恒流源的案例
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。
展開 干貨｜一文讀懂恒流源電路模塊設計
工作原理：固定式集成穩壓器工作在懸浮狀態，在輸出端2和公共端3之間接入一電位器RW，從而形成一固定恒流源。調節RW，可以改變電流的大小，其輸出電流為：IL=（ Uout/RW） +Iq式中Iq 為MC7805的靜態電流，小于10m A。當RW較小即輸出電流較大時，可以忽略Iq。當負載電阻RL 變化時，MC7 8 05用改變自身壓差來維持通過負載的電流不變。
RW 的確定：RW 的值可由RW=Uout/IL 確定。因Uout=5 V，IL=0.5～2A，因此確定的取值范圍為2.5～10Ω。輸出電壓和負載變化范圍的確定：根據設計要求，本例的輸出電壓U0=10V。由于恒流源的輸出電流可調范圍為0.5～2A，因此相應的負載變化范圍為5～20Ω。以上幾種恒流源結構簡單，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。
壓控恒流源電路設計
壓控恒流源電路設計 壓控恒流源是系統的重要組成部分，它的功能是用電壓來控制電流的變化，由于系統對輸出電流大小和精度的要求比較高，所以選好壓控恒流源電路顯得特別重要。采用如下電路：電路原理圖如圖2.4.3所示。該恒流源電路由運算放大器、大功率場效應管Q1、采樣電阻R2、負載電阻RL等組成1、硬件設計。
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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 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
對稱恒流激勵技術是一種真正能抑制共模干擾信號的對稱輸入技術, 適用于單臂電橋。橋路的恒流激勵不受導線電阻的影響，長導線測試時不會影響測量靈敏度，如圖3所示。
圖3 歸一化測量靈敏度與導線電阻Rext的關系
另外，與單端恒流源激勵方式或傳統的恒壓源激勵方式相比，對稱恒流激勵技術使測量噪聲大幅度減小。為了測試靜電耦合模型，用一段3米雙絞線電纜連接遠處一個1KΩ的應變計上。擴展導線從導管中穿過，緊貼一根未屏蔽的二芯導線，二線導線中通入測試信號，用以表現耦合量級和噪音頻率的關系。如圖4所示，單端惠斯通電橋或單端恒流的噪聲耦合每倍頻程增加6dB。對于耦合電容約為16.4pF/m的測量結果是一致的。在所有測試頻率上，對稱恒流激勵方式將有效耦合噪聲削減了約40dB。
圖4 非屏蔽二芯電纜的噪聲耦合測試
漢航VS08板卡
對稱恒流源激勵技術提供一種使用2/4線連接、單應變計方式下精確測量動靜態應變的方法。與單端恒流源或使用單臂惠斯通橋的結構相比，對稱恒流激勵使得應變計在任何導線電阻下都能得到精確的激勵，由于高阻抗測量輸入的只是應變信號，雙絞線對稱布局接法消除了應變計靈敏度下降和零點漂移誤差，而不用擔心導線的匹配特性。
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 高溫動態應變測試
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，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。由于差分放大器輸入是一對對稱平衡的差分信號，使得差分放大器具有極高的共模噪聲抑制能力，允許使用同一片應變計進行靜態和動態數據的測量。
圖1 對稱恒流源連接圖
對稱恒流源激勵技術的優點
優點1：采用對稱恒流激勵技術，因為恒流激勵不會受到電纜長度、阻值的影響，可以保證測量靈敏度和線性度。
優點2：對稱布局提供了更多的優點：在圖1中我們能看到，就作用于應變計和互聯電纜的干擾噪聲源而言，差分放大器的兩個連接輸入端，無論是物理特性、還是電氣特性，都是對稱的。
展開 恒流電源入門知識
今天我們將一起學習什么是恒流電源？以及如何用一個恒流電源驅動 LED 和 激光二極管。
學習本教程之前最好先學習我之前的線性穩壓器入門教程。
各種穩壓器
在電子硬件這個行當里，大多數時間，你會同恒壓電源打交道。電壓適配器、線性穩壓器和其他類型的電源可能有很小的紋波，但它們基本上是恒壓電源。
