CN209327891U - 一种恒流源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种恒流源电路，涉及恒流源电路技术领域，包括第一电容、第二电容、第一三极管、第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻及第六电阻,第一电容串联在第一运算放大器反向输入端及输出端之间，第二电阻串联在第一运算放大器输出端与第一三极管基极之间，第二电阻串联在第一三极管发射极及第二运算放大器正向输入端之间，第五电阻及第三电阻串联在第一三极管发射极及第二运算放大器反向输入端之间，第四电阻串联在第二运算放大器输出端及反向输入端之间，第六电阻串联在第二运算放大器输出端及第一运算放大器反向输入端之间，本实用新型提供的恒流电路结构简单，成本低，恒流精度高。

Description

一种恒流源电路

技术领域

本实用新型涉及恒流源电路技术领域，尤其是涉及一种恒流源电路。

背景技术

随着电子技术的发展，数字电路在电子技术领域的不断扩展。目前小电流的恒流源电路主要使用的并联稳压器TL431和三极管、稳压二极管和三极管或者两只同类型三极管实现。由于上述的几种方法缺陷在于不同类型的管子，其Ube电压不是一个固定的值，及时是相同的管子，也存在精度误差，在不同的电流下工作，Ube也会有所波动。而采用电源的思想设计的恒流源，其恒流精度一般低于1％，不适合超高精度电流的工作场合。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种恒流源电路。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

具体的，一种恒流源电路，包括第一电容、第二电容、第一三极管、第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻及第六电阻,所述第一运算放大器的正向输入端为信号输入端，第一运算放大器的反向输入端与所述第一电容的第一端连接，第一电容的第二端与第一运算放大器的输出端连接，所述第二电阻串联在第一运算放大器的输出端与所述第一三极管的基极之间，所述第二电容的第一端接地，其第二端与第一三极管的基极连接，第一三极管的集电极接电源电压，其发射极与所述第二电阻的第二端及所述第三电阻的第一端连接，第二电阻的第一端与所述第二运算放大器的正向输入端连接，第二运算放大器的反向输入端与所述第四电阻的第二端及第五电阻的第一端连接，第五电阻的第二端与第三电阻的第二端连接并接地，第四电阻的第一端与第二运算放大器的输出端及所述第六电阻的第二端连接，第六电阻的第一端与第一运算放大器反向输入端连接。

进一步的，所述恒流电路还包括第三运算放大器及第七电阻，所述第七电阻的第一端与所述第一运算放大器的输出端连接，其第二端与所述第三运算放大器的正向输入端连接，第三运算放大器的输出端与其反向输入端连接并接所述第二电阻的第一端。

进一步的，所述恒流电路还包括第四运算放大器、第五运算放大器、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻及第十二电阻，所述第十二电阻串联在所述第二运算放大器的输出端及所述第四运算放大器的正向输入端之间，第四运算放大器的反向输出端与其输出端连接，所述第十一电阻串联在所述第五运算放大器的输出端及第四运算放大器的正向输入端之间，所述第十电阻的第一端与第五运算放大器的正向输入端连接，第十电阻的第二端接地，所述第九电阻的第一端与第五运算放大器的反向输入端连接，第九电阻的第二端接地，所述第八电阻的第一端与第五运算放大器的输出端连接，第八电阻的第二端与第五运算放大器的反向输入端连接。

进一步的，所述第一三极管为达林顿管。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供的恒流电路结构简单，成本低，恒流精度高。

