CN107844155A - 一种旁路并联恒流源电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子电路领域，尤指一种旁路并联恒流源电路，本发明包含有一可控负载，所述可控负载并联在负载上且所述可控负载包含有运算放大器IC1与反馈单元，旁路上的电流经过反馈单元流至到运算放大器IC1上，运算放大器IC1根据反馈的电流大小输出一个与干路相应的电流，以达到总输出电流不变的效果，具有输出电流稳定的特性，解决了传统串联恒流源出现性能不理想、容易不稳定的问题并且提高了功率效率。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路领域，尤指一种旁路并联恒流源电路。
背景技术
恒流源是电路中广泛使用的一个组件，恒流源是输出电流保持恒定的电流源，恒流源的实质是利用器件对电流进行反馈，动态调节设备的供电状态，从而使得电流趋于恒定。只要能够得到电流，就可以有效形成反馈，从而建立恒流源。
如图6所示，普遍的受控恒流源电路均由MOS管、二极管以及多个电阻组合而成，其中，为了保证MOS管的漏极电流稳定，MOS管的漏极与二极管的负极连接，二极管的正极与MOS管的栅极连接，通过二极管将电流反馈到MOS管的栅极上，从而利用栅极上的电流调整漏极的输出电流以达到输出恒流电流的效果。
但是这种恒流源均采用串联的方式与负载串联在一个支路上，导致了恒流源出现性能不理想、容易不稳定的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种旁路并联恒流源电路，具有输出电流稳定，解决了传统恒流源出现性能不理想、容易不稳定的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种旁路并联恒流源电路，包括有受控恒流源以及负载RL，所述受控恒流源与负载RL串联形成回路，还包括有一可控负载，所述可控负载并联在负载RL上，其中，所述可控负载包含有运算放大器IC1、基准电源、旁路电阻R1、反馈单元，旁路电阻R1的一端、负载RL的一端均与受控恒流源的正极连接，旁路电阻R1的另一端与受控恒流源的负极连接，负载RL的另一端通过采样电阻R2与受控恒流源的负极连接，负载RL的一端通过反馈单元连接运算放大器IC1的反相输入端，运算放大器IC1的输出端分别与旁路电阻R1的一端、反馈单元的输入端连接，其中，运算放大器IC1的正向输入端连接基准电源。
进一步地，所述反馈单元包含有第一电阻R3、第二电阻R4，第一电阻R3的一端与运算放大器IC1的反相输入端连接，另一端与运算放大器IC1的输出端连接，所述第二电阻R4的一端与负载RL的一端连接，另一端与运算放大器IC1的反相输入端连接，采用上述方案，所述第一电阻R3输出的电流反馈至所述运算放大器IC1上，所述第二电阻R4输出的电流反馈至所述运算放大器IC1上。
进一步地，还包括有MOS管Q1，所述MOS管Q1的源极与受控恒流源的正极连接，MOS管Q1的栅极与运算放大器IC1的输出端连接，MOS管Q1的漏极与旁路电阻R1的一端连接，采用上述方案，利用MOS管改变电压来控制电流的特性，且MOS管Q1的驱动能力比运算放大器IC1大，使从MOS管Q1流出的电流可以更大。
为实现上述目的，本发明采用的另一技术方案是：一种旁路并联恒流源电路，包括有受控恒流源以及负载RL，所述受控恒流源与负载RL串联形成回路，还包括有一可控负载，所述可控负载并联在负载RL上，其中，所述可控负载包含有运算放大器IC1、基准电源、旁路电阻R1、反馈单元以及用于检测电流的运算放大器IC2，所述旁路电阻R1的一端连接受控恒流源的正极，另一端连接受控恒流源的负极，采样电阻R2的一端连接受控恒流源的正极，另一端通过负载RL连接受控恒流源的负极，运算放大器IC2的同相输入端、反相输入端分别与采样电阻R2的两端连接，运算放大器IC2的输出端通过反馈单元与运算放大器IC1的反相输入端连接，运算放大器IC1的输出端连接旁路电阻R1的一端，运算放大器IC1的同相输入端连接基准电源。
