恒流電路在電源中的應用

　　由于市場(chǎng)需求，電源模塊越來(lái)越追求寬電壓輸入，寬電壓輸入就會(huì )導致供電電流隨輸入電壓變化而變化，為了高電壓和低電壓輸入的情況下，都能獲得恒定的供電電流，在輸入端加一個(gè)恒流電路，以獲得性能的一致性。

　　理想的恒流源

　　理想的恒流源是電流不隨輸入電壓的變化而變化，不受環(huán)境溫度的影響，內阻無(wú)窮大。但是，實(shí)際中的恒流電路跟理想的還是存在差距，所以要根據實(shí)際應用選取合適的恒流源電路。

　　幾種簡(jiǎn)單的恒流源介紹

　　由兩個(gè)三極管組成的恒流源電路，如電路圖1。

　圖 1

　　由兩個(gè)同型號的三極管，根據三極管Vbe電壓相對穩定，以及三極管的基極電流相對集電極電流較小的特點(diǎn)，組成一個(gè)電流相對恒定的恒流源，電流Io=Vbe/R1;這個(gè)恒流源沒(méi)有用到特殊器件，兩個(gè)三極管和兩個(gè)電阻組成，成本低，電流Io可調;缺點(diǎn)是Vbe的大小會(huì )隨電流及溫度的變化而變化，電流大Vbe大，溫度低Vbe大，所以不適合用在精度要求高的地方。

　　由穩壓管組成的恒流源電路，如電路圖2

　　圖 2

　　此恒流電路主要是運用了穩壓二極管上的電壓較穩定特性，以及三極管Vbe的穩定性，組成的恒流電路，Io=(Vd-Vbe)/R3;此電路優(yōu)點(diǎn)是成本低，電流可調，缺點(diǎn)是溫度特性差，穩流精度不高，適用于對精度要求不高的場(chǎng)合。

　　由TL431組成的恒流源，如電路圖3。

　　圖 3

　　TL431提供一個(gè)基準電壓Vref，組成一個(gè)恒流源，電流Io=Vref/R2。

　　由三端穩壓器組成的恒流源，如電路圖4。

　　圖 4

　　三端穩壓器提供一個(gè)恒定電壓Vout，組成一個(gè)恒流源，Io=Vout/R1。

　　以上都是一些比較常見(jiàn)的簡(jiǎn)單的恒流源，而且有一個(gè)共性，穩壓精度都不高，電流Io也不大。除了以上列舉的幾個(gè)，還有其他類(lèi)似的恒流源，但萬(wàn)變不離其宗，都是以一個(gè)恒壓源為基準組成，在此就不一 一列舉。

　　在應用過(guò)程中，如果需要高精度、大電流的恒流源，可以使用一個(gè)運放，組成一個(gè)高精度、大電流的恒流源，如電路圖5。

　　圖 5

　　使用運放組成的恒流源，Io=Vref/R1。

　　恒流源在寬電壓輸入模塊中的應用

　　在模塊電源中，小功率電源的短路保護一般不外接短路保護電路，這種模塊的特點(diǎn)是功率小，體積小，成本低;適合當前競爭激烈的市場(chǎng);然而它們本身存在一個(gè)致命的特點(diǎn)，短路保護功能和啟動(dòng)能力存在矛盾，啟動(dòng)能力強，短路保護就會(huì )變差;短路保護變強，啟動(dòng)能力就會(huì )變弱。特別是在需要超寬電壓范圍輸入的情況下，啟動(dòng)能力跟短路能力更不好兼容。

　　舉個(gè)例子，E4805UHBD-15W，18~72VDC輸入，15W輸出的模塊電源，如果是用電阻加電容組成RC啟動(dòng)電路如圖6，電流會(huì )隨輸入電壓的變化，低壓和高壓短路時(shí)，打嗝周期會(huì )相差很大，短路功率高壓輸入時(shí)會(huì )較大;調好低壓?jiǎn)?dòng)能力和短路保護后，高壓短路保護就會(huì )變差，啟動(dòng)能力超強，反過(guò)來(lái)調好高壓?jiǎn)?dòng)和短路能力，低壓的短路保護能力很好，但是，啟動(dòng)能力很差，會(huì )出現啟動(dòng)不良現象。

　　圖 6

　　為了解決以上矛盾，把啟動(dòng)電路改為用一個(gè)恒定電流的電路替代，如圖7，輸入電流基本不會(huì )隨輸入電壓的變化而變化，兩種啟動(dòng)電路，低壓提供相同的啟動(dòng)電流，高壓短路時(shí)，第二種啟動(dòng)電路的短路功耗會(huì )小很多，低壓和高壓的短路周期也會(huì )較接近。

　　圖 7

　　如圖8、9所示，是采用了恒流電路，測試的短路波形圖，用恒流電路替代電阻啟動(dòng)解決了啟動(dòng)和短路的矛盾。

　　圖 8

　　圖 9

　　公眾號介紹

　　致遠電子官方微信公眾號，一個(gè)匯聚500名工程師的研發(fā)測試分享平臺，為您提供電子行業(yè)領(lǐng)先的產(chǎn)品技術(shù)與解決方案。