的be電流導(dǎo)致的誤差。典型的運(yùn)放恒流源如圖4所示,如果電流不需要特別精確,其中的場(chǎng)效應(yīng)管也可以用三極管代替如圖4B。
如圖4B中,工作時(shí),輸入電壓Vref與輸出電流成比例的檢測(cè)電壓,Vs(Vs=Rs*Iout)相等,
Is=Ib+Iout=Iout(1+1/Hfe)其中1/Hfe為誤差。
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從以上兩個(gè)電路可以看出,恒流源有個(gè)定式,就是利用一個(gè)電壓基準(zhǔn),在電阻上形成固定電流。有了這個(gè)定式,恒流源的搭建就可以擴(kuò)展到所有可以提供這個(gè)"電壓基準(zhǔn)"的器件上,最典型的就是利用TL431組成的恒流源電路。
TL431是另外一個(gè)常用的電壓基準(zhǔn),利用TL431搭建的恒流源如圖5所示,其中的三極管替換為場(chǎng)效應(yīng)管可以得到更好的精度。
提示5:這種恒流源電路,使用并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431,簡(jiǎn)單實(shí)用且精度高。
有經(jīng)驗(yàn)的模擬電路工程師經(jīng)常會(huì)用三端穩(wěn)壓IC做恒流源,使用這些三端穩(wěn)壓電源IC,本身精度已經(jīng)很高,需要的維持電流也很小。利用三端穩(wěn)壓構(gòu)成恒流源,也有非常好的性價(jià)比,如圖5所示的LM317的兩種類型。
提示6:這種結(jié)構(gòu)的恒流源,不適合太小的電流,因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候,三端穩(wěn)壓自身的維持電流會(huì)導(dǎo)致較大的誤差。
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