CN107193314B - 一种运放输出电压钳位在驱动管阈值电压的恒流电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体集成电路技术领域，具体涉及一种运放输出电压钳位在驱动管阈值电压的恒流电路，包括主控模块、钳位电路、运算放大器、恒流驱动管、反馈电路、负载电源和负载接口，主控模块、钳位电路、恒流驱动管及反馈电路分别与运算放大器电连接，主控模块和钳位电路电连接，反馈电路和恒流驱动管电连接，恒流驱动管及负载电源分别负载接口电连接。传统上由运算放大器所组成的恒流电路在关闭时运放会输出最低电压，而恒流电路上的驱动管有一定的阈值电压，恒流电路再次打开时运放必须输出大于驱动管的阈值电压，这样导致恒流电路的响应时间大大加长。而本发明的上述结构使得电路的响应时间大大减少，提高了恒流电路的响应速度。

Description

一种运放输出电压钳位在驱动管阈值电压的恒流电路

技术领域

本发明涉及半导体集成电路技术领域，具体涉及一种运放输出电压钳位在驱动管阈值电压的恒流电路。

背景技术

目前，恒流电路已经应用到电子电力的各个领域，特别是视觉光源照明领域。一般地，由运算放大器和驱动管组成的恒流电路，其稳定性好、精度高，得到了广泛的应用。然而，这样的恒流电路在每次打开时，驱动管都需要一个启动时间，以便让运算放大器的输出电压爬升到驱动管的阈值电压，才能使驱动管完全打开、导通，这个启动时间由运算放大器输出的最低电压和驱动管的阈值电压共同确定。对于普通运放来说，其输出电压爬升到驱动管的阈值电压时间相对较长，导致其响应速度慢；高速运放虽然可以减少响应时间，但是高速运放价格昂贵，不利于成本控制。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种将运放输出电压钳位在驱动管阈值电压的恒流电路，使得恒流电路在启动时的响应时间显著减少。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种运放输出电压钳位在驱动管阈值电压的恒流电路，包括主控模块、钳位电路、运算放大器、恒流驱动管、反馈电路、负载电源和负载接口，所述主控模块、所述钳位电路、所述恒流驱动管及所述反馈电路分别与所述运算放大器电连接，所述主控模块和所述钳位电路电连接，所述反馈电路和所述恒流驱动管电连接，所述恒流驱动管及所述负载电源分别与所述负载接口电连接。

作为本发明的一种改进，所述主控模块为单片机，所述钳位电路为钳位电压等于恒流驱动管阈值电压的钳位电路，所述恒流驱动管是有一定阈值的MOS管。

作为本发明的一种改进，当所述负载电源打开时，所述主控模块给运算放大器提供一个基准电压，所述运算放大器会根据这个电压值输出一个控制信号来控制恒流驱动管，此时所述恒流驱动管导通为负载提供电流。

作为本发明的一种改进，当所述负载电源关闭时，所述恒流驱动管不导通，所述主控模块会给钳位电路发出控制信号，使其正常工作，并且断开对运算放大器的控制；同时，所述钳位电路会把所述恒流驱动管的控制端电压钳制在其阈值电压位置。

本发明的有益效果在于：本发明包括主控模块、钳位电路、运算放大器、恒流驱动管、反馈电路、负载电源和负载接口，所述主控模块、所述钳位电路、所述恒流驱动管及所述反馈电路分别与所述运算放大器电连接，所述主控模块和所述钳位电路电连接，所述反馈电路和所述恒流驱动管电连接，所述恒流驱动管及所述负载电源分别与所述负载接口电连接。传统上由运算放大器所组成的恒流电路在关闭时运放会输出最低电压，而恒流电路上的驱动管有一定的阈值电压，恒流电路再次打开时运放必须输出大于驱动管的阈值电压，这样导致恒流电路的响应时间大大加长。现提出一种运放输出电压钳位在驱动管阈值电压的恒流电路，使得电路的响应时间大大减少，提高了恒流电路的响应速度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接 ；可以是机械连接，也可以是电连接 ；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定

如图1所示，一种运放输出电压钳位在驱动管阈值电压的恒流电路，包括主控模块1、钳位电路2、运算放大器3、恒流驱动管4、反馈电路5、负载电源6和负载接口7，主控模块1、钳位电路2、恒流驱动管4及反馈电路5分别与运算放大器3电连接，主控模块1和钳位电路2电连接，反馈电路5和恒流驱动管4电连接，恒流驱动管4及负载电源6分别与负载接口7电连接。

本发明的主控模块1为单片机，钳位电路2为4V基准的钳位电路，恒流驱动管4是阈值为4V的MOS管,负载接口接上光源作为负载。

本发明的工作原理是：当恒流电路正常工作时，负载电源6打开，单片机通过数模转换模块给运算放大器3提供一个基准电压，运算放大器3根据这个电压值输出一个控制信号来控制MOS管，此时MOS管导通为光源提供电流。而反馈电路5则可以检测光源电流的大小，并将其反馈给运算放大器3，实时进行调节，使电路一直处于恒流状态。同时，单片机发出一个控制信号将钳位电路2关闭，使其对恒流电路不产生影响。

当恒流电路关闭时，负载电源6关闭，MOS管不导通，单片机会给钳位电路发出控制信号，使其正常工作，并且断开对运算放大器3的控制。此时，钳位电路会把MOS管的控制端电压钳制在其阈值电压4V位置，即MOS管在恒流电路关闭期间它的控制端一直储存其阈值电压4V。

当恒流电路再次打开时，单片机首先发送一个控制信号将钳位电路2关闭，断开它对恒流电路的影响。同时，单片机通过数模转换模块给运算放大器3提供一个基准电压值，用来控制所产生恒流电流值的大小。而由于MOS管在恒流电路关闭时它的控制端储存着其阈值电压4V，故在MOS管打开时，它的控制端电压并不是从运算放大器3的最低电压开始爬升到其阈值电压4V，而是直接由储存的阈值电压4V来控制。

需要说明的是：本发明的上述结构省去了驱动管控制端电压的爬升时间，提高了恒流电路的响应速度。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种运放输出电压钳位在驱动管阈值电压的恒流电路，其特征在于：包括主控模块、钳位电路、运算放大器、恒流驱动管、反馈电路、负载电源和负载接口，所述主控模块、所述钳位电路、所述恒流驱动管及所述反馈电路分别与所述运算放大器电连接，所述主控模块和所述钳位电路电连接，所述反馈电路和所述恒流驱动管电连接，所述恒流驱动管及所述负载电源分别与所述负载接口电连接。

2.根据权利要求1所述的运放输出电压钳位在驱动管阈值电压的恒流电路，其特征在于：所述主控模块为单片机，所述钳位电路为钳位电压等于恒流驱动管阈值电压的钳位电路，所述恒流驱动管是有一定阈值的MOS管。

3.根据权利要求1所述的运放输出电压钳位在驱动管阈值电压的恒流电路，其特征在于：当所述负载电源打开时，所述主控模块给运算放大器提供一个基准电压，所述运算放大器会根据这个电压值输出一个控制信号来控制恒流驱动管，此时所述恒流驱动管导通为负载提供电流。

4.根据权利要求1所述的运放输出电压钳位在驱动管阈值电压的恒流电路，其特征在于：当所述负载电源关闭时，所述恒流驱动管不导通，所述主控模块会给钳位电路发出控制信号，使其正常工作，并且断开对运算放大器的控制；同时，所述钳位电路会把所述恒流驱动管的控制端电压钳制在其阈值电压位置。