TA的每日心情 | 开心
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恒流电路在电源中的应用
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9 K2 w2 i8 V# V$ k由于市场需求，电源模块越来越追求宽电压输入，宽电压输入就会导致供电电流随输入电压变化而变化，为了高电压和低电压输入的情况下，都能获得恒定的供电电流，在输入端加一个恒流电路，以获得性能的一致性。7 j! e7 B) H. d |8 b% [3 v
; i' F5 Z9 W2 g5 E1 R6 F* G) ]理想的恒流源1 }% c8 \+ s5 b: e) J1 B
理想的恒流源是电流不随输入电压的变化而变化，不受环境温度的影响，内阻无穷大。但是，实际中的恒流电路跟理想的还是存在差距，所以要根据实际应用选取合适的恒流源电路。( B0 {! l* `( h7 x& s3 t
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几种简单的恒流源介绍* n1 y, y0 x: h/ o3 s3 _
由两个三极管组成的恒流源电路，如电路图1: O* j7 u. `/ H) [4 U
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图 19 G. Q" r2 x* C4 K6 n
# B$ f' l, V0 I) r2 x由两个同型号的三极管，根据三极管Vbe电压相对稳定，以及三极管的基极电流相对集电极电流较小的特点，组成一个电流相对恒定的恒流源，电流Io=Vbe/R1；这个恒流源没有用到特殊器件，两个三极管和两个电阻组成，成本低，电流Io可调；缺点是Vbe的大小会随电流及温度的变化而变化，电流大Vbe大，温度低Vbe大，所以不适合用在精度要求高的地方。
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# q6 @. H( Y# f由稳压管组成的恒流源电路，如电路图2* e. z, j4 u; U( F/ l
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图 27 Y8 V2 j1 ~0 w" L% ~ V4 Q
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此恒流电路主要是运用了稳压二极管上的电压较稳定特性，以及三极管Vbe的稳定性，组成的恒流电路，Io=(Vd-Vbe)/R3;此电路优点是成本低，电流可调，缺点是温度特性差，稳流精度不高，适用于对精度要求不高的场合。5 J" s. ^$ [2 ?4 O% T" c8 s
由TL431组成的恒流源，如电路图3" W) R$ h0 Z- W2 J: @
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图 3
6 o* X+ C9 n, C+ `. z, K% S3 P( |1 p$ q6 x& O5 b( `
TL431提供一个基准电压Vref，组成一个恒流源，电流Io=Vref/R2。
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由三端稳压器组成的恒流源，如电路图40 y+ E5 D8 W% ~0 _1 A3 n
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图 4
& q! T& f3 P1 s M; L6 [& \4 C
' b% B7 R, ?" c三端稳压器提供一个恒定电压Vout，组成一个恒流源，Io=Vout/R1。
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以上都是一些比较常见的简单的恒流源，而且有一个共性，稳压精度都不高，电流Io也不大。除了以上列举的几个，还有其他类似的恒流源，但万变不离其宗，都是以一个恒压源为基准组成，在此就不一 一列举。" q* V& l* o( G2 c& E$ E
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在应用过程中，如果需要高精度、大电流的恒流源，可以使用一个运放，组成一个高精度、大电流的恒流源，如电路图5/ ~# y+ a! X9 H
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, {+ f0 K" x) s% v1 q" i图 5* F- {( @7 h8 M0 S4 I2 G7 }0 B3 o
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使用运放组成的恒流源，Io=Vref/R1。
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恒流源在宽电压输入模块中的应用, R8 K7 }5 M [2 f0 K' Y
在模块电源中，小功率电源的短路保护一般不外接短路保护电路，这种模块的特点是功率小，体积小，成本低；适合当前竞争激烈的市场；然而它们本身存在一个致命的特点，短路保护功能和启动能力存在矛盾，启动能力强，短路保护就会变差；短路保护变强，启动能力就会变弱。特别是在需要超宽电压范围输入的情况下，启动能力跟短路能力更不好兼容。
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/ E4 v# i. _. l9 y% P' _2 V; ~举个例子，E4805UHBD-15W，18~72VDC输入，15W输出的模块电源，如果是用电阻加电容组成RC启动电路如图6，电流会随输入电压的变化，低压和高压短路时，打嗝周期会相差很大，短路功率高压输入时会较大；调好低压启动能力和短路保护后，高压短路保护就会变差，启动能力超强，反过来调好高压启动和短路能力，低压的短路保护能力很好，但是，启动能力很差，会出现启动不良现象。 c3 M+ j9 k$ L" u' C) \! C
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5 e' w; ?7 [/ _& o图 65 p/ w1 x) q, R6 V& ]
8 U# ]- N/ n/ {9 D+ V为了解决以上矛盾，把启动电路改为用一个恒定电流的电路替代，如图7，输入电流基本不会随输入电压的变化而变化，两种启动电路，低压提供相同的启动电流，高压短路时，第二种启动电路的短路功耗会小很多，低压和高压的短路周期也会较接近。
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7 i( ^: E9 m9 U) q! w u图 73 A# _ I, U9 Q) {
0 z, e% F9 Y& U1 s6 ?; X如图8、9所示，是采用了恒流电路，测试的短路波形图，用恒流电路替代电阻启动解决了启动和短路的矛盾。
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; O8 `0 X3 N8 h! X Q8 d图 8
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+ U \5 O* G, @4 e( G0 n. ]8 K图 92 _- w# L4 B4 Z0 X/ J1 V/ J
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发表于 2019-7-2 08:16
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