恒流电路的三种设计方案
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开发过项目的工程师都知道,在设计LED驱动的电路,为了达到稳定的显示效果,一般都需要设计一个恒流源电路。
恒流源电路,驱动LED,它的亮度就不会跟随电压的变化而变化了,亮度就始终维持在一个恒定的值了。
这是因为LED的亮度,只与流过它的电流有关。
OK,类似于这样的恒流源电路,工程师该如何去开发呢?当然,不同的工程师,有不同的方案,芯片哥要介绍的是一个简单且高效的电路,只需要一个运放和一个三极管,就能完成恒流源的功能电路。
恒流源电路这个电路是怎么实现恒流的功能呢?LM358是一个运算放大器,不过在这个电路中,它被当做比较器使用。
正相输入端,连接一个稳定的电压5V;负相输入端,连接的是R2电阻。
“比较器”的输出端,直接通过一个电阻R1驱动Q1三极管,三极管的发射极也连接着R2电阻,三极管的集电极是作为恒流源的输出,就是它能够输出一个稳定的电流。
我们知道,作为比较器,当正相输入端的电压大于负相输入端的电压,也就是VA > VB,比较器就会输出一个高电平;当正相输入端的电压小于负相输入端的电压,也就是VA < VB,比较器就会输出一个低电平。
因为VA是等于5V,是一个固定值,所以比较器输出的是高电平还是低电平,是取决于VB的电压。
由于R2电阻是连接比较器的负相输入端,因此VB的电压,它是等于R2电阻两端的电压。
R2电阻两端的电压,根据欧姆定律,它是等于流过R2电阻的电流乘以R2电阻的阻值。
也就是VB = VR2 = IR2 * R2感觉是不是有点绕?怎么那么多关系啊?别急,还没到重点呢?跟着芯片哥的节奏,我们再接着分析它的恒流原理运放构成的恒流电路对于三极管,它的特性是电流放大作用,比如放大100倍,将基极的小电流,放大100倍后,通过集电极输出。
也就是集电极的电流是要远远大于基极的电流,所以在这个放大倍数的基础上,工程师可以等效地看出,流过三极管的发射极电流是等于集电极电流的。
分析到这里,我们就不难发现,流过R2电阻的电流,它是等于流过三极管集电极电流的。
恒流恒压电路方案(总2页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除LED路灯是低电压、大电流的驱动器件,其发光的强度由流过LED的电流决定,电流过强会引起LED的衰减,电流过弱会影响LED的发光强度,因此LED 的驱动需要提供恒流电源,以保证大功率LED使用的安全性,同时达到理想的发光强度。
用市电驱动大功率LED需要解决降压、隔离、PFC(功率因素校正)和恒流问题,还需有比较高的转换效率,有较小的体积,能长时间工作,易散热,低成本,抗电磁干扰,和过温、过流、短路、开路保护等。
本文设计的PFC开关电源性能良好、可靠、经济实惠且效率高,在LED路灯使用过程中取得满意的效果。
1 基本工作原理采用隔离变压器、PFC控制实现的开关电源,输出恒压恒流的电压,驱动LED路灯。
电路的总体框图如图1所示。
LED抗浪涌的能力是比较差的,特别是抗反向电压能力。
加强这方面的保护也很重要。
LED路灯装在户外更要加强浪涌防护。
由于电网负载的启甩和雷击的感应,从电网系统会侵入各种浪涌,有些浪涌会导致LED的损坏。
因此LED驱动电源应具有抑制浪涌侵入,保护LED不被损坏的能力。
EMI滤波电路主要防止电网上的谐波干扰串入模块,影响控制电路的正常工作。
三相交流电经过全桥整流后变成脉动的直流在滤波电容和电感的作用下,输出直流电压。
主开关DC/AC电路将直流电转换为高频脉冲电压在变压器的次级输出。
变压器输出的高频脉冲经过高频整流、LC滤波和EMI滤波,输出LED 路灯需要的直流电源。
PWM控制电路采用电压电流双环控制,以实现对输出电压的调整和输出电流的限制。
反馈网络采用恒流恒压器件TSM101和比较器,反馈信号通过光耦送给PFC器L6561。
由于使用了PFC器件使模块的功率因数达到0.95。
2 DC/DC变换器DC/DC变换器的类型有多种,为了保证用电安全,本设计方案选为隔离式。
可调恒流源电路设计一、引言可调恒流源电路是一种能够提供可调电流输出的电路,广泛应用于各种电子设备中。
本文将介绍可调恒流源电路的设计方法和实现过程。
二、基本原理可调恒流源电路基本原理是通过改变输入电压或输出负载来控制输出电流。
其中,输入电压和输出负载的变化对输出电流的影响可以通过欧姆定律和基尔霍夫定律进行计算。
三、设计步骤1. 确定输出要求:首先需要确定需要提供的最大输出电流和最小输出电流,并且需要考虑到负载变化时对输出电流的影响。
2. 选择元器件:根据所需的最大和最小输出电流,选择适当大小的功率晶体管或场效应管作为开关管。
