恒流源電路的案例
干貨｜四種常見恒流源電路分析及其應用
基本的恒流源電路主要是由輸入級和輸出級構成，輸入級提供參考電流，輸出級輸出需要的恒定電流。恒流源電路就是要能夠提供一個穩定的電流以保證其它電路穩定工作的基礎。即要求恒流源電路輸出恒定電流，因此作為輸出級的器件應該是具有飽和輸出電流的伏安特性。
這可以采用工作于輸出電流飽和狀態的雙極結型晶體管或者金氧半場效晶體管來實現。為了保證輸出晶體管的電流穩定，就必須要滿足兩個條件：
其輸入電壓要穩定——輸入級需要是恒壓源；
輸出晶體管的輸出電阻盡量大——輸出級需要是恒流源。
四種恒流源電路分析：
在改進型差動放大器中，用恒流源取代射極電阻RE，既為差動放大電路設置了合適的靜態工作電流，又大大增強了共模負反饋作用，使電路具有了更強的抑制共模信號的能力，且不需要很高的電源電壓，所以，恒流源和差動放大電路簡直是一對絕配！
恒流源既可以為放大電路提供合適的靜態電流，也可以作為有源負載取代高阻值的電阻，從而增大放大電路的電壓放大倍數。這種用法在集成運放電路中有非常廣泛的應用。本節將介紹常見的恒流源電路以及作為有源負載的應用。
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基本的恒流源電路主要是由輸入級和輸出級構成，輸入級提供參考電流，輸出級輸出需要的恒定電流。恒流源電路就是要能夠提供一個穩定的電流以保證其它電路穩定工作的基礎。即要求恒流源電路輸出恒定電流，因此作為輸出級的器件應該是具有飽和輸出電流的伏安特性。
這可以采用工作于輸出電流飽和狀態的雙極結型晶體管或者金氧半場效晶體管來實現。為了保證輸出晶體管的電流穩定，就必須要滿足兩個條件：
其輸入電壓要穩定——輸入級需要是恒壓源；
輸出晶體管的輸出電阻盡量大——輸出級需要是恒流源。
四種恒流源電路分析：
在改進型差動放大器中，用恒流源取代射極電阻RE，既為差動放大電路設置了合適的靜態工作電流，又大大增強了共模負反饋作用，使電路具有了更強的抑制共模信號的能力，且不需要很高的電源電壓，所以，恒流源和差動放大電路簡直是一對絕配！
恒流源既可以為放大電路提供合適的靜態電流，也可以作為有源負載取代高阻值的電阻，從而增大放大電路的電壓放大倍數。這種用法在集成運放電路中有非常廣泛的應用。本節將介紹常見的恒流源電路以及作為有源負載的應用。
展開 干貨｜一文讀懂恒流源電路模塊設計
線性恒流源、開關恒流源，可靠性高，調整方便，在科研中已得到了應用。其中線性恒流源適用于蓄電池的恒流放電，開關恒流源適用于蓄電池的恒流充電，集成穩壓器構成的恒流源適用于電阻測量等。SPCE061A單片機作為中央控制器，本系統有功能強、性能可靠、體積小、電路簡單的特點。本系統最小可步進1mA ，精度也比較高。輸出電流范圍較寬。，硬件部分中采樣電阻的熱穩定性要較好，硬件中的核心模塊為壓控恒流源，其核心元件采用場效應管其性能和穩定性均高于三極管。
展開 五類經典電源電路詳解：穩壓、開關、DC/DC、充電、恒流...