那么什么是恒流電源呢？顧名思義，它是一種無論負載如何變化都會輸出恒定電流的電路。
恒流電源
對于一個理想的 1 安培恒流源，無論是將其連接到 1 歐姆電阻或 100 歐姆電阻，它總是會提供 1 安培的電流通過電阻。
總是輸出1 安培
不想使用電阻？在電路中放置一個 LED，無論 LED 是什么顏色，它都會對 LED 輸出恒定的電流。
某些器件，如大功率 LED，最好給它們提供恒定電流，因為它們需要維持相同的亮度。
大功率 LED 燈
可以用恒流源來驅動一串 LED, 這里我搭建了一個 12 mA 的恒流源，不管串聯多少個LED ，它們的電流都是 12 mA。
串多串少一個樣
那么我們如何構建它呢？好吧，構建恒流源的最簡單方法是使用 LM317。
LM317
下面是電路圖：
恒流電源電路
電路很簡單。將電源連接到芯片的輸入引腳，然后在輸出和調整(ADJ)引腳之間并聯一個電阻。一對 10 微法的電容有助于在負載突然變化的時候穩定電流。
電阻 R 的值決定了恒定電流是多少。比如，如果使用 100 歐姆的電阻，它會讓電路輸出 12.5 毫安的理論電流值：1.25 V / 100 歐姆 = 12.5 毫安。
現在讓我們用萬用表量一量輸出電流。
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：
本文凡億教育原創文章，轉載請注明來源！
展開 干貨｜電源基礎電路圖集錦，工程師必備寶典！
五、
恒流源
1、淺談如何設計三線制恒流源驅動電路
恒流源驅動電路負責驅動溫度傳感器Pt1000，將其感知的隨溫度變化的電阻信號轉換成可測量的電壓信號。本系統中，所需恒流源要具有輸出電流恒定，溫度穩定性好，輸出電阻很大，輸出電流小于0．5 mA（Pt1000無自熱效應的上限），負載一端接地，輸出電流極性可改變等特點。
由于溫度對集成運放參數影響不如對晶體管或場效應管參數影響顯著，由集成運放構成的恒流源具有穩定性更好、恒流性能更高的優點。尤其在負載一端需要接地的場合，獲得了廣泛應用。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。
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：
1）負載可接地；
2）當運放為雙電源供電時，輸出電流為雙極性；
3）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。
展開 超詳細！常見電源電路圖及原理講解
五、恒流源
1、淺談如何設計三線制恒流源驅動電路
恒流源驅動電路負責驅動溫度傳感器Pt1000，將其感知的隨溫度變化的電阻信號轉換成可測量的電壓信號。本系統中，所需恒流源要具有輸出電流恒定，溫度穩定性好，輸出電阻很大，輸出電流小于0．5 mA（Pt1000無自熱效應的上限），負載一端接地，輸出電流極性可改變等特點。
由于溫度對集成運放參數影響不如對晶體管或場效應管參數影響顯著，由集成運放構成的恒流源具有穩定性更好、恒流性能更高的優點。尤其在負載一端需要接地的場合，獲得了廣泛應用。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。
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。
展開 超詳細！常見電源電路圖及原理講解
五、恒流源
1、淺談如何設計三線制恒流源驅動電路
恒流源驅動電路負責驅動溫度傳感器Pt1000，將其感知的隨溫度變化的電阻信號轉換成可測量的電壓信號。本系統中，所需恒流源要具有輸出電流恒定，溫度穩定性好，輸出電阻很大，輸出電流小于0．5 mA（Pt1000無自熱效應的上限），負載一端接地，輸出電流極性可改變等特點。
由于溫度對集成運放參數影響不如對晶體管或場效應管參數影響顯著，由集成運放構成的恒流源具有穩定性更好、恒流性能更高的優點。尤其在負載一端需要接地的場合，獲得了廣泛應用。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。
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。
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五類經典電源電路詳解：穩壓、開關、DC/DC、充電、恒流...
