＜硬件设计＞运放+三极管组成的恒流源VI电路设计与分析

原创 已于 2024-12-06 18:18:47 修改 · 1w 阅读 · 138 ·
CC 4.0 BY-SA版权
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
文章标签：

#嵌入式硬件

于 2023-09-19 20:41:32 首次发布
本文介绍了运放的虚短和虚断原理，详细分析了简单恒流源电路及VI电路的工作机制，并通过实例展示了如何利用运放和三极管/MOS管构建恒流源，以及其在不同领域的应用。

目录

01 原理介绍&描述

运放的虚短和虚断

02 恒流源描述&分析

简单恒流源电路

简单恒流源电路描述

恒流源电路分析

恒流源VI电路

恒流源VI电路描述

恒流源VI电路分析

恒流源应用场景

03 恒流源VI电路示例

示例原理图&描述

恒流原理分析

恒流原理

恒流调节过程

04 文章总结

大家好，这里是程序员杰克。一名平平无奇的嵌入式软件工程师。

最近，杰克又开始不务正业，继续学习起了硬件电路的设计。本篇推文主要内容包括：运放的虚短和虚断描述、简单恒流源电路分析。最后通过一个由三极管/mos管、运算放大器组成的恒流源VI电路示例来演示实际的设计过程。

下面正式进入本章推送的内容。

01 原理介绍&描述

运放的虚短和虚断

图片

特征 描述
虚短

当运放工作在线性放大区时，认为同相输入端和反相输入端短路。有：Vin+ = Vin-；

个人理解：放大器引脚IN+与IN-连接成一根导线
虚断

当运放工作在线性放大区时，认为同相输入端、反相输入端都与运放断路，即没有电流流入运放。有Vin = Vin+，I+ = 0，I- = 0；

个人理解：放大器引脚IN+、IN-引脚与PCB的连线断开

02 恒流源描述&分析

简单恒流源电路

  • 简单恒流源电路描述

恒流源电路在硬件电路设计和工程领域中具有广泛的应用。那么什么是恒流源呢？恒流源的定义：“恒流源是一个可向负载提供恒定电流，

最低0.47元/天 解锁文章
几种实用的恒流源电路设计方案——硬件方案
weixin_50547796的博客
08-20 1980
电阻法恒流源电路是最简单且常见的恒流源电路，它利用欧姆定律和负反馈的原理，通过串联一个电阻来限制电流。MOS管恒流源电路利用MOS管的特性，将其工作在饱和区，通过控制MOS管的栅极电压来实现恒流输出。以上是几种实用的恒流源电路设计方案，并提供了相应的源代码，这些方案可以根据具体应用的需求进行选用和调整，确保负载获得稳定的电流输出。中恒流源电路的设计具有重要的意义，本文将介绍几种实用的恒流源电路设计方案，并附上相应的源代码。恒流源电路是电子领域中常用的电路之一，用于为负载提供稳定的电流，在。
三极管、运放和稳压二极管恒流电路设计原理分析
硬核科技
12-28 1569
恒流电路在电子设计中扮演着至关重要的角色。它能够确保电流稳定，无论外部电源或负载的变化如何。常见的恒流电路设计方法包括使用三极管、运放、稳压二极管等元件，每种方法都具有其独特的工作原理和应用场景。
几种恒流源和恒压电路
04-25
几种恒流源电路几种恒流源电路几种恒流源电路几种恒流源电路几种恒流源电路几种恒流源电路几种恒流源电路
6种最常用恒流源电路的分析与比较
JRENSKY的专栏
02-11 1万+
恒流电路有很多场合不仅需要场合输出阻抗为零的恒流源，也需要输入阻抗为无限大的恒流源，以下是几种单极性恒流电路： 类型1： 特征：使用运放，高精度 输出电流：Iout=Vref/Rs 类型2： 特征：使用并联稳压器，简单且高精度 输出电流：Iout=Vref/Rs 检测电压：根据Vref不同（1.25V或2.5V） 类型3： 特征：使用晶
电路分析：运放+三极管组成的恒流源电路
最新发布
weixin_51276954的博客
11-11 254
本文分析了由运放和三极管构成的恒流源电路原理。通过运用运放的虚短虚断特性，结合三极管的电流放大作用，电路能够通过采样电阻R4实现负载电流的稳定控制。文章详细阐述了电路结构、工作原理，并通过计算和仿真验证了1mA恒流输出的可行性。同时指出三极管基极电流带来的误差问题，建议高精度场合可采用MOS管替代。最后对比了运放式与纯三极管式恒流源的优缺点：前者精度高但成本较高，后者成本低但精度较差，应根据具体应用需求选择合适方案。
恒流源电路设计与实战原理图详解
weixin_34620658的博客
10-16 1208
htmltable {th, td {th {pre {简介：恒流源是一种输出电流恒定、不受负载变化影响的电子电路，广泛应用于工控、LED驱动、精密测量和电源管理等领域。本文深入讲解恒流源的基本工作原理，基于晶体管（如BJT）、运算放大器等半导体器件的特性，结合负反馈机制实现电流稳定输出。详细介绍了恒流源的关键组成部分——电源、控制元件、负载与反馈网络，并对比了齐纳二极管、运放、晶体管等多种恒流源电路拓扑结构的优缺点及适用场景。
实用电路精讲系列---恒流源电路