进一步地，还包括有MOS管Q1，运算放大器IC1的输出端连接MOS管Q1的栅极，MOS管Q1的源极与受控恒流源的正极连接，MOS管Q1的漏极通过旁路电阻R1连接受控恒流源的负极，采用上述方案，利用MOS管改变电压来控制电流的特性，且MOS管Q1的驱动能力比运算放大器IC1大，使从MOS管Q1流出的电流可以更大。
进一步地，所述反馈单元包含有第一电阻R3、第二电阻R4，所述第二电阻R4的一端连接运算放大器IC2的输出端，第二电阻R4的另一端分别与第一电阻R3的一端、运算放大器IC1的反相输入端连接，所述第一电阻R3的另一端与MOS管Q1的栅极连接，采用上述方案，所述第一电阻R3输出的电流反馈至所述运算放大器IC1上，所述第二电阻R4输出的电流反馈至所述运算放大器IC1上。
为实现上述目的，本发明采用的又一种技术方案是：一种旁路并联恒流源电路，包括有受控恒流源以及负载RL，所述受控恒流源与负载RL串联形成回路，其特征在于，还包括有一可控负载，所述可控负载并联在负载RL上，其中，所述可控负载包含有采样电阻R2、运算放大器IC1、反馈单元、旁路电阻R1、基准电源以及用于电流检测的运算放大器IC2，所述采样电阻R2的一端连接受控恒流源的正极，另一端通过负载RL连接受控恒流源的负极，且采样电阻R2的另一端还通过旁路电阻R1与受控恒流源的负极连接，所述运算放大器IC2的两端分别与采样电阻R2的两端连接，运算放大器IC2的输出端通过反馈单元连接运算放大器IC1的反相输入端，同向输入端连接基准电源，运算放大器IC1的输出端分别与反馈单元的输入端、旁路电阻R1的一端连接。
进一步地，还包括有MOS管Q1，运算放大器IC1的输出端连接MOS管Q1的栅极，MOS管Q1的源极连接采样电阻R2的另一端，MOS管Q1的漏极分别与反馈单元的输入端、旁路电阻R1的一端连接，利用MOS管改变电压来控制电流的特性，且MOS管Q1的驱动能力比运算放大器IC1大，使从MOS管Q1流出的电流可以更大。
进一步地，所述反馈单元包含有第一电阻R3、第二电阻R4，所述第一电阻R3的一端连接旁路电阻R1的一端，另一端连接第二电阻R4的一端，第二电阻R4的另一端连接运算放大器IC2的输出端，采用上述方案，所述第一电阻R3输出的电流反馈至所述运算放大器IC1上，所述第二电阻R4输出的电流反馈至所述运算放大器IC1上。
本发明的有益效果在于：本发明包含有一可控负载，所述可控负载并联在负载上且所述可控负载包含有运算放大器IC1与反馈单元，通过采用运算放大器IC1与反馈单元相互配合取代了传统由MOS管与二极管相互配合的结构，旁路上的电流经过反馈单元流至到运算放大器IC1上，运算放大器IC1根据反馈的电流大小输出一个与干路相应的电流，以达到总输出电流不变的效果，具有输出电流稳定的特性，解决了传统受控恒流源出现性能不理想、容易不稳定的问题。
附图说明
图1是本发明具体实施例一的电路图。
图2是本发明具体实施例二的电路图。
图3是本发明具体实施例三的电路图。
图4是本发明具体实施例四的电路图。
图5是本发明具体实施例五的电路图。
图6是现有的受控恒流源电路图。
具体实施方式
