運(yùn)放構(gòu)成的恒流源電路是怎么實(shí)現(xiàn)恒流的功能呢？

開發(fā)過項(xiàng)目的工程師都知道，在設(shè)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)的電路，為了達(dá)到穩(wěn)定的顯示效果，一般都需要設(shè)計(jì)一個(gè)恒流源電路。

恒流源電路，驅(qū)動(dòng)LED，它的亮度就不會(huì)跟隨電壓的變化而變化了，亮度就始終維持在一個(gè)恒定的值了。

這是因?yàn)長ED的亮度，只與流過它的電流有關(guān)。

OK，類似于這樣的恒流源電路，工程師該如何去開發(fā)呢？當(dāng)然，不同的工程師，有不同的方案，芯片哥要介紹的是一個(gè)簡單且高效的電路，只需要一個(gè)運(yùn)放和一個(gè)三極管，就能完成恒流源的功能電路。

恒流源電路

這個(gè)電路是怎么實(shí)現(xiàn)恒流的功能呢？

LM358是一個(gè)運(yùn)算放大器，不過在這個(gè)電路中，它被當(dāng)做比較器使用。正相輸入端，連接一個(gè)穩(wěn)定的電壓5V；負(fù)相輸入端，連接的是R2電阻。

“比較器”的輸出端，直接通過一個(gè)電阻R1驅(qū)動(dòng)Q1三極管，三極管的發(fā)射極也連接著R2電阻，三極管的集電極是作為恒流源的輸出，就是它能夠輸出一個(gè)穩(wěn)定的電流。

我們知道，作為比較器，當(dāng)正相輸入端的電壓大于負(fù)相輸入端的電壓，也就是VA > VB，比較器就會(huì)輸出一個(gè)高電平；

當(dāng)正相輸入端的電壓小于負(fù)相輸入端的電壓，也就是VA < VB，比較器就會(huì)輸出一個(gè)低電平。

因?yàn)閂A是等于5V，是一個(gè)固定值，所以比較器輸出的是高電平還是低電平，是取決于VB的電壓。

由于R2電阻是連接比較器的負(fù)相輸入端，因此VB的電壓，它是等于R2電阻兩端的電壓。

R2電阻兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律，它是等于流過R2電阻的電流乘以R2電阻的阻值。也就是

VB = VR2 = IR2 * R2

感覺是不是有點(diǎn)繞？怎么那么多關(guān)系??？

別急，還沒到重點(diǎn)呢？跟著芯片哥的節(jié)奏，我們再接著分析它的恒流原理

運(yùn)放構(gòu)成的恒流電路

對于三極管，它的特性是電流放大作用，比如放大100倍，將基極的小電流，放大100倍后，通過集電極輸出。

也就是集電極的電流是要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于基極的電流，所以在這個(gè)放大倍數(shù)的基礎(chǔ)上，工程師可以等效地看出，流過三極管的發(fā)射極電流是等于集電極電流的。

分析到這里，我們就不難發(fā)現(xiàn)，流過R2電阻的電流，它是等于流過三極管集電極電流的。

現(xiàn)在到了分析的重點(diǎn)了，小伙伴們提起精神啊，別落下了。

假如VR2的電壓大于VA的電壓，比較器會(huì)輸出低電平，三極管會(huì)截止不導(dǎo)通，電路就會(huì)關(guān)閉集電極輸出電流的能力；

但關(guān)閉輸出電流的同時(shí)，又會(huì)導(dǎo)致流過R2電阻的電流也會(huì)被關(guān)閉，就會(huì)觸發(fā)VR2的電壓減??；

VR2電壓一減小，就會(huì)低于VA，比較器又會(huì)輸出高電平，這個(gè)時(shí)候三極管又會(huì)導(dǎo)通了，電路又會(huì)開啟輸出電流了，導(dǎo)致R2電阻的電流增大，VR2也會(huì)增加；

只要VR2超過VA的電壓，就又循環(huán)剛剛的過程了。

分析到這，是不是有些清楚了呢？如果實(shí)在還是沒有弄清楚，也不要緊，芯片哥直接告訴你后面怎么用這個(gè)電路就可以了。

如果想要輸出100mA的恒流源，VA是5V電壓的話，只需要將R2的阻值設(shè)置為50Ω就可以了。

恒流源電路輸出的電流，它是等于

Iout = VA / R2

按照這個(gè)方法，如果想要輸出250mA的恒流源，只需要將R2的阻值設(shè)置為20Ω就OK了。

當(dāng)然，電流值越大，Q1三極管承受的功率也會(huì)增大，這個(gè)是在選型的時(shí)候必須要考慮到的，避免電流過大，三極管發(fā)燙。

審核編輯：劉清