恒流源電路制作教程

示意圖

電源電路如何工作？

電壓會(huì)產(chǎn)生電流，而不是相反！因此，為了使器件無(wú)論負(fù)載如何都能提供恒定電流，我們必須使用負(fù)反饋并將流過(guò)負(fù)載的電流轉(zhuǎn)換為電壓。幸運(yùn)的是，有一種非常簡(jiǎn)單的方法可以將電流轉(zhuǎn)換為使用小歐姆電阻（在我們的例子中是0.1歐姆電阻）的電壓。該電阻上的電壓將與電流成正比（由于V = IR），并且使用它，我們可以通過(guò)電路固定電流。電阻兩端的電壓輸入運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端，固定的已知電壓輸入正端。運(yùn)算放大器的輸出連接到功率晶體管的基極（忽略達(dá)林頓對(duì)），該晶體管控制流過(guò)電路的電流量。該電路中的運(yùn)算放大器（U1A）處于閉環(huán)狀態(tài)，因?yàn)樨?fù)輸入和輸出連接在一起（通過(guò)Q3），因此運(yùn)算放大器將“嘗試”將+和 - 端子保持在相同的電壓電位。

看看這個(gè)電路如何工作的最好方法就是一個(gè)例子：

我們想把我們的恒定電流源設(shè)置為1安培，我們已經(jīng)連接了一個(gè)1歐姆的負(fù)載。輸出。如果1安培流過(guò)電路，那么我們應(yīng)該期望在0.1歐姆電阻上看到0.1V的電壓，因此，我們調(diào)整電位器，使得0.1V的電壓饋入U(xiǎn)1A的正端子。

如果通過(guò)負(fù)載的電流低于1安培，那么0.1歐姆電阻上的電壓將小于0.1V，這可以在U1A的負(fù)端看到。因?yàn)檎俗哟笥谪?fù)端子，所以運(yùn)算放大器將變得更正，因此增加了Q3的導(dǎo)通。 Q3導(dǎo)通的增加允許更多電流流過(guò)負(fù)載和0.1歐姆電阻。如果流過(guò)電阻的電流超過(guò)1安培，那么0.1歐姆電阻兩端的電壓將大于0.1V。這意味著運(yùn)算放大器U1A的負(fù)輸入變得大于正輸入，因此運(yùn)算放大器變得更負(fù)。輸出電壓的這種降低導(dǎo)致Q3的導(dǎo)通減少并因此導(dǎo)電較少。這樣可以減小流過(guò)負(fù)載的電流，從而降低0.1歐姆的電阻。

為了幫助確定流過(guò)負(fù)載的電流，電壓表連接到放大器（U1B）。放大器的工作是將0.1ohm電阻上的電壓放大到便宜的LED數(shù)字顯示器的可讀水平。 D1用于防止可能由負(fù)載產(chǎn)生的EMF尖峰損壞晶體管Q3。對(duì)于超過(guò)100mA的電流，晶體管Q3應(yīng)處于TO-3狀態(tài)，并具有某種形式的散熱，并且對(duì)于電流高于1A的電流應(yīng)具有散熱器和額外的風(fēng)扇。

恒流源的PCB布局

構(gòu)建恒流源

對(duì)于此項(xiàng)目，電路由舊計(jì)算機(jī)PSU（ATX）供電，因?yàn)檫@些單元可以在低電壓下提供大量電流。恒流源目前沒(méi)有專(zhuān)用的情況，而是使用開(kāi)放式來(lái)演示結(jié)構(gòu)。盡管輸出大電流，該電路使用非常低的電壓（小于12V），因此該電路非常安全（與主電源項(xiàng)目不同）。

接線前的電路

測(cè)試恒流源的側(cè)視圖

前面板接線

TO-3安裝和風(fēng)扇輔助冷卻

前顯示，輸出插腳，和電位計(jì)