实施例一：请参阅图1所示，一种旁路并联恒流源电路，包括有受控恒流源以及负载RL，还包括有一可控负载，所述可控负载并联在负载RL上，其中，所述可控负载包含有运算放大器IC1、基准电源、旁路电阻R1、反馈单元，旁路电阻R1的一端、负载RL的一端均与受控恒流源的正极连接，旁路电阻R1的另一端与受控恒流源的负极连接，负载RL的另一端通过采样电阻R2与受控恒流源的负极连接，负载RL的一端通过反馈单元连接运算放大器IC1的反相输入端，运算放大器IC1的输出端分别与旁路电阻R1的一端、反馈单元的输入端连接，其中，运算放大器IC1的正向输入端连接基准电源。
进一步地，所述反馈单元包含有第一电阻R3、第二电阻R4，第一电阻R3的一端与运算放大器IC1的反相输入端连接，另一端与运算放大器IC1的输出端连接，所述第二电阻R4的一端与负载RL的一端连接，另一端与运算放大器IC1的反相输入端连接，采用上述方案，所述第一电阻R3输出的电流反馈至所述运算放大器IC1上，所述第二电阻R4输出的电流反馈至所述运算放大器IC1上。
实施例二，请参阅图2所示，进一步地，还包括有MOS管Q1，所述MOS管Q1的源极与受控恒流源的正极连接，MOS管Q1的栅极与运算放大器IC1的输出端连接，MOS管Q1的漏极与旁路电阻R1的一端连接，采用上述方案，利用MOS管改变电压来控制电流的特性，且MOS管Q1的驱动能力比运算放大器IC1大，使从MOS管Q1流出的电流可以更大。
本发明的使用原理如下：电流I0为电路中的总电流，电流IO为负载RL的电流加上流过旁电阻R1的电流，采样电阻R2用于检测流过负载RL上的电压并通过第二电阻R4反馈到运算放大器IC1中，从而调整运算放大器IC1的输出电压，当负载电阻RL两端的电流升高时，采样电阻R2两端的电压增大，该电压通过第二电阻R4反馈到运算放大器IC1中，运算放大器IC1输出低电压，MOS管Q1栅极的电流减少，总电流I0保持不变；当负载RL两端的电流变小，采样电阻R2的两端电压变小，运算放大器IC1输出电压升高，MOS管Q1栅极的电流变大，总电流IO不变。
实施例三：请参阅图3所示，一种旁路并联恒流源电路，包括有受控恒流源以及负载RL，还包括有一可控负载，所述可控负载并联在负载RL上，其中，所述可控负载包含有运算放大器IC1、基准电源、旁路电阻R1、反馈单元以及用于检测电流的运算放大器IC2，所述旁路电阻R1的一端连接受控恒流源的正极，另一端连接受控恒流源的负极，采样电阻R2的一端连接受控恒流源的正极，另一端通过负载RL连接受控恒流源的负极，运算放大器IC2的同相输入端、反相输入端分别与采样电阻R2的两端连接，运算放大器IC2的输出端通过反馈单元与运算放大器IC1的反相输入端连接，运算放大器IC1的输出端连接旁路电阻R1的一端，运算放大器IC1的同相输入端连接基准电源。
进一步地，还包括有MOS管Q1，运算放大器IC1的输出端连接MOS管Q1的栅极，MOS管Q1的源极与受控恒流源的正极连接，MOS管Q1的漏极通过旁路电阻R1连接受控恒流源的负极，采用上述方案，利用MOS管改变电压来控制电流的特性，且MOS管Q1的驱动能力比运算放大器IC1大，使从MOS管Q1流出的电流可以更大。
进一步地，所述反馈单元包含有第一电阻R3、第二电阻R4，所述第二电阻R4的一端连接运算放大器IC2的输出端，第二电阻R4的另一端分别与第一电阻R3的一端、运算放大器IC1的反相输入端连接，所述第一电阻R3的另一端与MOS管Q1的栅极连接，采用上述方案，所述第一电阻R3输出的电流反馈至所述运算放大器IC1上，所述第二电阻R4输出的电流反馈至所述运算放大器IC1上。
本发明的使用原理如下：通过专用的运算放大器IC2对电流信号进行检测并转换为电压信号输出，当电流通过负载RL变大时，电流监测输出电压变高，运算放大器IC2的输出电压减低，通过MOS管Q1栅极的电流变小，总电流I0保持不变。反之通过负载RL电流变小，采样电阻R2电压降低，电流监测输出电压变低，运算放大器IC2输出变高，通过MOS管Q1的电流变大，总电流不变。
