CN204131096U - 一种基于mos管的恒流电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于MOS管的恒流电路，包括：恒流负载电路和控制电路，控制电路包括：用于与待测电路连接的第一电源端，分别并联在第一电源端的输入端与输出端之间第一微分电路和第一支路；恒流负载电路包括：用于与外界电源连接的第二电源端，分别于第二电源端并联的第二微分电路、第二支路与第三支路；第二支路包括：第四电阻、MOS管以及第六电阻，第四电阻的输出端与MOS管的漏极连接，MOS管的源极与第六电阻的输入端连接，第三支路包括：第三电阻和第七电阻，第三电阻的输入端与第二电源端的输出端连接，且第七电阻的输入端与MOS管的栅极、三极管的集电极并联，第七电阻的输出端与第二电源端的输入端连接。

Description

一种基于MOS管的恒流电路

技术领域

本实用新型涉及电源负载控制领域，具体涉及一种基于MOS管的恒流电路。

背景技术

目前，电源的固定负载电路中，多采用较大功率的定值电阻，然而大功率电阻本身消耗热能较多，会造成较多的能量的损耗，且不利于电源内部散热，影响电源的安全性能。

实用新型内容

为了克服电源负载电路中大功率电阻造成能量损耗的较多的问题，本实用新型提供了一种基于MOS管的恒流电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供了一种基于MOS管的恒流电路，包括：恒流负载电路和控制电路，其中，

控制电路包括：用于与待测电路连接的第一电源端，分别并联在第一电源端的输入端与输出端之间第一微分电路和第一支路；第一支路包括第二电阻、第二稳压管以及三极管，第二电阻的输入端与第一电源端的输出端连接，第二电阻的输出端与第二稳压管的输入端连接，第二稳压管的输出端与三极管的基极连接，三极管的发射极与第一电源端连接；

恒流负载电路包括：用于与外界电源连接的第二电源端，分别于第二电源端并联的第二微分电路、第二支路与第三支路；第二支路包括：第四电阻、MOS管以及第六电阻，第四电阻的输入端与第二电源端的输出端连接，第四电阻的输出端与MOS管的漏极连接，MOS管的源极与第六电阻的输入端连接，第六电阻的输出端与第二电源端的输入端连接；

第三支路包括：第三电阻和第七电阻，其中，第三电阻的输入端与第二电源端的输出端连接，第三电阻的输出端与第七电阻的输入端连接，且第七电阻的输入端与MOS管的栅极、三极管的集电极并联，第七电阻的输出端与第二电源端的输入端连接；第七电阻的两端并联有第一稳压管。

进一步地，三极管为NPN型三极管。

进一步地，MOS管为N通道型MOS管。

进一步地，第一微分电路由第一电容与第一电阻并联而成，第一电容的输入端与第一电阻的输入端分别与第一电源端的输出端连接，第一电容的输出端与第一电阻的输出端分别与第一电源端的输入端连接。

进一步地，第二微分电路由第二电容与第五电阻并联而成，第二电容的输入端与第五电阻输入端分别与第二电源的输出端连接，第二电容的输出端与第五电阻的输出端分别与第二电源端的输入端连接。

进一步地，第一电源端为电流采集电路，电流采集电路由电流互感器和第一整流器组成；电流互感器的输入端与待测电路连接，电流互感器的输出端与第一整流器的输入端连接，第一整流器的输出端与第一微分电路并联。

进一步地，第一整流器为桥式整流器。

进一步地，第一整流器的整流元件为二极管。

进一步地，第一电源端为设有电流监控芯片的电流监控电路。

进一步地，第二电源端包括：变压器和第二整流器。

进一步地，第二电源端与所述变压器的初级连接。

进一步地，变压器设有为负载绕组的变压器，第二电源端并联在负载绕组上。

进一步地，第二整流器为桥式整流器。

进一步地，第二整流器的整流元件为二极管。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的基于MOS管的恒流电路，通过调整电阻的配置，可控制电路中电流的大小，将电流限制在所需范围之内；当电流达到一定值时，可关闭恒流负载电路，避免造成能量的过多损耗，提升电源的工作效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的基于MOS管的恒流电路的电路连接示意图；

图2为本实用新型实施例所述的与变压器的初级连接的第二电源端的电路连接示意图；

图3为本实用新型实施例所述的设有负载绕组的变压器的第二电源端的电路连接示意图。

附图标记说明：

R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；R6、第六电阻；R7、第七电阻；VD1、第一稳压管；VD2、第二稳压管；VT1、三极管；VT2、MOS管；C1、第一电容；C2、第二电容；T1、电流互感器；T2、变压器；D1、第一整流器；D2、第二整流器。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

