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  • 基于穩壓管的恒流源的輸出限流電路分析
    基于穩壓管的恒流源的輸出限流電路分析
  • 基于穩壓管的恒流源的輸出限流電路分析
  •   發布日期: 2020-03-24  瀏覽次數: 2,135

    Yuliang兄,發來一個電路偶覺得還是非常好的,正好和我以前分析的輸出限流電路是一對,而且與恒流源有一定的關系,我就補充完整一下,繼而分析一些Panic兄以前整理的一些恒流源,對比和學習下。

    基于穩壓管的恒流源的輸出限流電路分析

     

    左邊是高邊輸出,需要用三個管子,Q1用來隔離5V和12V,Q2限流,Q3為主輸出管。

    分析可參考:輸出限流電路的分析

    右邊是低邊輸出,需要兩個管子,Q1為限流,Q2為主輸出管。其結構與下面博文中的恒流源非常相似。

    電阻信號采用恒流源電路

    注意上面的Rx電阻,該電阻的作用使得Rlm的電壓比沒有Rx的時候更高一些,增加Rx使得Q1由放大區轉換成飽和區(非深度飽和)的閾值要大一些。注意 如果不使用Rx,當Rlm上到達一定電流的時候,Q1幾乎是直接從截止轉入飽和狀態(非深度飽和,限流更徹底)。使用Rx,使得Q1還要經歷一個放大區 (限流的斜率變小)。

    而限流電路電流恒定的區間,就是一個恒流源的基礎電路。

    經典的恒流源都是按照相同的靜態工作點來形成的,通過搭建相同的環境來實現,有個網頁可以提供參考設計,網址為:https://www.dz3w.com/info/designcalc/0069492.html

    我結合參考和網頁的計算結果(把電路圖等效下,結果如下:)

    基于穩壓管的恒流源的輸出限流電路分析

    比例電流源的靜態功耗低,比較符合使用要求,計算如上圖所示。

    接下來看基于穩壓管的恒流源,如下圖所示則存在一些問題。從本質上說,穩壓管電路的引進直接在電阻上加上了一個穩定的電壓,通過Ib對輸出電流進行補償來實現的。(輸出電流大時,Ib小,輸出電流小時,Ib大)。

    基于穩壓管的恒流源的輸出限流電路分析

    穩壓管電路的問題在于,輸出電流較小的時候,三極管Q1也存在較大的功耗,因為Q1的E級電流是一定的,由Ibe+Ice組成,當Ice較小的時候Ibe 非常大,而三極管電路則不存在這個問題。當輸出電流較大的時候,兩者是相似的,因此不建議采用此種電路(靜態功耗較大,最主要的是,它還是把be電壓的變 化引入到了恒流過程中,而且有兩個誤差源在里頭,沒事不要用此電路)。

    基于穩壓管的恒流源的輸出限流電路分析

    同樣的問題也存在于使用TL431的芯片上,偶建議可以采用較大功耗的三極管,并仔細核算Ib。比較而言,采用TL431的電路要穩定一些,畢竟穩壓源是直接加在電阻上的,沒有三極管be電壓變化引起的干擾。

    以上電路均不帶短路保護,如果直接短路至電源,可能直接燒毀。這是以上電路的問題。

    注:Panic給的關于三端穩壓器的電路圖的使用方法,偶看不懂,慚愧。運放構成的電流源種類較多,按照我能找到的結構將一一分析,不過Panic的運放電流,我看了又看,分析不出來(單運放似乎無法構成恒流源,有搞明白的可以分析分析,偶學習一下)。


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