同时,还需要选择合适大小的稳压二极管或稳压器来提供稳定的参考电压。
3. 设计反馈回路:为了实现恒流控制,需要设计反馈回路来监测并控制输出电流。
通常采用差分放大器和比较器等元件来实现反馈回路。
4. 设计保护回路:为了防止过载或短路等故障情况,需要设计保护回路来保护电路和负载。
常用的保护回路包括过流保护、过热保护和过压保护等。
5. 组装测试:根据设计图纸进行元器件的组装和连接,并进行测试和调试,确保电路能够正常工作并满足输出要求。
四、实例分析下面以一个简单的可调恒流源电路为例,进行具体分析。
1. 输出要求:提供可调范围为0-2A的稳定输出电流,并且负载变化时输出电流变化不超过5%。
2. 元器件选择:选择功率晶体管IRF540作为开关管,选择稳压二极管LM317作为稳压器。
3. 反馈回路设计:采用差分放大器和比较器组成反馈回路,其中比较器采用LM358芯片。
4. 保护回路设计:采用过流保护和过热保护回路来防止故障情况发生。
其中,过流保护采用了电阻限流方式实现,而过热保护则通过NTC热敏电阻实现。
5. 组装测试:根据图纸进行元器件的组装和连接,并进行测试和调试。
测试结果表明,电路能够正常工作并满足输出要求。
五、总结可调恒流源电路是一种广泛应用于各种电子设备中的电路,其基本原理是通过改变输入电压或输出负载来控制输出电流。
恒流源电路设计方法
恒流源电路是一种用于控制电路中电流的电路,它可以将电路中的电
流保持在一定的恒定值,常用于LED驱动、压纹机等场合。
其基本原理是
将一个电流源和负载装置连接在一起,通过精确控制电流源电流大小,进
而控制负载器件的工作状态,达到恒定电流的目的。
设计恒流源电路的方法如下:
1.选择合适的电源(电压等级和电流容量等)。
2.确定负载器件的参数(电阻、功率等),根据负载器件参数计算所
需的电流大小。
3.根据所需电流大小选择合适的电流源元器件(电流计、MOSFET、晶
体管等)。
4.设计电路中的稳压电路和保护电路,保证电路的稳定性和安全性。
5.在电路设计中考虑电流源电路的可靠性和效率,尽量减小功率损失
和温度升高。
6.在实际应用中,要对电路进行测试和优化,以达到最佳的电路效果。
总之,恒流源电路的设计需要充分考虑电源、负载、电流源元器件等
因素,以及电路的稳定性、保护、效率等方面的问题。
通过合理的设计和
优化,才能获得稳定可靠、效率高的恒流源电路。
恒流源电路设计方法1.基于电流镜的恒流源电路设计方法:基于电流镜的恒流源电路是一种常见的实现方式,它通过将负载电流转化为电压信号控制电流源输出的电流,来实现恒流输出的稳定性。
首先,写出恒流源电路基本的分析方程式:Vin = I*Rin,其中Vin 为输入电压,Rin为输入电阻,I为恒流源输出的电流。
其次,选择电流镜的工作模式。
常见的电流镜工作模式有共射和共基模式。
在选择工作模式时需要考虑输出电流的稳定性和电压的要求。
通常情况下,共射模式更常用。
然后,根据电流源电压和目标输出电流的关系,确定电流镜的尺寸。
根据电流镜的工作模式,计算电流源电压和目标输出电流的关系,并选择合适的电流镜尺寸。
最后,根据系统的要求调整电流源电路的参数。
根据具体的负载电流需求和电源电压,确定输入电压和输入电阻的数值。
通过调整输入电压和输入电阻,可以得到所需的恒流源输出电流。
2.基于反馈的恒流源电路设计方法:基于反馈的恒流源电路是另一种常见的实现方式,它通过负反馈将输出电流与参考电流进行比较,并根据比较结果调整输入电压或输入电流,从而实现稳定的恒流输出。
首先,确定参考电流的数值。
参考电流的数值应根据具体的需求来确定,通常需要通过试验或计算来得到合适的数值。
其次,选择比较器。
比较器的作用是将输出电流与参考电流进行比较,并将比较结果输出。
然后,设计反馈回路。
反馈回路的作用是根据比较结果调整输入电压或输入电流,以保持输出电流稳定。
最后,根据系统的要求调整电流源电路的参数。
根据具体的负载电流需求和电源电压,确定输入电压或输入电流的数值。
通过调整输入电压或输入电流,可以得到所需的恒流源输出电流。
总之,恒流源电路设计的关键是根据具体的需求选择合适的实现方式,并根据系统的要求调整电流源电路的参数。
通过合理的设计和参数调整,可以实现稳定的恒流输出。
可调恒流源电路设计1. 引言可调恒流源电路是一种常用的电子电路,用于提供稳定的恒定电流输出。
它在各种应用中都有广泛的用途,如功率放大器、LED驱动器等。
本文将介绍可调恒流源电路的基本原理、设计要点以及实现方法。
2. 基本原理可调恒流源电路的基本原理是通过负反馈控制输出电流,使其保持在设定值。
其主要由一个电流传感器、一个比较器和一个功率放大器组成。