附图说明

图1为本实用新型优选实施例提供的一种恒流源电路结构示意图；

图2为本实用新型优选实施例提供的另一种恒流源电路结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

如图1所示，一种恒流源电路，包括第一电容C1、第二电容C8、第一三极管Q1、第一运算放大器U3A、第二运算放大器U3B、第一电阻R7、第二电阻R16、第三电阻R19、第四电阻R20、第五电阻R21、第六电阻R13及滑动变阻器RP1,第一运算放大器U3A的正向输入端为信号输入端，第一运算放大器U3A的反向输入端与第一电容C1的第一端连接，第一电容C1的第二端与第一运算放大器U3A的输出端连接，第二电阻R7串联在第一运算放大器U3A的输出端与第一三极管Q1的基极之间，第二电容C8的第一端接地，其第二端与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的集电极接电源电压，其发射极与第二电阻R16的第二端及第三电阻R19的第一端连接，第二电阻R16的第一端与第二运算放大器U3B的正向输入端连接，第二运算放大器U3B的反向输入端与第四电阻R20的第二端及第五电阻(R21)的第一端连接，第五电阻(R21)的第二端与第三电阻R19的第二端连接并接地，第四电阻R20的第一端与滑动变阻器RP1的第二端连接，滑动变阻器RP1的第一端接地，其滑动控制端与第二运算放大器U3B的输出端连接，第二运算放大器U3B的输出端还与第六电阻R13的第二端连接，第六电阻R13的第一端与第一运算放大器U3A反向输入端连接。

其中，第一运算放大器U3A及第二运算放大器U3B分别为双运算放大器的两个通道，双运算放大器为AD712，第一三极管Q1为达林顿管，具体为TIP137，第一电阻R7为限流电阻，第三电阻R19阻值为0.1R，第二电阻R16阻值为10K，第四电阻R20的阻值为90K，第五电阻R21的阻值为10K。

本实施例中，输入信号的大小由单片机控制，输入信号加到第一运算放大器U3A的正向输入端，输出电位通过第一电阻R7后，加到达林顿管Q1的B引脚上，通过第一电容C1滤除达林顿管Q1可能产生的自激信号，利用达林顿管Q1的电流放大特性，可实现大电流的输出，电流的放大倍数约为1000～15000倍。

由IC＝βIB，β为常数，由于β值很大则有IC＞＞IB，故IC≈IE。

上述可知，改变达林顿管Q1的B引脚上的电流，即可改变达林顿管Q1的C引脚上的电流,而E引脚上与大地之间串联第三电阻R19作为大功率的采样电阻，则第三电阻R19的两端的电压再通过第二运算放大器U3B的输出端后与第一运算放大器U3A的反向输入端连接实现钳位达林顿管Q1的B引脚电位。

设第一运算放大器U3A正向输入端处的输入电压为U3,第一运算放大器U3A的反向输入端处电压为U2，通过运算放大器的虚短虚断原理，可知U3＝U2,第三电阻R19的电压Ur＝RI,则通过第二运算放大器U3B放大后其输出端电压U7＝RI(1+R20/R21)＝0.1×10I＝I，而U7＝U2＝U3,则U3＝I,从而达到理想的可调结果。

设△U＝U3–U2，当第三电阻R19的电压升高时，第二运算放大器U3B的输出端电压升高，从而第一运算放大器U3A的反向输入端电压U2升高，此时△U为负，达林顿管Q1的B引脚上电位降低，从而使流过达林顿管Q1的集电极C和发射极E电流降低,当达林顿管Q1的集电极C和发射极E电流降低时,第三电阻R19电压降低，第二运算放大器U3B的输出端电压降低，从而第一运算放大器U3A的反向输入端电压U2电压降低,△U为正，从而使流过达林顿管的集电极C和发射极E电流升高，当△U为零时，电流则恒定，从而达到恒流目的。

实施例2

如图2所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，在实施例1的基础上，本实施例的恒流电路还包括第三运算放大器U2及第七电阻R5，第七电阻R5的第一端与第一运算放大器U3A的输出端连接，其第二端与第三运算放大器U2的正向输入端连接，第三运算放大器U2的输出端与其反向输入端连接并接第二电阻R7的第一端，通过第三运算放大器U2对输入信号进行进一步放大，其中，第三运算放大器U2为OPA544。