实施例四：参阅图4所示，一种旁路并联恒流源电路，包括有受控恒流源以及负载RL，还包括有一可控负载，所述可控负载并联在负载RL上，其中，所述可控负载包含有采样电阻R2、运算放大器IC1、反馈单元、旁路电阻R1、基准电源以及用于电流检测的运算放大器IC2，所述采样电阻R2的一端连接受控恒流源的正极，另一端通过负载RL连接受控恒流源的负极，且采样电阻R2的另一端还通过旁路电阻R1与受控恒流源的负极连接，所述运算放大器IC2的两端分别与采样电阻R2的两端连接，运算放大器IC2的输出端通过反馈单元连接运算放大器IC1的反相输入端，同向输入端连接基准电源，运算放大器IC1输出端分别与反馈单元的输入端、旁路电阻R1的一端连接。
进一步地，还包括有MOS管Q1，运算放大器IC1的输出端连接MOS管Q1的栅极，MOS管Q1的源极连接采样电阻R2的另一端，MOS管Q1的漏极分别与反馈单元的输入端、旁路电阻R1的一端连接，利用MOS管改变电压来控制电流的特性，且MOS管Q1的驱动能力比运算放大器IC1大，使从MOS管Q1流出的电流可以更大。
进一步地，所述反馈单元包含有第一电阻R3、第二电阻R4，所述第一电阻R3的一端连接旁路电阻R1的一端，另一端连接第二电阻R4的一端，第二电阻R4的另一端连接运算放大器IC2的输出端，采用上述方案，所述第一电阻R3输出的电流反馈至所述运算放大器IC1上，所述第二电阻R4输出的电流反馈至所述运算放大器IC1上。
与现有技术相比，本发明包含有一可控负载，所述可控负载并联在负载上且所述可控负载包含有运算放大器IC1与反馈单元，通过采用运算放大器IC1与反馈单元相互配合取代了传统由MOS管与二极管相互配合的结构，旁路上的电流经过反馈单元流至到运算放大器IC1上，运算放大器IC1根据反馈的电流大小输出一个与干路相应的电流，以达到总输出电流不变的效果，具有输出电流稳定的特性，解决了传统受控恒流源出现性能不理想、容易不稳定的问题。
本发明的使用原理如下：利用采样电阻R2以及运算放大器IC2对总电流IO进行检监测，当IO总电流变大时采样电阻R2的压降变大，运算放大器IC2输出的电压升高，通过第二电阻R4输到运算放大器IC1的反相输入端，运算放大器IC1的输出电压减低，通过MOS管Q1的电流变小。反之，当总电流IO变小，采样电阻R2压降变小，电流监测输出电压降低，运算放大器IC1的输出电流增大，最终总电流I0保持不变。
实施例五：参阅图5所示，本发明的具体实施五中，采样电阻R2的一端连接旁路电阻R1的一端，另一端连接受控恒流源的负极，运算放大器IC2的同向输入端连接采样电阻R2的一端，另一端连接受控恒流源的负极，其余元件连接方式、结构以及原理均与实施例三一致。
以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种旁路并联恒流源电路，包括有受控恒流源以及负载(RL)，其特征在于，还包括有一可控负载，所述可控负载并联在负载(RL)上，其中，所述可控负载包含有运算放大器(IC1)、基准电源、旁路电阻(R1)、反馈单元，旁路电阻(R1)的一端、负载(RL)的一端均与受控恒流源的正极连接，旁路电阻(R1)的另一端与受控恒流源的负极连接，负载(RL)的另一端通过采样电阻(R2)与受控恒流源的负极连接，负载(RL)的一端通过反馈单元连接运算放大器(IC1)的反相输入端，运算放大器(IC1)的输出端分别与旁路电阻(R1)的一端、反馈单元的输入端连接，其中，运算放大器(IC1)的正向输入端连接基准电源。
