【導讀】傳chuan感gan器qi及ji發fa光guang器qi件jian常chang需xu恒heng流liu源yuan供gong電dian，精jing確que測ce量liang微wei小xiao電dian阻zu一yi般ban也ye要yao用yong到dao恒heng流liu源yuan。恒heng流liu源yuan的de本ben質zhi是shi其qi具ju有you調tiao節jie負fu載zai兩liang端duan電dian壓ya的de能neng力li，凡fan具ju有you電dian壓ya調tiao整zheng能neng力li的de器qi件jian均jun可ke構gou成cheng恒heng流liu源yuan，包bao括kuo運yun放fang、穩壓芯片
、三極管、MOS管等。下麵以運放和電壓調節器為例來構成恒流源。

傳chuan感gan器qi及ji發fa光guang器qi件jian常chang需xu恒heng流liu源yuan供gong電dian，精jing確que測ce量liang微wei小xiao電dian阻zu一yi般ban也ye要yao用yong到dao恒heng流liu源yuan。恒heng流liu源yuan的de本ben質zhi是shi其qi具ju有you調tiao節jie負fu載zai兩liang端duan電dian壓ya的de能neng力li，凡fan具ju有you電dian壓ya調tiao整zheng能neng力li的de器qi件jian均jun可ke構gou成cheng恒heng流liu源yuan，包bao括kuo運yun放fang、穩壓芯片、三極管、MOS管等。下麵以運放和電壓調節器為例來構成恒流源。

一. 圖一所示的V/I轉換電路中，對采樣電阻Rs左側電壓Uo1執行負反饋，右側電壓Ua跟隨到同相輸入端，以維持Rs兩端電壓恒定。對運放A1而言，是局部負反饋電路
，仍滿足虛短條件，屬同相加法器電路
，可進行如下推導運算。

Up1為Ui和Uo2在同相端P1處的疊加

，即Up1=0.5Ui+0.5Uo2 ;

Uo1=2Up1=Ui+Uo2 ,

Uo1-Uo2=Ui，其中的Uo2=Ua,

即Uo1-Ua=Ui

，可見Rs兩端的電壓為Ui;因Ip2=0 ,流過負載的電流IL=Io=Ui/Rs，負載上的電流與電壓成正比例函數關係，轉換係數是1/Rs ，當Rs=500歐時
，IL=0.002Ui 例如

，若Ui=0~10V,則lL=0~20mA。如果Ui由精密的基準源Vref給定，Rs采用低溫漂精密電阻，則負載將流過精確的恒定電流IL=Vref/Rs 。下麵將利用TL431B產生的基準電壓，將圖一電路改成恒流源。

對照圖二右側的TL431內部原理框圖
，調整端R連接至內部運放的同相輸入端，是虛斷的，IR=0 ,可知左圖中的I1=I2 ;當A點電壓超過2.495V時，內部三極管T就會導通進行電壓調節

，多餘電壓加在R0上，使A點電壓維持在2.495V,根據I1=I2方程，可得：（Vout-2.495)/R1=2.495/R2即Vout=(1+R1/R2)*2.495 ;圖示輸出電壓可以在2.495~5V之間調節，下麵用此基準電壓
，結合圖一原理
，來構成一個可調恒流源


，如圖三所示。

由圖一電路原理可知，負載電流IL=Vref/Rs ，由於Vref和Rs都是精確值
，IL就是恒定值。為減小對基準源的影響
，同時提高運放A1的運算精度，增加電壓跟隨器A0作隔離緩衝; Vref=2.5V~7.5V

，取Rs=360歐
，電流可恒定在7mA至20mA之間的一個值上

；也可以保持Vref不變


，將Rs用精密多圈電位器代替，通過改變Rs來調整恒流值。運放的輸出電流一般都比較小，需要輸出較大的恒定電流時
，可以用三極管
、達林頓管和MOSFET進行擴流
，可以在圖三基礎上進行擴流，也可用圖四和圖五所示電路進行擴流。

圖四是由運放和三極管組成的V/I轉換電路，輸入信號Ui經R1加至A1的同相端，T1發射極接有負反饋電阻Rp和RL
，負反饋信號經A2緩衝後，經由電阻R3加到A1反相端；負載電阻RL為正反饋電阻，經A3緩衝後
，經由電阻R4加至A1同相輸入端；

R1=R2 ,R3=R4
，整體電路屬於電流串聯負反饋電路，具有比較好的恒流特性，設R1=R2=m ,R3=R4=n .根據疊加：

Up=n/(m+n)*Ui+m/(m+n)*Ub ;

Un=m/(m+n)*Ua

由Up=Un，得Ua-Ub=n/m*Ui

而Ua-Ub=Io*Rp,得Io=n/(mRp)*Ui;

按圖四參數，如取Rp=500歐，則Io=4Ui ；Ui=1~5V 
，則Io=4~20mA 。可以看出，輸出電流Io與輸入電壓成正比例函數關係，改變Rp可以調整轉換係數。

將Ui用基準源提供，Rp用采樣電阻代替，選合適功率的三極管，即可得到需要的恒流源。如圖五所示，將R1~R4取相同的值，則有：

Io=Vref/Rs ，采樣電阻Rs取不同的定值，即可得到不同大小的恒流源


，但應注意Io(RL+Rs)應小於電源電壓
，並根據電流大小確定三極管和采樣電阻Rs的功率參數。

二. 恒流源也可由穩壓芯片構成

，由可調穩壓芯片LM317構成的恒流源如圖六所示。

圖六右側為LM317構成電流源時的內部原理框圖
，內部運放A構成負反饋。

Up=1.25V+(Iadj+Is)RL ;

Un=IsRs+(Is+Iadj)RL ;

由Un=Up ，得Is=1.25/Rs ;

負載上電流：Io=Is+Iadj ，其中Iadj僅50微安左右
，且很穩定
，變化量隻有0.2~5uA,可以認為輸出電流Io是恒定的，近似計算時忽略Iadj,

Io=Is=1.25/Rs ；Rs為LM317輸出端和調整端之間連接的取樣電阻。

LM317內部電路需要足夠的壓差才能正常工作，要求最小輸出電流應在5mA以上; 當需要10～100mA的恒流源時
，選用TO-92封裝的小功率LM317L，對應的電路圖如圖六左側所示；當需要使用100mA~1A的恒流源時，可用TO-220封裝的LM317 。最大恒流值除與LM317自身額定電流有關外，還與輸入和輸出的壓差有很大關係，電流比較大時，輸入電壓不要選太高。

圖七中的LM317LZ構成了15mA的恒流源
，用於驅動雙向可控矽型光耦，可以適應3.3V～24VDC的驅動電壓
，電壓雖變，驅動效果不變。

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