CN104080225A - 恒流源电路及照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于照明技术，提供了一种恒流源电路，包括运算放大器、控制端与所述运算放大器的输出端连接的开关管、连接在所述运算放大器的输出端与正相输入端之间的积分电容以及与所述积分电容并联的跟随电阻，所述开关管的输入端与外部电源连接、所述开关管的输出端与所述运算放大器的反相输入端连接并经一第一电阻接地。通过利用连接在运算放大器的反相输入端与输出端上的开关管和第一电阻将运放模块形成虚短，并利用跟随电阻使得运算放大器的正相输入端、反相输入端以及输出端的电压相等，实现了在提高带负载的能力的同时保持第一电阻上的电流恒定，解决了传统恒流源输出不稳定误差大的问题。

Description

恒流源电路及照明装置
技术领域
本发明属于电子技术领域，尤其涉及一种恒流源电路及照明装置。
背景技术
传统的LED（Light Emitting Diode，发光二极管）驱动电路可以选择恒压输入或恒流输入，而传统的恒流输入不稳定，误差范围达不到负载的要求，容易引起负载工作在不正常区域。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种恒流源电路，旨在解决传统的恒流源输出不稳定，误差范围达不到负载的要求的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种恒流源电路，包括正相输入端通过可调分压网络与直流电源相连的运算放大器、控制端与所述运算放大器的输出端连接的开关管、连接在所述运算放大器的输出端与正相输入端之间的积分电容以及与所述积分电容并联的跟随电阻，所述开关管的输入端与外部电源连接、所述开关管的输出端与所述运算放大器的反相输入端连接并经一第一电阻接地。
本发明实施例的另一目的在于提供一种照明装置，包括所述灯具，还包括上述的恒流源电路，所述恒流源电路为所述灯具供电。
上述的恒流源电路通过利用连接在运算放大器的反相输入端与输出端上的开关管和第一电阻将运算放大器形成虚短，并利用跟随电阻使得运算放大器的正相输入端、反相输入端以及输出端的电压相等，实现了在提高恒流源电路带负载的能力的情况下且能保持第一电阻上的电流恒定，解决了传统恒流源输出不稳定误差范围达不到负载的要求的问题。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的恒流源电路的原理图；
图2是本发明另一实施例提供的恒流源电路的原理图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和2所示，为两个优选实施例提供的恒流源电路的原理图，为了便于描述，仅示出了与本实施例相关的部分。
恒流源电路包括输可调分压网络200、运算放大器U1、开关管400、积分电容C1、跟随电阻R0以及第一电阻R1。
运算放大器U1的正相输入端通过可调分压网络200与直流电源vcc1相连，开关管400的控制端与运算放大器U1的输出端连接，积分电容C1连接在运算放大器U1的输出端与正相输入端之间，跟随电阻R0与积分电容C1并联，开关管400的输入端与外部电源vcc2连接，开关管400的输出端与运算放大器U1的反相输入端连接并经第一电阻R1接地。
上述的恒流源电路通过利用连接在运算放大器U1的反相输入端与输出端上的开关管400和第一电阻R1将运算放大器U1形成虚短，并利用跟随电阻R0使得运算放大器U1的正相输入端、反相输入端以及输出端的电压相等，实现了在提高恒流源电路带负载的能力的情况下且能保持第一电阻R1上的电流恒定，解决了传统恒流源输出不稳定误差范围达不到负载的要求的问题。
上述的第一电阻R1可以是负载上的电阻，也可以是独立设置的电阻；外部电源vcc2可以是稳压直流电源vcc1，也可以是稳压交流电源。
运算放大器U1为上升速率快，并具有极宽的响应频率的运算放大器，如OP467等。本实施例中，运算放大器U1的正负电源输入端分别接入相应的正负12伏的直流电源vcc1。
本实施例中，连接在运算放大器U1的输出端与正相输入端之间的积分电容C1与该运算放大器U1形成积分电路，使得运算放大器U1的正相输入端的电压增大的同时，减低运算放大器U1的输出端的漂移；另外，跟随电阻R0与运算放大器U1形成跟随电路，使得运算放大器U1的输出端的输出电压与其正相输入端的输入电压以及反相输入端的输入电压相等。