恒流源
1
三線制恒流源驅動電路
恒流源驅動電路負責驅動溫度傳感器Pt1000，將其感知的隨溫度變化的電阻信號轉換成可測量的電壓信號。本系統中，所需恒流源要具有輸出電流恒定，溫度穩定性好，輸出電阻很大，輸出電流小于0.5 mA(Pt1000無自熱效應的上限)，負載一端接地，輸出電流極性可改變等特點。
由于溫度對集成運放參數影響不如對晶體管或場效應管參數影響顯著，由集成運放構成的恒流源具有穩定性更好、恒流性能更高的優點。尤其在負載一端需要接地的場合，獲得了廣泛應用。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。
展開 工程師竟因一顆上拉電阻引發出這樣的思考？
這種電路還有一個變形，就是用恒流源取代電阻，一方面集成電路工藝，恒流源比電阻更容易獲得，另一方面恒流源的驅動能力也更好。根據開關和電阻（或恒流源）的相對位置，有以下基本電路：即開關接到GND（L）或開關接到VDD（H）。
幾種開關電路接法
這幾種電路都是由開關的閉合或開啟決定了VOUT是VDD還是GND。開關的相對位置不同，還決定了電路在某一狀態下的驅動能力：開關的導通電阻為0，可視為驅動力無窮大，可是電阻（或恒流源）的驅動能力呢，只有VDD/R（或者恒流I），這就導致了電路在輸出H或L的時候驅動能力不對稱（換一個說法，就是電路在輸出H或者L的時候，輸出阻抗不一樣）。
除了驅動能力的問題，這種單開關加電阻的模式還會帶來靜態功耗的問題，因為只要開關閉合，不管外部有沒有負載，都會消耗電流。
既然開關的驅動力比電阻強，那么能不能把電阻也換成開關？恭喜你，發現了現代CMOS邏輯電路的基本單元：倆互補的開關。這樣不管輸出H還是輸出L，驅動能力都是無窮大！好的，這時候上下拉電阻就不見了。
這樣兩個開關的電路還多出來了一種狀態：當兩個開關都開啟時，VOUT即不是VDD也不是GND，而是一個懸空的狀態（即高阻態，Hi-Z），這時候外部給什么信號它就是什么狀態。這樣又出現了一個新的邏輯門大類：三態邏輯門。
互補開關電路
上下拉電阻增強驅動能力？
很多經驗不是空穴來風，只是在流傳的過程中丟失了重要的前提條件。上一節也看到了有一些邏輯器件，他們輸出高和輸出低時的驅動能力差別很大。
展開 互感器二次回路多點接地故障查找
操作方法：
先關閉恒流源，將各部分接入于接地點之間。開啟恒流源，調節恒流源輸出電流大小，使其在0—0.2A之間變化，記錄鉗形電流表的電流I1及電流表電流值I2。
由上圖可知，I1=I2+I3；
若試驗過程中I1一直小于I2，則I3不等于零，可判定該站有兩點或多點接地現象。若試驗結果I1一直保持與I2幾乎相等，則I3=0，可判定該站為一點接地。
功能特點：
多點接地故障分析：
通過對其它接地回路的電流分析，判斷二次回路接地系統是否存在多點接地故障。
電流顯示：
可顯示信號電流大小、接地線分流信號大小及其它接地回路的分流電流大小。
波形顯示：
對被測接地線進行探測時顯示被測回路的信號電流波形圖。
方向顯示：
如果設備探測到被測回路存在多點接地故障會顯示多點接地故障點的方向。
高精度電流表：
可配備不同型號的交直流鉗表實現高精度交直流電流鉗表功能。
剩余電流及伏安相位測試儀使用時
對系統無影響，所加直流電流信號作用在接地導線上，且最大信號只有150mA，在測試儀上產生的壓差幾乎為0，不影響PT、CT的測量，所采用的直流電流檢測方法，能有效過濾被測系統中的工頻電流信號，抗干擾，檢測更加快速有效。
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
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