所以采用圖2所示的雙運放恒流源。其中放大器UA1構成加法器，UA2構成跟隨器，UA1、UA2均選用低噪聲、低失調、高開環增益雙極性運算放大器OP07。
三線制恒流源驅動電路
設圖2中參考電阻Rref上下兩端的電位分別Va和Vb，Va即為同相加法器UA1的輸出，當取電阻R1=R2，R3=R4時，則Va=VREFx+Vb，故恒流源的輸出電流就為：
由此可見該雙運放恒流源具有以下顯著特點:
負載可接地;
當運放為雙電源供電時，輸出電流為雙極性;
恒定電流大小通過改變輸入參考基準VREF或調整參考電阻Rref0的大小來實現，很容易得到穩定的小電流和補償校準。
由于電阻的失配，參考電阻Rref0的兩端電壓將會受到其驅動負載的端電壓Vb的影響。同時由于是恒流源，Vb肯定會隨負載的變化而變化，從而就會影響恒流源的穩定性。顯然這對高精度的恒流源是不能接受的。所以R1，R2，R3，R4這4個電阻的選取原則是失配要盡量的小，且每對電阻的失配大小方向要一致。實際中，可以對大量同一批次的精密電阻進行篩選，選出其中阻值接近的4個電阻。
2
開關電源式高耐壓恒流源電路
研制儀器需要一個能在0到3兆歐姆電阻上產生1MA電流的恒流源，用UC3845結合12V蓄電池設計了一個，變壓器采用彩色電視機高壓包，其中L1用漆包線在原高壓包磁心上繞24匝，L3借助原來高壓包的一個線圈，L2借助高壓包的高壓部分。L3和LM393構成限壓電路，限制輸出電壓過高，調節R10 可以調節開路輸出電壓。
展開 
干貨｜6種最常用恒流源電路的分析與比較
恒流電路有很多場合不僅需要場合輸出阻抗為零的恒流源，也需要輸入阻抗為無限大的恒流源，以下是幾種單極性恒流電路：
類型1：
特征：使用運放，高精度
輸出電流：Iout=Vref/Rs
類型2：
特征：使用并聯穩壓器，簡單且高精度
輸出電流：Iout=Vref/Rs
檢測電壓：根據Vref不同（1.25V或2.5V）
類型3：
特征：使用晶體管，簡單，低精度
輸出電流：Iout=Vbe/Rs
檢測電壓：約0.6V
類型4：
特征：減少類型3的Vbe的溫度變化，低、中等精度，低電壓檢測
輸出電流：Iout=Vref/Rs
檢測電壓：約0.1V～0.6V
類型5：
特征：使用JEFT，超低噪聲
輸出電流：由JEFT決定
檢測電壓：與JEFT有關
其中類型1為基本電路，工作時，輸入電壓Vref與輸出電流成比例的檢測電壓Vs(Vs=Rs×Iout)相等，如圖5所示。
注：Is=IB+Iout=Iout(1+1/hFE)其中1/hFE為誤差若輸出級使用晶體管則電流檢測時會產生基極電流分量這一誤差，當這種情況不允許時，可采用圖6所示那樣采用FET管。
展開 三極管之恒的流源
P型三極管恒流源
需要設計一款恒流為1mA的電流源要求使用P型三極管，那具體怎么實現的呢？如圖七示。
對比N型恒流源來看，需要在射集接一個電阻，而且需要滿足Ic≥Ie=1mA,那E點電位需要為10V，根據射集跟隨得出B點跟隨E點電位等于9V3，可以看出R42也是一個反饋電阻，暫時先在集電極接一個9V3的電源如圖八示，已知Ie=Ib+Ic,Ic=Ib*β
圖七
圖八
溫度升高，β也隨之升高，Ic隨之增大，導致Ie增大，E點電位降低，影響Veb降低，Veb降低進而影響Ib降低，Ib降低控制Ic下降，進而影響Ie下降，E點電位升高，Veb增大Ib慢慢升高，影響Ic、Ie增加，循環往復最終趨于穩定。