2.根据权利要求1所述的一种旁路并联恒流源电路，其特征在于，所述反馈单元包含有第一电阻(R3)、第二电阻(R4)，第一电阻(R3)的一端与运算放大器(IC1)的反相输入端连接，另一端与运算放大器(IC1)的输出端连接，所述第二电阻(R4)的一端与负载(RL)的一端连接，另一端与运算放大器(IC1)的反相输入端连接。
3.根据权利要求1所述的一种旁路并联恒流源电路，其特征在于，还包括有MOS管(Q1)，所述MOS管(Q1)的源极与受控恒流源的正极连接，MOS管(Q1)的栅极与运算放大器(IC1)的输出端连接，MOS管(Q1)的漏极与旁路电阻(R1)的一端连接。
4.一种旁路并联恒流源电路，包括有受控恒流源以及负载(RL)，其特征在于，还包括有一可控负载，所述可控负载并联在负载(RL)上，其中，所述可控负载包含有运算放大器(IC1)、基准电源、旁路电阻(R1)、反馈单元以及用于检测电流的运算放大器(IC2)，所述旁路电阻(R1)的一端连接受控恒流源的正极，另一端连接受控恒流源的负极，采样电阻(R2)的一端连接受控恒流源的正极，另一端通过负载(RL)连接受控恒流源的负极，运算放大器(IC2)的同相输入端、反相输入端分别与采样电阻(R2)的两端连接，运算放大器(IC2)输出端通过反馈单元与运算放大器(IC1)的反相输入端连接，运算放大器(IC1)的输出端连接旁路电阻(R1)的一端，运算放大器(IC1)的同相输入端连接基准电源。
5.根据权利要求4所述的一种旁路并联恒流源电路，其特征在于，还包括有MOS管(Q1)，运算放大器(IC1)的输出端连接MOS管(Q1)的栅极，MOS管(Q1)的源极与受控恒流源的正极连接，MOS管(Q1)的漏极通过旁路电阻(R1)连接受控恒流源的负极。
6.根据权利要求4所述的一种旁路并联恒流源电路，其特征在于，所述反馈单元包含有第一电阻(R3)、第二电阻(R4)，所述第二电阻(R4)的一端连接运算放大器(IC2)的输出端，第二电阻(R4)的另一端分别与第一电阻(R3)的一端、运算放大器(IC1)的反相输入端连接，所述第一电阻(R3)的另一端与MOS管(Q1)的栅极连接。
7.一种旁路并联恒流源电路，包括有受控恒流源以及负载(RL)，其特征在于，还包括有一可控负载，所述可控负载并联在负载(RL)上，其中，所述可控负载包含有采样电阻(R2)、运算放大器(IC1)、反馈单元、旁路电阻(R1)、基准电源以及用于电流检测的运算放大器(IC2)，所述采样电阻(R2)的一端连接受控恒流源的正极，另一端通过负载(RL)连接受控恒流源的负极，且采样电阻(R2)的另一端还通过旁路电阻(R1)与受控恒流源的负极连接，所述运算放大器(IC2)的两端分别与采样电阻(R2)的两端连接，运算放大器(IC2)的输出端通过反馈单元连接运算放大器(IC1)的反相输入端，同向输入端连接基准电源，运算放大器(IC1)输出端分别与反馈单元的输入端、旁路电阻(R1)的一端连接。
8.根据权利要求7所述的一种旁路并联恒流源电路，其特征在于，还包括有MOS管(Q1)，运算放大器(IC1)的输出端连接MOS管(Q1)的栅极，MOS管(Q1)的源极连接采样电阻(R2)的另一端，MOS管(Q1)的漏极分别与反馈单元的输入端、旁路电阻(R1)的一端连接。
9.根据权利要求7所述的一种旁路并联恒流源电路，其特征在于，所述反馈单元包含有第一电阻(R3)、第二电阻(R4)，所述第一电阻(R3)的一端连接旁路电阻(R1)的一端，另一端连接第二电阻(R4)的一端，第二电阻(R4)的另一端连接运算放大器(IC2)的输出端。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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