参见图1，本实用新型提供了一种基于MOS管的恒流电路，包括：恒流负载电路和控制电路，其中，

控制电路包括：用于与待测电路连接的第一电源端，分别与所述第一电源端的的输出端并联的第一微分电路和第一支路；进一步地，第一电源端为设有电流监控芯片的电源监控电路或电流采集电路；电流监控电路可将待测电路的电流传输给第一微分电路和第一支路；电流采集电路由电流互感器T1和第一整流器D1组成，其中，第一整流器D1为桥式整流器，第一整流器D1的整流元件为二极管，电流互感器T1将采集到的电流转换为电压，传输给第一整流器D1，第一整流器D1将交流电转换为直流电。

进一步地，第一微分电路由第一电容C1与第一电阻R1并联而成，第一电容C1的输入端与第一电阻R1的输入端分别与第一电源端的输出端连接，第一电容C1的输出端与第一电阻R1的输出端分别与第一电源端连接，第一电源端提供的电压经过第一微分电路的滤波，传输给第一支路。

第一支路包括第二电阻R2、第二稳压管VD2以及三极管VT1，第二电阻R2的输入端与第一电源端的输出端连接，第二电阻R2的输出端与第二稳压管VD2的输入端连接，第二稳压管VD2的输出端与三极管VT1的基极连接，三极管VT1的发射极与第一电源端的输入端连接；进一步地，三极管VT1为NPN型三极管。

恒流负载电路包括：用于与外界电源连接的第二电源端、第二微分电路、相互并联的第二支路与第三支路；进一步地，第二电源包括变压器T2和第二整流器D2；

参见图2，第二电源端可与变压器T2的初级连接，从变压器T2的初级取电；参见图3，变压器T2可为设有负载绕组的变压器，第二电源端可以并联在负载绕组上；第二整流器D2为桥式整流器，第二整流器D2的整流元件为二极管。

继续参见图1，第二微分电路由第二电容C2与第五电阻R5并联而成，第二电容C2的输入端与第五电阻R5输入端分别与第二电源的输出端连接，第二电容C2的输出端与第五电阻R5的输出端与第二电源端的输入端连接。

第二支路包括：第四电阻R4、MOS管VT2以及第六电阻R6，第四电阻R4的输入端与第二电源端的输出端连接，第四电阻R4的输出端与MOS管VT2的漏极连接，MOS管VT2的源极与第六电阻R6的输入端连接，第六电阻R6的输出端与第二电源端的输入端连接；进一步地，MOS管VT2为N通道型MOS管。

第三支路包括：第三电阻R3和第七电阻R7，其中，第三电阻R3的输入端与第二电源端的输出端连接，第三电阻R3的输出端与第七电阻R7的输入端连接，且第七电阻R7的输入端与MOS管VT2的栅极、三极管VT1的集电极并联，第七电阻R7的输出端与第二电源端的输入端连接；第七电阻R7的两端并联有第一稳压管VD1。

进一步地，第三电阻R3和第七电阻R7选用大阻值的贴片电阻，第四电阻R4和第六电阻R6选用阻值相对小的金属膜电阻。

当电流采集电路采集到的电流经过第一整流器D1的转换，提供的电压没有达到三级管VT1的门限电压时，三级管VT1处于截止状态；此时，MOS管VT2处遇导通状态，第二支路有电流通过；而第三支路由于第三电阻R3和第七电阻R7均为大阻值电阻，其电流非常微小，可忽略不计。

令第二电源端提供的电压为U，MOS管VT2栅极的电压为U_g，MOS管VT2栅极与源极之间的电压为U_gs，MOS管VT2的门限电压为U_gs(th)，恒流负载电路的功率为P，电流为I，电流最大值为I_a，则有

$U_g=\frac{R7}{(R3+R7)}\×U$

U_g＝U_gs+I×R6

则有恒流负载电路的电流I：

$I=\frac{U_g-U_{\mathrm{gs}}}{R6},$

则有恒流负载电路的功率P：

P＝U×I

则有恒流负载电路的电流I：

$I=\frac{U\left(\frac{R7}{(R3+R7)}\right)-U_{\mathrm{gs}\left(\mathrm{th}\right)}}{R6}$

那么恒流负载电路中的电流I可通过第三电阻R3和第七电阻R7来调节，电流最大值I_a为：

$I_a=\frac{U}{R4+R6}$

当电流采集电路采集到的电流经过第一整流器D1的转换，提供的电压有达到三级管VT1的门限电压时，三级管VT1处于导通状态，此时三级管VT1的集电极向MOS管VT2栅极提供电压，MOS管VT2关闭，第二支路中无电流通过，恒流负载电路关闭，减少了能量的损耗，提升了电源的效率。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (14)