溫度降低，β也隨之降低，Ic隨之降低，導致Ie減小，E點電位升高，影響Veb升高，Veb升高進而影響Ib增加，Ib增加控制Ic升高，進而影響Ie升高，E點電位下降，Veb下降Ib慢慢降低，影響Ic、Ie降低，循環往復最終趨于穩定。
此時需要得到9V3的電源電壓，可以對比N型恒流源,B點電位9V3，Ib=0.01mA,I1=1.35mA，I總=I1+Ib，R47=Vb/(I1+Ib)=9V3/(0.01+1.35)mA=6K8，P型恒流電路最終電路圖效果如圖九示。
圖九
總結：不管N型還是P型三極管組成的恒流源電路，都是一種動態平衡，并不是一成不變的，電阻精度的選擇最低是1%精度。
聲明：
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展開 一顆芯片的內部設計原理和結構
六、恒流源和電流鏡
在IC內部，如何來設置每一個晶體管的工作狀態，就是通過偏置電流，恒流源電路可以說是所有電路的基石，帶隙基準也是因此產生的，然后通過電流鏡來為每一個功能模塊提供電流，電流鏡就是通過晶體管的面積來設置需要的電流大小，類似鏡像。
七、小結
以上大概就是一顆DC/DC電源芯片LM2675的內部全部結構，也算是把以前的皮毛知識復習了一下。當然，這只是原理上的基本架構，具體設計時還要考慮非常多的參數特性，需要作大量的分析和仿真，而且必須要對半導體工藝參數有很深的理解，因為制造工藝決定了晶體管的很多參數和性能，一不小心出來的芯片就有缺陷甚至根本沒法應用。整個芯片設計也是一個比較復雜的系統工程，要求很好的理論知識和實踐經驗。最后，學而時習之，不亦說乎!
來源：面包板社區
展開 干貨 | 恒流電路的另外一種設計方案
運放恒流電路：
運放恒流電路
運放的恒流電路，主要是利用運放的“電壓跟隨特性”，即運放的兩個輸入引腳Pin3與Pin2電壓相等電路特性；當在電阻R4輸入Vin穩定電源電壓時，電阻R7兩端的電壓也為Vin不變，因此無論外界電路如何變化，流過R7電阻的電流是不變的；同三極管恒流電路原理分析一樣，R2負載的電流等于R7電阻的電流，所以即使R2負載的電源為可變電壓電源，R2負載的電流也是保持固定不變，達到恒流的效果。
除去運用三極管與運放設計的恒流電路，介紹另外一種恒流電路設計方案，主要是利用穩壓二極管的穩壓特性。
穩壓二極管恒流電路
穩壓二極管的恒流電路中，三極管Q4的基級電壓被限定在穩壓二極管工作的穩定電壓Uzd下，因此R10電阻的電壓等于Uzd減去三極管基級與發射級的導通壓降0.7V，即U=Uzd-0.7保持恒定不變，所以流過R10電阻的電流在VCC電源即使可變的條件下也是固定不變，也就是R8負載的電流保持不變，達到恒流的效果。
展開 干貨 | 恒流電路的另外一種設計方案
運放恒流電路：
運放恒流電路
運放的恒流電路，主要是利用運放的“電壓跟隨特性”，即運放的兩個輸入引腳Pin3與Pin2電壓相等電路特性；當在電阻R4輸入Vin穩定電源電壓時，電阻R7兩端的電壓也為Vin不變，因此無論外界電路如何變化，流過R7電阻的電流是不變的；同三極管恒流電路原理分析一樣，R2負載的電流等于R7電阻的電流，所以即使R2負載的電源為可變電壓電源，R2負載的電流也是保持固定不變，達到恒流的效果。
除去運用三極管與運放設計的恒流電路，介紹另外一種恒流電路設計方案，主要是利用穩壓二極管的穩壓特性。
穩壓二極管恒流電路
