晶体管/场效应管/集成运放恒流源电路设计
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LED电源的工程师经常提及“恒流”驱动，其实，在很多电子设备中，有许多用电设备要求供给的电流(而不是电压)保持恒定。一般把这种能够向负载提供恒定电流的电源称为恒流源。所谓恒流，是一种习惯说法，并不是电流值绝对不变，只是这种变化相对的小而已，在一个规定的工作范围内保持足够的稳定性。 经常有人问起，看到LED驱动电源，不知道是恒压源还是恒流源类型的。讲正题之前，先在这里给大家讲一个很实用的区分小技巧：看到一个LED驱动电源，先看电源的名牌参数。看输出电压这个关键参数：若它的电压标称是一个恒定值，则是恒压源。如果是一个范围值，则是恒流源。比如：有一个电源它的输出电压是12V，就确定这个是恒压源，如果它标称的是30～70V呢，那就一个恒流源。 恒流源是LED电路中经常使用的，今天把比较常见的恒流源的基本结构和特点整理一下，奉献给eepw论坛的网友们分享。当然，真正的恒流源电源都用的是这些结构的拓展和变换类型，或者集成IC的形式。 基本的恒流源电路，这里依据主要组成器件的不同，可分为三类：晶体管恒流源、场效应管恒流源、集成运放恒流源等。 一、 晶体管恒流源 这类恒流源以晶体三极管为主要组成器件，利用晶体三极管集电极电压变化对电流影响小，并在电路中采用电流负反馈来提高输出电流之恒定性，通常，还采用一定的温度补偿和稳压措施。其基本型电路如图1的A，B两种类型。
图1 晶体管恒流源的两种基本类型 如图1中的A图， R1、R2分压稳定b点电位为Vb，Re形成电流负反馈 ,输出电流IO=(Vb-Vbe)/Re≈Vb / Re (Vb >>Vbe)。B图的计算参考A图。 提示1： 图1中的电路的不足就是晶体管的集射极间电阻一般为几十千欧以上，当只需几伏的工作电压，采用这种恒流源电路 ,其等效内阻是非常大，功耗大，且精度不高。 实际电路中，最常用的简易恒流源如图2所示，用两只同型三极管，利用三极管相对稳定的be电压作为基准，电流数值为：I=Vbe/R1。
图2 晶体管恒流源的改进型 提示2： 图2的这种恒流源优点是简单易行，而且电流的数值可以自由控制，也没有使用特殊的元件，有利于降低产品的成本。缺点是不同型号的管子，其be 电压不是一个固定值，即使是相同型号，也有一定的个体差异。同时不同的工作电流下，这个电压也会有一定的波动。因此不适合精密的恒流需求。 二、场效应管恒流源 由场效应晶体管作为主要组成器件的恒流电路如图3所示
图3 场效应管恒流源 图3A ,R1,R2分压稳定b点电位 , Vb =R2*VCC(R1 R2)，而 Vgs=Vb-Id*RS Id=Idss( 1- Vgs*Vp)*2
式中Vp表示为夹断电压 ，Idss为饱和漏极电流。也可以去掉电源辅助回路 ,变成一纯两端网络 ,电路如图3 B所示 ,由图可得Vgs =- Id*RS 这种恒流源电路的场效应管为JEFT，超低噪声，输出电流有JEFT决定，检测电压与JEFT有关。 |