进一步的，恒流电路还包括第四运算放大器U4A、第五运算放大器U4B、第八电阻R10、第九电阻R11、第十电阻R14、第十一电阻R17及第十二电阻R18，第十二电阻R18串联在第二运算放大器U3B的输出端及第四运算放大器U4A的正向输入端之间，第四运算放大器U4A的反向输出端与其输出端连接，第十一电阻R17串联在第五运算放大器U4B的输出端及第四运算放大器U4A的正向输入端之间，第十电阻R14的第一端与第五运算放大器U4B的正向输入端连接，第十电阻R14的第二端接地，第九电阻R11的第一端与第五运算放大器U4B的反向输入端连接，第九电阻R11的第二端接地，第八电阻R10的第一端与第五运算放大器U4B的输出端连接，第八电阻R10的第二端与第五运算放大器U4B的反向输入端连接，第五运算放大器U4B的输出端输出电压值等于通过第三电阻R19的电流值，本实施例与实施例1的不同之处还在于，第三电阻R19的第二端与连接端子P1连接，用于为负载提供恒定的电流，其中，第四运算放大器U4A及第五运算放大器U4B分别为双运算放大器的两个通道，双运算放大器为AD712。

Claims (4)

1.一种恒流源电路，其特征在于，包括第一电容(C1)、第二电容(C8)、第一三极管(Q1)、第一运算放大器(U3A)、第二运算放大器(U3B)、第一电阻(R7)、第二电阻(R16)、第三电阻(R19)、第四电阻(R20)、第五电阻(R21)及第六电阻(R13),所述第一运算放大器(U3A)的正向输入端为信号输入端，第一运算放大器(U3A)的反向输入端与所述第一电容(C1)的第一端连接，第一电容(C1)的第二端与第一运算放大器(U3A)的输出端连接，所述第二电阻(R7)串联在第一运算放大器(U3A)的输出端与所述第一三极管(Q1)的基极之间，所述第二电容(C8)的第一端接地，其第二端与第一三极管(Q1)的基极连接，第一三极管(Q1)的集电极接电源电压，其发射极与所述第二电阻(R16)的第二端及所述第三电阻(R19)的第一端连接，第二电阻(R16)的第一端与所述第二运算放大器(U3B)的正向输入端连接，第二运算放大器(U3B)的反向输入端与所述第四电阻(R20)的第二端及第五电阻(R21)的第一端连接，第五电阻(R21)的第二端与第三电阻(R19)的第二端连接并接地，第四电阻(R20)的第一端与第二运算放大器(U3B)的输出端及所述第六电阻(R13)的第二端连接，第六电阻(R13)的第一端与第一运算放大器(U3A)反向输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种恒流源电路，其特征在于，所述恒流源电路还包括第三运算放大器(U2)及第七电阻(R5)，所述第七电阻(R5)的第一端与所述第一运算放大器(U3A)的输出端连接，其第二端与所述第三运算放大器(U2)的正向输入端连接，第三运算放大器(U2)的输出端与其反向输入端连接并接所述第二电阻(R7)的第一端。

3.根据权利要求1所述的一种恒流源电路，其特征在于，所述恒流源电路还包括第四运算放大器(U4A)、第五运算放大器(U4B)、第八电阻(R10)、第九电阻(R11)、第十电阻(R14)、第十一电阻(R17)及第十二电阻(R18)，所述第十二电阻(R18)串联在所述第二运算放大器(U3B)的输出端及所述第四运算放大器(U4A)的正向输入端之间，第四运算放大器(U4A)的反向输出端与其输出端连接，所述第十一电阻(R17)串联在所述第五运算放大器(U4B)的输出端及第四运算放大器(U4A)的正向输入端之间，所述第十电阻(R14)的第一端与第五运算放大器(U4B)的正向输入端连接，第十电阻(R14)的第二端接地，所述第九电阻(R11)的第一端与第五运算放大器(U4B)的反向输入端连接，第九电阻(R11)的第二端接地，所述第八电阻(R10)的第一端与第五运算放大器(U4B)的输出端连接，第八电阻(R10)的第二端与第五运算放大器(U4B)的反向输入端连接。

4.根据权利要求1所述的一种恒流源电路，其特征在于，所述第一三极管(Q1)为达林顿管。