穩壓二極管的恒流電路中，三極管Q4的基級電壓被限定在穩壓二極管工作的穩定電壓Uzd下，因此R10電阻的電壓等于Uzd減去三極管基級與發射級的導通壓降0.7V，即U=Uzd-0.7保持恒定不變，所以流過R10電阻的電流在VCC電源即使可變的條件下也是固定不變，也就是R8負載的電流保持不變，達到恒流的效果。
三種不同的恒流電路都能較好的滿足項目的設計需求，不知以上介紹的穩壓二極管恒流設計方案，小伙伴們是否采用過呢？
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展開 數顯恒流驅動芯片VK16D32 LED驅動控制電路
產品品牌：永嘉微電/VINKA
產品型號：VK16D32
封裝形式：SSOP24
概述
VK16D32是一種恒流數碼管或點陣LED驅動控制專用芯片，內部集成有數據鎖存器、LED恒流驅動模塊等電路。可以通過寄存器配置，調節掃描的位數，從而獲得更大的單點驅動電流。數據通過I2C通訊接口與MCU通信。SEG腳接LED陽極，GRID腳接LED陰極，可支持8SEGx1GRID到8SEGx12GRID的點陣LED顯示面板。采用SSOP24的封裝形式，適用于小型LED顯示屏驅動。相較于傳統的 LED 顯示面板驅動芯片，當點亮的 LED 數量變化或者輸入電壓變化時，單顆 LED 電流會發生變化，從而會影響顯示亮度；而采用了恒流設計，當顯示模式配置好后，每顆 LED 的電流就恒定不變，不會因點亮的 LED 數量變化和輸入電壓變化而產生波動。
展開 干貨｜教你從電源芯片內部設計，看各個功能是如何實現的
啟動電路的作用就是相當于“點個火”，然后再關閉。如圖：
上電瞬間，S3自然是打開的，然后S2打開可以打開M4 Q1等，就打開了M1 M2，右邊恒流源電路正常工作，S1也打開了，就把S2給關閉了，完成啟動。如果沒有S1 S2 S3，瞬間所有晶體管電流為0。
2、過壓保護模塊OVP
很好理解，輸入電壓太高時，通過開關管來關斷輸出，避免損壞，通過比較器可以設置一個保護點。
3、過溫保護模塊OTP
溫度保護是為了防止芯片異常高溫損壞，原理比較簡單，利用晶體管的溫度特性然后通過比較器設置保護點來關斷輸出。
4、過流保護模塊OCP
在譬如輸出短路的情況下，通過檢測輸出電流來反饋控制輸出管的狀態，可以關斷或者限流。如圖的電流采樣，利用晶體管的電流和面積成正比來采樣，一般采樣管Q2的面積會是輸出管面積的千分之一，然后通過電壓比較器來控制MOS管的驅動。
還有一些其他輔助模塊設計。
六、恒流源和電流鏡
在IC內部，如何來設置每一個晶體管的工作狀態，就是通過偏置電流，恒流源電路可以說是所有電路的基石，帶隙基準也是因此產生的，然后通過電流鏡來為每一個功能模塊提供電流，電流鏡就是通過晶體管的面積來設置需要的電流大小，類似鏡像。
展開 
數顯恒流驅動數顯驅動電路芯片VK16D32
產品品牌：永嘉微電/VINKA
產品型號：VK16D32
封裝形式：SSOP24L
概述
VK16D32是一種恒流數碼管或點陣LED驅動控制專用芯片，內部集成有數據鎖存器、LED恒流驅動模塊等電路。可以通過寄存器配置，調節掃描的位數，從而獲得更大的單點驅動電流。數據通過I2C通訊接口與MCU通信。SEG腳接LED陽極，GRID腳接LED陰極，可支持8SEGx1GRID到8SEGx12GRID的點陣LED顯示面板。采用SSOP24的封裝形式，適用于小型LED顯示屏驅動。
干貨｜教你從電源芯片內部設計，看各個功能是如何實現的
啟動電路的作用就是相當于“點個火”，然后再關閉。如圖：
