恒流源電路探討.doc

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1、22222222222源.2.4單片機(jī)控制的數(shù)控百?流恒流源3結(jié)論致謝恒流源電路探討中文摘要Abstract2基木怛流源電1恒流源基礎(chǔ)知識(shí)1.1恒流源介紹12恒流源的原理和特點(diǎn)1.3流源的分類1.3.1晶體管恒流源1.3.3集成運(yùn)放恒流源2總結(jié)各種恒流源特點(diǎn)2.1.3.2場效應(yīng)管恒流源33.13.2采用開關(guān)電源的開關(guān)恒流源3.3采用集成穩(wěn)壓器構(gòu)成的開關(guān)恒流第一章引言隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，恒定電流源的應(yīng)川將十分重要，如機(jī)器人、工業(yè)自動(dòng)化、衛(wèi)星通信、電力通訊、智能化儀器儀表以及其它數(shù)字控制等方血都迫切需要應(yīng)用恒定電流器件，因此，

2、硏究和開發(fā)恒流器件具有十分重要的意義。許多場合，尤其是高耕度測控系統(tǒng)需要高耕度的電壓源與電流源。微電子工藝的高度發(fā)展，給我們提供了許多小型化、集成化的高精度電壓源，但電流源，特別是丁作電流人的高精度電流源仍需使川者自行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。恒流源是能夠向負(fù)載提供恒定電流的電源，因此怛流源的應(yīng)用范I韋I非常廣泛，并J1在許多情況下是必不可少的。例如在用通常的充電器對蓄電池充電時(shí)，隨著蓄電池端電壓的逐漸升高，充電電流就會(huì)相應(yīng)減少。為了保證恒流充電，必須隨時(shí)提高充電器的輸出電壓，但采川恒流源充電后就可以不必調(diào)整具輸出電壓，從而使勞動(dòng)強(qiáng)度降低，

3、生產(chǎn)效率得到了提高。恒流源還被廣泛用于測量電路屮，例如電阻器阻值的測量和分級，電纜電阻的測量等，且電流越穩(wěn)定，測量就越準(zhǔn)確。本論文主要概括了恒流源的基木概念，并設(shè)計(jì)出兒種不同要求的恒流源，運(yùn)用了SPCE061A單片機(jī)設(shè)計(jì)出新型數(shù)控恒流源，具有高穩(wěn)定性和高靈敏性。對以往恒流源進(jìn)行了改進(jìn)創(chuàng)新。第二章基木恒流源電路2.1恒流源基礎(chǔ)知識(shí)基木恒流源電路是恒流源電路的基木組成，是分析悝流源電路的基礎(chǔ)。2.1.1恒流源介紹恒流源，是一種能向負(fù)載提供恒定電流之電路?它既可以為各種放人電路提供偏流以穩(wěn)定其靜態(tài)工作點(diǎn)，又可以作為其有源負(fù)載，以提

4、高放人倍數(shù)?并且在差動(dòng)放人電路、脈沖產(chǎn)生電路屮得到了廣泛應(yīng)用?過一定的論述?然而，對各種恒流電路之對比分析，各自應(yīng)用特點(diǎn)，以及需要改進(jìn)的方血，還有待進(jìn)一步研究，本文就來探討這些問題?2.1.2恒流源的原理和特點(diǎn)22.1.3恒流源的分類一般而言，按照恒流源電路主要組?成器件的不同，可分為三類：晶體管恒流源、場效應(yīng)管恒流源、集成運(yùn)放恒流源.下血分別予以說明?2.1.3.1晶體管恒流源這類恒流源以晶體二極管為主要組成器件，利用晶體三極管集電極電壓變化對電流影響小，并在電路中采用電流負(fù)反饋來提高輸出電流之協(xié)定性.通常，還采用-?定的

5、溫度補(bǔ)償和穩(wěn)壓措施?其基木型電路如圖2.1.3.1所示圖2.1.3.1基木型電路圖2.1.3.2改進(jìn)型電路Rl、R2分壓穩(wěn)定B點(diǎn)電位，Re形成電流負(fù)反饋，輸出電流10二(Vb-VBE)/Reb/Re(VB?VBE).且其等效內(nèi)阻[4]為：rint=rce[1+BRe(Rb+rbe+Re)](1)式屮rce為晶體管T集射極間電阻，一?般為幾十千歐以上；rbe為晶體管T輸入電阻，一般為幾千歐左右；Rb二R1//R2.若設(shè)Re二5kQ,Rb=10kQ,晶體管參數(shù)rce=100kQ,P=100,rbe=2.6kQ.可得到rint=1

6、00X1+100X5/(10+2.6+5)=3MQ可見，只需幾伏的工作電壓，釆用一個(gè)晶體管，其等效內(nèi)阻是非常巨人的.為了減小溫度變化對晶體管參數(shù)的影響進(jìn)而影響輸出電流的恒定性，可采用圖2.1.3.2所示改進(jìn)型電路.圖2.1.3.2(a)中，二極管D作溫度補(bǔ)償，抵銷溫度變化對晶體管T參數(shù)Vbe的影響?為了更好地解決管子溫度特性一致的問題，圖2.1.3.2(b)中，三極管T1接成二極管的形式.有時(shí)，為了減小電源電壓波動(dòng)對輸出電流Z影響，圖2.1.3.2(c)屮采用了穩(wěn)壓管Dz進(jìn)行穩(wěn)壓?圖2.1.3.2(b)小，流過基準(zhǔn)電阻R的電

7、流TR與輸出電流T0的關(guān)系［1］為：T0/IR二R2/R1,故又稱為比例電流源.若令R1二R2或都為零，則I0二IR,稱為鏡像電流源.若令R1=O,則可得到微安量級的輸出電流，稱之為微電流源，主要應(yīng)川于需要提供微小偏流的場合.有時(shí)，要實(shí)現(xiàn)輸岀電流可控，且極性可正可負(fù)的恒流源，可采用圖2.1.3.3所示電路圖Vi為輸入控制電壓，三極管Tl、T2參數(shù)一致.當(dāng)Vi二0時(shí)，I1=12,10二0;Vi>0時(shí)，I1<12,10<0;Vi<0時(shí)，T1〉12,10>0;且由圖2.1.3.3可得+1-VBE2i-Vbel圖2.1.3.3雙極性

8、恒流源E=12=ReRe.因而10=11-12=-Vi/2Rc.可見，輸入控制電壓Vi實(shí)現(xiàn)了對輸出電流I0極性與人小的控制?2.1.3.2場效應(yīng)管恒流源由場效應(yīng)晶體管作為主要組成器件的恒流電路如圖2.1.3.4所示.圖2.1.3.4(a)屮，Rl、R2分壓穩(wěn)定B點(diǎn)電位，VB二R2?Vcc