在优选的实施例中，可调分压网络200包括第二电阻R2和第三电阻R3，第二电阻R2的第一端与直流电源vcc1连接，第二电阻R2的第二端接地并经第三电阻R3与运算放大器U1的正相输入端连接。优选地，第二电阻R2为可变电阻，通过调节第二电阻R2以调节运算放大器U1的正相输入端的输入电压。
在优选的实施例中，参考图1和图2，开关管400为N型MOS管或NPN型三极管。开关管400为N型MOS管，则开关管400的控制端、输入端以及输出端依次为N型MOS管的栅极、漏极以及源极。
开关管400为NPN型三极管，则开关管400的控制端、输入端以及输出端依次为NPN型三极管的基极、集电极以及发射极。MOS管和三极管作为输出级的器件具有饱和输出电流的伏安特性，当MOS管和三极管进入饱和区时满足恒流源电路输出恒定电流的要求。
在优选的实施例中，恒流源电路还包括连接在运放的反相输出端与电阻之间的第四电阻R4。该第四电阻R4用于限流。
下面将结合图2以其中一个实施例说明恒流源电路的工作原理。
当运算放大器U1的正相输入端的输入电压为VA时，根据虚短原则，正相输入端的输入电压VA=VB，VB为反相输入端的输入电压VB，运算放大器U1的正相输入端与反相输入端的输入电流均为零，则VB=VC，VC为加载在第一电阻R1上的电压，所以流经开关管400的电流恒为I=VA／r1，r1为第一电阻R1的阻值，此时开关管400的控制端与输出端之间的压降大于等于3.5V，开关管400导通，那么负载可以接入在开关管400的输出端与第一电阻R1之间，也可以是将第一电阻R1替换成负载。本实施例中开关管400以N型MOS管为例；在另外的实施例中，开关管400以NPN型三极管为例，当控制端与输出端之间的电流大于等于预设值时，开关管400导通。
若运算放大器U1正相输入端的输入电压VA有电压波动+△V，运算放大器U1的差模增益接近无穷大，所以开关管400的控制端电压增大，开关管400的控制端与输出端之间的压降增大，流经开关管400的电流增大，则VC增加；又因VB=VC，故VB也增大，且最终与VA相等，保证恒流源电路正常工作，反之当△V为负时，同理之。
此外，还提供了一种照明装置，包括灯具，照明装置还包括上述的恒流源电路，恒流源电路为灯具供电，恒流源电路的结构及其功能原理如上实施例所述，这里不再赘述。
上述的恒流源电路以及照明装置通过利用连接在运算放大器U1的反相输入端与输出端上的开关管400和第一电阻R1将运算放大器U1形成虚短，使得运算放大器U1正相输入端的输入电压与反相输入端的输入电压相等；运算放大器U1正相输入端与反相输入端的输入电流均零，而且两者之间连接有跟随电阻R0形成跟随电路，使运算放大器U1的正相输入端、反相输入端以及输出端的电压相等，那么流过第一电阻R1的电流就恒为I=VA／r1，实现了在提高恒流源电路带负载的能力的情况下且能保持第一电阻R1上的电流恒定，解决了传统恒流源输出不稳定误差范围达不到负载的要求的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种恒流源电路，其特征在于，包括正相输入端通过可调分压网络与直流电源相连的运算放大器、控制端与所述运算放大器的输出端连接的开关管、连接在所述运算放大器的输出端与正相输入端之间的积分电容以及与所述积分电容并联的跟随电阻，所述开关管的输入端与外部电源连接、所述开关管的输出端与所述运算放大器的反相输入端连接并经一第一电阻接地。
2.如权利要求1所述的恒流源电路，其特征在于，所述可调分压网络包括第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的第一端与所述直流电源连接，所述第二电阻的第二端接地并经所述第三电阻与所述运放模块的正相输入端连接。
3.如权利要求1或2所述的恒流源电路，其特征在于，所述开关管为N型MOS管，所述开关管的控制端、输入端以及输出端依次为所述N型MOS管的栅极、漏极以及源极。
4.如权利要求1或2所述的恒流源电路，其特征在于，所述开关管为NPN型三极管，所述开关管的控制端、输入端以及输出端依次为所述NPN型三极管的基极、集电极以及发射极。
5.如权利要求1或2所述的恒流源电路，其特征在于，所述恒流源电路还包括连接在所述运放的反相输出端与所述电阻之间的第四电阻。
6.如权利要求2所述的恒流源电路，其特征在于，所述第二电阻为可变电阻。
7.一种照明装置，包括所述灯具，其特征在于，还包括如权利要求1至6任一项所述的恒流源电路，所述恒流源电路为所述灯具供电。
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