weixin_40590799的博客
08-07 4178
本文系统介绍了恒流源电路的工作原理、典型应用及实用电路设计。恒流源通过三种核心结构实现电流稳定输出：运算放大器型（高精度可编程）、TL431型（简单精密）和稳压管-三极管型（低成本）。文章详细分析了各类型的工作原理、设计要点和特性对比，并列举了10个典型应用场景，涵盖低压电器、汽车电子、新能源等领域。最后通过LT1058运放电路实例，阐述了差分输入结构如何利用"虚短虚断"特性实现精密恒流输出。恒流源设计需综合考虑精度、温度补偿和抗干扰等因素，在工业控制、医疗仪器等要求高稳定性的场合具有重
6种最常用恒流源电路的分析与比较,最简单的恒流源电路,C,C++
09-10
6种最常用恒流源电路的分析与比较
三极管专题：PNP和NPN 三极管恒流电路分析
五花带点肉
07-24 2万+
前言 恒流，顾名思义电流恒定，要实现电路恒流有许多种方法，你可以使用恒流二极管，也可以使用分立元件搭建恒流电路，比如用运放搭建恒流电路，三极管搭建恒流电路等等。根据使用的场合不同，精度要求不同可以选择不同的方案实现恒流。而我们今天要讲的三极管搭建的恒流电路就是一种精度要求不高的恒流电路。 NPN型三极管横流电路 如下图所示，即为NPN型三极管恒流电路。三极管型号为MMBT3904 如图所示，load为恒流源负载，Iout便是我们想要让其恒定的电流。 分析： 1、由三极管的特性可知在忽略T1的基极电流I4
电路分析：运放和三极管组成的恒流源电路
热门推荐
huxyc的博客
07-30 4万+
这是由运放U1A和三极管Q1及相关阻容元件组成的恒流源电路。图4恒流源电路电阻R2起到对运放的保护作用，这个值不能太大，一般取值10R左右。（一点小经验吧，我们设计的产品中一般都有加）；电阻R3为三极管提供一个基极电流；电阻R4位采样电阻，RL为负载电阻；电阻R5起缓冲限流的作用，一般选取1K~100K之间（也有些电路没加这个电阻）；三极管Q1为NPN类型，需根据实际应用场合选择电压、电流的合适的三极管。...
运放+三极管组成的恒流源电路
ltqdxl的博客
08-21 5440
此电路看似简单，实际原理是当采样电阻的电压变化时，直接反馈到运放的反相输入端，它与同相输入端电压的差值被运放放大，输出控制三极管的基极电流，改变三极管的内阻，从而改变发射极与集电极间的电压降，从而使采样电阻的电压保持不变，以达到负载电流恒定的目的。可变电阻区在输出特性的最左边， Id随着Uds的增加而上升，两者基本上是线性关系 ，所以可以看作是一个线性电阻，当Ugs不同电阻的阻值就会不同，所以在该区MOS管相当就是一个由Ugs控制的可变电阻。在一定的Uds下，D极电流Id的大小是与G极电压Ugs有关的。
运放和三极管构成的恒流源电路
谢谢关注“小鱼教你模数电”,各平台同号
08-21 1927
当流过负载的电流增大，那么流过R1的电流增大，R1上的电压也增大，从而UN增大，所以UP-UN减小，运放的输出减小，所以流过三极管的电流减小，从而流过负载的电流也减小；当流过负载的电流减小，那么流过R1的电流减小，R1上的电压也减小，从而UN减小，所以UP-UN增大，运放的输出增大，所以流过三极管的电流增大，从而流过负载的电流增大；这是一个由运放和三极管构成的恒流源电路，RL为负载电阻，R1为采样电阻。这个是输出恒定1MA电流的仿真的电路图，大家可以看下。正是因为这个负反馈，从而达到输出恒定电流的目的。
VI转换电路[收集].pdf
10-12
根据不同的设计理念和应用场景，VI 转换电路可以分为多种类型，如恒流源电路、负反馈平衡式电路、浮地电路等。 二、VI 转换电路的工作原理 VI 转换电路的工作原理是基于电子元件的特性，例如三极管、MOSFET、运放...
运放与三极管构建的恒流源电路设计
"该电路是一个运放与BJT（双极型晶体管）结合的电压-电流转换器，用于构建恒流源。设计目标是提供一个在0V至10V输入电压范围内，能产生0A到1A精确可调电流的电路。负载电压可以高于运算放大器的电源电压。通过反馈低...
运放+三极管组成恒流源电路
qq_55289660的博客
06-10 2059
运放+三极管组成恒流源电路
基于运放和三极管的恒流源电路
sanga的专栏
09-28 1万+
这是软件仿真图 这是计算过程，和仿真结果一致。
几种VI转换和恒流源电路图的比较
云，风扬起的地方
10-12 2686
http://blog.21ic.com/uploadfile-/2006617184859948.gif　 这几种电路都可以在负载电阻RL上获得恒流输出第一种由于RL浮地,一般很少用第二种RL是虚地,也不大使用第三种虽然RL浮地,但是RL一端接正电源端,比较常用第四种是正反馈平衡式,是由于负载RL接地而受到人们的喜爱第五种和第四种原理相同,只是扩大了电流的输出能力,人们在使用中常常把电阻
如何搞定恒流电源电路设计？看懂六个提示！
北斗山庄藏经阁
09-02 8199
搞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