1.一种基于MOS管的恒流电路，其特征在于，包括：恒流负载电路和控制电路，其中，

所述控制电路包括：用于与待测电路连接的第一电源端，分别并联在所述第一电源端的输入端与输出端之间第一微分电路和第一支路；所述第一支路包括第二电阻(R2)、第二稳压管(VD2)以及三极管(VT1)，所述第二电阻(R2)的输入端与所述第一电源端的输出端连接，所述第二电阻(R2)的输出端与所述第二稳压管(VD2)的输入端连接，所述第二稳压管(VD2)的输出端与所述三极管(VT1)的基极连接，所述三极管(VT1)的发射极与所述第一电源端连接；

所述恒流负载电路包括：用于与外界电源连接的第二电源端，分别于所述第二电源端并联的第二微分电路、第二支路与第三支路；所述第二支路包括：第四电阻(R4)、MOS管(VT2)以及第六电阻(R6)，所述第四电阻(R4)的输入端与所述第二电源端的输出端连接，所述第四电阻(R4)的输出端与所述MOS管(VT2)的漏极连接，所述MOS管(VT2)的源极与所述第六电阻(R6)的输入端连接，所述第六电阻(R6)的输出端与所述第二电源端的输入端连接；

所述第三支路包括：第三电阻(R3)和第七电阻(R7)，其中，所述第三电阻(R3)的输入端与所述第二电源端的输出端连接，所述第三电阻(R3)的输出端与所述第七电阻(R7)的输入端连接，且所述第七电阻(R7)的输入端与所述MOS管(VT2)的栅极、所述三极管(VT1)的集电极并联，所述第七电阻(R7)的输出端与所述第二电源端的输入端连接；所述第七电阻(R7)的两端并联有第一稳压管(VD1)。

2.如权利要求1所述的基于MOS管的恒流电路，其特征在于，所述三极管(VT1)为NPN型三极管。

3.如权利要求1所述的基于MOS管的恒流电路，其特征在于，所述MOS管(VT2)为N通道型MOS管。

4.如权利要求1所述的基于MOS管的恒流电路，其特征在于，所述第一微分电路由第一电容(C1)与第一电阻(R1)并联而成，所述第一电容(C1)的输入端与第一电阻(R1)的输入端分别与所述第一电源端的输出端连接，所述第一电容(C1)的输出端与第一电阻(R1)的输出端分别与所述第一电源端的输入端连接。

5.如权利要求1所述的基于MOS管的恒流电路，其特征在于，所述第二微分电路由第二电容(C2)与第五电阻(R5)并联而成，所述第二电容(C2)的输入端与第五电阻(R5)输入端分别与所述第二电源的输出端连接，所述第二电容(C2)的输出端与第五电阻(R5)的输出端分别与所述第二电源端的输入端连接。

6.如权利要求1所述的基于MOS管的恒流电路，其特征在于，所述第一电源端为电流采集电路，所述电流采集电路由电流互感器(T1)和第一整流器(D1)组成；所述电流互感器(T1)的输入端与待测电路连接，所述电流互感器(T1)的输出端与所述第一整流器(D1)的输入端连接，所述第一整流器(D1)的输出端与所述第一微分电路并联。

7.如权利要求6所述的基于MOS管的恒流电路，其特征在于，所述第一整流器(D1)为桥式整流器。

8.如权利要求6所述的基于MOS管的恒流电路，其特征在于，所述第一整流器(D1)的整流元件为二极管。

9.如权利要求1所述的基于MOS管的恒流电路，其特征在于，所述第一电源端为设有电流监控芯片的电流监控电路。

10.如权利要求1所述的基于MOS管的恒流电路，其特征在于，所述第二电源端包括：变压器(T2)和第二整流器(D2)。

11.如权利要求10所述的基于MOS管的恒流电路，其特征在于，所述第二电源端与所述变压器(T2)的初级连接。

12.如权利要求10所述的基于MOS管的恒流电路，其特征在于，所述变压器(T2)为设有负载绕组的变压器，所述第二电源端并联在所述负载绕组上。

13.如权利要求10所述的基于MOS管的恒流电路，其特征在于，所述第二整流器(D2)为桥式整流器。

14.如权利要求10所述的基于MOS管的恒流电路，其特征在于，所述第二整流器(D2)的整流元件为二极管。