上電瞬間，S3自然是打開的，然后S2打開可以打開M4 Q1等，就打開了M1 M2，右邊恒流源電路正常工作，S1也打開了，就把S2給關閉了，完成啟動。如果沒有S1 S2 S3，瞬間所有晶體管電流為0。
2、過壓保護模塊OVP
很好理解，輸入電壓太高時，通過開關管來關斷輸出，避免損壞，通過比較器可以設置一個保護點。
3、過溫保護模塊OTP
溫度保護是為了防止芯片異常高溫損壞，原理比較簡單，利用晶體管的溫度特性然后通過比較器設置保護點來關斷輸出。
4、過流保護模塊OCP
在譬如輸出短路的情況下，通過檢測輸出電流來反饋控制輸出管的狀態，可以關斷或者限流。如圖的電流采樣，利用晶體管的電流和面積成正比來采樣，一般采樣管Q2的面積會是輸出管面積的千分之一，然后通過電壓比較器來控制MOS管的驅動。
還有一些其他輔助模塊設計。
六、恒流源和電流鏡
在IC內部，如何來設置每一個晶體管的工作狀態，就是通過偏置電流，恒流源電路可以說是所有電路的基石，帶隙基準也是因此產生的，然后通過電流鏡來為每一個功能模塊提供電流，電流鏡就是通過晶體管的面積來設置需要的電流大小，類似鏡像。
展開 漢航VS08板卡--基于對稱恒流源激勵技術的高溫動靜態應變測量
四、高溫測量環境下，存在較大的靜電噪聲和電磁噪聲，而應變計處于非屏蔽工作環境，對各種干擾源比較敏感，常規方法測量會導致測量結果不可用。
針對以上問題，在高溫環境下的應變計測量，最佳方式是采用對稱恒流源激勵技術。
對稱恒流源激勵技術
對稱恒流源激勵技術是采用一對完全匹配的電流源作為應變片的激勵源，并使用一個差分放大器來測量應變計兩端的電壓值差，如圖1所示。從圖1中可以看出，它使用兩個匹配的電流源形成“推-拉”的結構，一個往應變計“灌入”電流，另一個從應變計“拉出”電流。這兩個匹配的電流源通過雙絞屏蔽電纜連接到輸入端并流過Rgage應變計。這種電路結構在物理和電子學方面都是對稱的，因此具有很強的共模噪聲抑制能力。另外，根據雙級功率源共地的特點，應變計的直流電壓是對稱的，與單端電流源方法相比，對稱設計具有兩倍的信號一致性范圍。在4線模式下，高輸入阻抗的應變計信號傳輸線±signal將差分放大器的輸入端直接連接到應變計兩端，由于差分放大器具有極高的輸入阻抗，因此應變計測量線上沒有電流流過，因此用于傳輸應變計激勵的導線中的電流并不會引起激勵電流的下降，應變計測量數據將不會受到影響。對動態測量，2/4-wire開關可以設置成2線方式，輸入可以是AC耦合，即只有應變計的動態波動被允許放大。
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恒流源和電流鏡
在IC內部，如何來設置每一個晶體管的工作狀態，就是通過偏置電流，恒流源電路可以說是所有電路的基石，帶隙基準也是因此產生的，然后通過電流鏡來為每一個功能模塊提供電流，電流鏡就是通過晶體管的面積來設置需要的電流大小，類似鏡像。
小結
以上大概就是一顆DC/DC電源芯片LM2675的內部全部結構，也算是把以前的皮毛知識復習了一下。當然，這只是原理上的基本架構，具體設計時還要考慮非常多的參數特性，需要作大量的分析和仿真，而且必須要對半導體工藝參數有很深的理解，因為制造工藝決定了晶體管的很多參數和性能，一不小心出來的芯片就有缺陷甚至根本沒法應用。整個芯片設計也是一個比較復雜的系統工程，要求很好的理論知識和實踐經驗。最后，學而時習之，不亦說乎!
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