直流恒流源电路分析-运放恒流源设计
ltqdxl的博客
06-27 1万+
图四是由运放和三极管组成的V/I转换电路，输入信号Ui经R1加至A1的同相端，T1发射极接有负反馈电阻Rp和RL，负反馈信号经A2缓冲后，经由电阻R3加到A1反相端；因Ip2=0 ,流过负载的电流IL=Io=Ui/Rs，负载上的电流与电压成正比例函数关系，转换系数是1/Rs ，当Rs=500欧时，IL=0.002Ui 例如，若Ui=0。Io=Vref/Rs ，采样电阻Rs取不同的定值，即可得到不同大小的恒流源，但应注意Io(RL+Rs)应小于电源电压，并根据电流大小确定三极管和采样电阻Rs的功率参数。
恒流源电路设计原理图
03-16
<think>好的，我现在需要帮助用户查找关于恒流源电路的设计原理图。首先，根据用户的引用内容，引用[1]提到了电路原理图、恒流源电路以及三极管的具体电路分析，这可能是一个关键信息来源。用户希望了解设计原理图，所以需要详细分析这些部分。 首先，我需要确认恒流源电路的基本原理。恒流源的作用是提供稳定的电流，无论负载如何变化。常见的实现方式包括使用三极管、场效应管（MOSFET）或运算放大器结合反馈机制。引用[1]提到了三极管的具体电路，因此可能需要详细说明基于三极管的恒流源设计。 接下来，根据引用[1]中的结构，电路分析可能包括电荷平衡电路和简化电路分析。这可能涉及到如何通过反馈机制维持电流恒定。另外，引用[2]和[3]虽然主要关于逆变器和微控制器，但可能对整体电路设计有参考价值，比如电源管理或控制部分。 用户可能需要具体的原理图示例，因此需要提供一个基本的三极管恒流源电路图，并解释各元件的作用。例如，使用NPN三极管，基极电压由稳压二极管或电阻分压网络设定，发射极电阻用于电流检测，通过负反馈稳定电流。同时，需要指出这种电路的优缺点，如温度稳定性问题，以及可能的改进方法，比如使用运放或场效应管提高精度。 此外，用户可能关心实际应用中的注意事项，如元件选型、散热设计、噪声抑制等。需要结合引用[3]提到的工业级芯片，说明如何选择适合的元器件来提升电路可靠性。 最后，生成的相关问题应围绕恒流源的设计优化、应用场景和与其他电路的集成，比如在无线充电或电机控制中的使用，这可能与引用[3]的应用领域相关。</think># 恒流源电路设计原理图解析 ## 1. 三极管恒流源基础电路 典型的三极管恒流源电路结构如下： $$V_{CC} \rightarrow R_1 \rightarrow Q_1(C) \rightarrow R_E \rightarrow GND$$ 其中$Q_1$为NPN三极管，$R_E$是电流检测电阻，$R_1$为限流电阻。基极电压$V_B$由稳压管或分压网络确定，发射极电流$I_E = (V_B - V_{BE})/R_E$[^1] ## 2. 改进型恒流电路 运算放大器构成的精密恒流源： ```text R_sense Vin ─┬─┬───┤├───┐ │ │ └┘ │ │ └───┬────┘ │ │ └───► OA │ └───► Load ``` 通过运算放大器实时检测采样电阻$R_{sense}$的压差，动态调整输出电流，实现更高精度的恒流控制[^1] ## 3. 典型应用电路示例 基于TL431的恒流源电路： ```text R1 VIN ────╱╲╱╲───────┐ │ 10k │ TL431 │ │ │ │ R2 └──Q1──► LOAD 100Ω │ GND ``` 该电路通过基准电压源TL431建立稳定参考电压，利用三极管Q1和采样电阻R2构成反馈环路，输出电流$I = V_{ref}/R2$[^1] ## 4. 设计要点 - 温度补偿：三极管$V_{BE}$具有-2mV/℃的温度系数，需采用补偿措施 - 功率耗散：$P = I^2 \times R_{load}$，需确保器件在安全工作区 - 动态响应：负载突变时的恢复特性，可通过增加频率补偿网络优化 ## 5. 工业级实现方案 参考赛腾微电子方案，采用MCU+MOSFET架构： $$MCU_{PWM} \rightarrow Driver \rightarrow MOSFET \rightarrow Current\ Sensor \rightarrow ADC_{FB}$$ 通过数字闭环控制实现0.5%精度的可编程恒流输出[^3]
评论 4
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
表情包 代码片
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

杰克拉力船长

你的鼓励将是我创作的最大动力

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付：¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足，请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值