恒流源电路探讨.doc

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1、22222222222源.2.4单片机控制的数控百•流恒流源3结论致谢恒流源电路探讨中文摘要Abstract2基木怛流源电1恒流源基础知识1.1恒流源介绍12恒流源的原理和特点1.3流源的分类1.3.1晶体管恒流源1.3.3集成运放恒流源2总结各种恒流源特点2.1.3.2场效应管恒流源33.13.2采用开关电源的开关恒流源3.3采用集成稳压器构成的开关恒流第一章引言随着现代技术的发展，恒定电流源的应川将十分重要，如机器人、工业自动化、卫星通信、电力通讯、智能化仪器仪表以及其它数字控制等方血都迫切需要应用恒定电流器件，因此，

2、硏究和开发恒流器件具有十分重要的意义。许多场合，尤其是高耕度测控系统需要高耕度的电压源与电流源。微电子工艺的高度发展，给我们提供了许多小型化、集成化的高精度电压源，但电流源，特别是丁作电流人的高精度电流源仍需使川者自行设计实现。恒流源是能够向负载提供恒定电流的电源，因此怛流源的应用范I韦I非常广泛，并J1在许多情况下是必不可少的。例如在用通常的充电器对蓄电池充电时，随着蓄电池端电压的逐渐升高，充电电流就会相应减少。为了保证恒流充电，必须随时提高充电器的输出电压，但采川恒流源充电后就可以不必调整具输出电压，从而使劳动强度降低，

3、生产效率得到了提高。恒流源还被广泛用于测量电路屮，例如电阻器阻值的测量和分级，电缆电阻的测量等，且电流越稳定，测量就越准确。本论文主要概括了恒流源的基木概念，并设计出儿种不同要求的恒流源，运用了SPCE061A单片机设计出新型数控恒流源，具有高稳定性和高灵敏性。对以往恒流源进行了改进创新。第二章基木恒流源电路2.1恒流源基础知识基木恒流源电路是恒流源电路的基木组成，是分析悝流源电路的基础。2.1.1恒流源介绍恒流源，是一种能向负载提供恒定电流之电路•它既可以为各种放人电路提供偏流以稳定其静态工作点，又可以作为其有源负载，以提

4、高放人倍数•并且在差动放人电路、脉冲产生电路屮得到了广泛应用・过一定的论述•然而，对各种恒流电路之对比分析，各自应用特点，以及需要改进的方血，还有待进一步研究，本文就來探讨这些问题・2.1.2恒流源的原理和特点22.1.3恒流源的分类一般而言，按照恒流源电路主要组•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.下血分别予以说明•2.1.3.1晶体管恒流源这类恒流源以晶体二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來提高输出电流之协定性.通常，还采用-•定的

5、温度补偿和稳压措施•其基木型电路如图2.1.3.1所示图2.1.3.1基木型电路图2.1.3.2改进型电路Rl、R2分压稳定B点电位，Re形成电流负反馈，输出电流10二(Vb-VBE)/Reb/Re(VB»VBE).且其等效内阻[4]为：rint=rce[1+BRe(Rb+rbe+Re)](1)式屮rce为晶体管T集射极间电阻，一•般为几十千欧以上；rbe为晶体管T输入电阻，一般为几千欧左右；Rb二R1//R2.若设Re二5kQ,Rb=10kQ,晶体管参数rce=100kQ,P=100,rbe=2.6kQ.可得到rint=1

6、00X1+100X5/(10+2.6+5)=3MQ可见，只需几伏的工作电压，釆用一个晶体管，其等效内阻是非常巨人的.为了减小温度变化对晶体管参数的影响进而影响输出电流的恒定性，可采用图2.1.3.2所示改进型电路.图2.1.3.2(a)中，二极管D作温度补偿，抵销温度变化对晶体管T参数Vbe的影响•为了更好地解决管子温度特性一致的问题，图2.1.3.2(b)中，三极管T1接成二极管的形式.有时，为了减小电源电压波动对输出电流Z影响，图2.1.3.2(c)屮采用了稳压管Dz进行稳压•图2.1.3.2(b)小，流过基准电阻R的电

7、流TR与输出电流T0的关系［1］为：T0/IR二R2/R1,故又称为比例电流源.若令R1二R2或都为零，则I0二IR,称为镜像电流源.若令R1=O,则可得到微安量级的输出电流，称之为微电流源，主要应川于需要提供微小偏流的场合.有时，要实现输岀电流可控，且极性可正可负的恒流源，可采用图2.1.3.3所示电路图Vi为输入控制电压，三极管Tl、T2参数一致.当Vi二0时，I1=12,10二0;Vi>0时，I1<12,10<0;Vi<0时，T1〉12,10>0;且由图2.1.3.3可得+1-VBE2i-Vbel图2.1.3.3双极性

8、恒流源E=12=ReRe.因而10=11-12=-Vi/2Rc.可见，输入控制电压Vi实现了对输出电流I0极性与人小的控制・2.1.3.2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2.1.3.4所示.图2.1.3.4(a)屮，Rl、R2分压稳定B点电位，VB二R2・Vcc