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说说几种恒流源电路模块的设计
[发布时间]:2016年3月18日 [来源]:开关电源 [点击率]:4284
【导读】: 恒流源是能够向负载提供恒定电流的电源,因此恒流源的应用范围非常广泛,并且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...

    恒流源是能够向负载提供恒定电流的电源,因此恒流源的应用范围非常广泛,并且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,但采用恒流源充电后就可以不必调整其输出电压,从而使劳动强度降低,生产效率得到了提高。恒流源还被广泛用于测量电路中,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。
  集成运放构成的线性恒流源

图1

  采用集成运放构成的线性恒流源 电路构成如图1所示,两个运放(一片324)构成比较放大环节, BG1、BG2三极管构成调整环节, RL 为负载电阻, RS为取样电阻, RW为电路提供基准电压。工作原理:如果由于电源波动使Uin降低,从而使负载电流减小时,则取样电压US必然减小,从而使取样电压与基准电压的差值(US- Uref)必然减小。由于UIA为反相放大器,因此其输出电压Ub=(R5/R4)×Ua必然升高,从而通过调整环节使US升高恢复到原来的稳定值,保证了US的电压稳定,从而使电流稳定。当Uin升高时,原理与前类同,电路通过闭环反馈系统使US下降到原来的稳定值,从而使电流恒定。调整RW,则改变Uref,可使电流值在0~4A之间连续可调。
  采用开关电源的开关恒流源
  采用开关电源的开关恒流源电路构成如图2所示。BG1为开关管,BG2为驱动管, RL为负载电阻, RS为取样电 阻, SG35 24为脉宽调制控制器, L1、E2、E3、E4为储能元件, RW提供基准电压Uref。 图采用开关电源的开关恒流源工作原理:减小开关器件的导通损耗和开关损耗是提高电路效率的关键。为此,器件选择饱和压降小、频率特性好的开关三极管和肖特基续流二极管。

图2

  扼流圈L1的磁芯上再绕一个附加线圈,利用电磁反馈降低开关三极管的饱和压降,并采用合理的结构设计,使电路的分布参数得到有效的控制。当电源电压降低或负载电阻RL 降低时,则取样电阻RS 上的电压也将减少,则SG3524的12、13管脚输出方波的占空比增大,从而使BG1导通时间变长,使电压U0回升到原来的稳定值。BG1关断后,储能元件L1、E2、E3、E4保证负载上的电压不变。当输入电源电压增大或负载电阻值增大引起U0增大时,原理与前类同,电路通过闭环反馈系统使U0下降到原来的稳定值,从而达到稳定负载电流IL 的目的。
  采用集成稳压器构成的开关恒流源
  采用集成稳压器构成的开关恒流源 电路构成如图3所示。MC7805为三端固定式集成稳压器,RL 为负载电阻,RW为可调电阻器。 工作原理:固定式集成稳压器工作在悬浮状态,在输出端2和公共端3之间接入一电位器RW,从而形成一固定恒流源。调节RW,可以改变电流的大小,其输出电流为:IL=( Uout/RW) +Iq式中Iq 为MC7805的静态电流,小于10m A。当RW较小即输出电流较大时,可以忽略Iq。当负载电阻RL 变化时,MC7 8 05用改变自身压差来维持通过负载的电流不变。

图3 采用集成稳压器构成的开关恒流源采样电位器

  RW 的确定:RW 的值可由RW=Uout/IL 确定。因Uout=5 V,IL=0.5~2A,因此确定的取值范围为2.5~10Ω。 输出电压和负载变化范围的确定:根据设计要求,本例的输出电压U0=10V。由于恒流源的输出电流可调范围为0.5~2A,因此相应的负载变化范围为5~20Ω。 以上几种恒流源结构简单,可靠性高,调整方便,在科研中已得到了应用。其中线性恒流源适用于蓄电池的恒流放电,开关恒流源适用于蓄电池的恒流充电,集成稳压器构成的恒流源适用于电阻测量等。
  压控恒流源电路设计
  压控恒流源电路设计 压控恒流源是系统的重要组成部分,它的功能是用电压来控制电流的变化,由于系统对输出电流大小和精度的要求比较高,所以选好压控恒流源电路显得特别重要。采用如下电路: 电路原理图如图4所示。该恒流源电路由运算放大器、大功率场效应管Q1、采样电阻R2、负载电阻RL等组成1、硬件设计。

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