2.1 电流传感器电流传感器用于检测输出电流,并将其转换为相应的电压信号。
常见的电流传感器包括霍尔效应传感器、磁阻传感器等。
在可调恒流源电路中,选择合适的电流传感器对于整个系统的性能至关重要。
2.2 比较器比较器用于比较设定值和实际输出值之间的差异,并产生相应的误差信号。
常见的比较器包括运算放大器、数字比较器等。
在设计中,需要根据具体需求选择合适类型和参数的比较器。
2.3 功率放大器功率放大器用于根据误差信号调整输出电流,使其逼近设定值。
常见的功率放大器包括晶体管、场效应管等。
在设计中,需要考虑功率放大器的稳定性、响应速度以及能耗等因素。
3. 设计要点在设计可调恒流源电路时,需要考虑以下几个重要要点:3.1 输出电流范围根据具体应用需求确定输出电流范围。
不同应用对电流的要求不同,因此在设计中需要充分考虑并满足实际需求。
3.2 稳定性可调恒流源电路需要具备良好的稳定性,能够在各种工作条件下保持输出电流的稳定性。
为了提高稳定性,可以采用负反馈控制、温度补偿等方法。
3.3 响应速度可调恒流源电路需要具备快速响应能力,能够在瞬时变化的负载情况下迅速调整输出电流。
为了提高响应速度,可以采用高速比较器和快速功率放大器等元件。
3.4 效率可调恒流源电路应尽可能提高能效,减少能耗。
在设计时可以采用高效的功率放大器、优化电路拓扑等方法来提高效率。
4. 实现方法根据上述设计要点,可调恒流源电路的实现方法如下:4.1 选择合适的电流传感器根据输出电流范围和精度要求选择合适的电流传感器。
恒流方案大全恒流源是电路中广泛使用的一个组件,这里我整理一下比较常见的恒流源的结构和特点。
恒流源分为流出(Current Source)和流入(Current Sink)两种形式。
最简单的恒流源,就是用一只恒流二极管。
实际上,恒流二极管的应用是比较少的,除了因为恒流二极管的恒流特性并不是非常好之外,电流规格比较少,价格比较贵也是重要原因。
最常用的简易恒流源如图(1) 所示,用两只同型三极管,利用三极管相对稳定的be电压作为基准,电流数值为:I = Vbe/R1。
这种恒流源优点是简单易行,而且电流的数值可以自由控制,也没有使用特殊的元件,有利于降低产品的成本。
缺点是不同型号的管子,其be电压不是一个固定值,即使是相同型号,也有一定的个体差异。
同时不同的工作电流下,这个电压也会有一定的波动。
因此不适合精密的恒流需求。
为了能够精确输出电流,通常使用一个运放作为反馈,同时使用场效应管避免三极管的be电流导致的误差。
典型的运放恒流源如图(2)所示,如果电流不需要特别精确,其中的场效应管也可以用三极管代替。
电流计算公式为:I = Vin/R1这个电路可以认为是恒流源的标准电路,除了足够的精度和可调性之外,使用的元件也都是很普遍的,易于搭建和调试。
只不过其中的Vin还需要用户额外提供。
从以上两个电路可以看出,恒流源有个定式(寒,“定式”好像是围棋术语XD),就是利用一个电压基准,在电阻上形成固定电流。
有了这个定式,恒流源的搭建就可以扩展到所有可以提供这个“电压基准”的器件上。
最简单的电压基准,就是稳压二极管,利用稳压二极管和一只三极管,可以搭建一个更简易的恒流源。
如图(3)所示:电流计算公式为:I = (Vd-Vbe)/R1TL431是另外一个常用的电压基准,利用TL431搭建的恒流源如图(4)所示,其中的三极管替换为场效应管可以得到更好的精度。
TL431组成流出源的电路,暂时我还没想到:)TL431的其他信息请参考《TL431的内部结构图》和《TL431的几种基本用法》电流计算公式为:I = 2.5/R1事实上,所有的三端稳压,都是很不错的电压源,而且三端稳压的精度已经很高,需要的维持电流也很小。
压控恒流源电路设计压控恒流源电路是一种常用于电子设备中的电路,它的主要作用是根据输入电压的变化来保持输出电流恒定。
在许多应用中,需要恒定电流源供电,因为一些电子元件和电路对电流要求非常精确。
在这篇文章中,我将详细介绍压控恒流源电路的设计原理和步骤。
1.选择基准电流源:压控恒流源电路的核心是一个基准电流源,其作用是提供一个稳定且精确的电流。
基准电流源通常是一个已知电流的电流源电路,例如使用电阻与电压源组成的电路。
2. 选择误差放大电路:为了保持电流的稳定性,需要使用一个误差放大电路来监测并调节输出电流。
误差放大电路通常采用运算放大器(Op-Amp)来实现,因为它具有高增益和低输入阻抗的特点。
3.设计反馈回路:反馈回路是确保输出电流稳定的关键。
通过将误差放大电路的输出电压与参考电压进行比较,可以产生一个误差信号。
这个误差信号经过反馈回路后,通过调整电流源的输出来消除误差,从而保持恒定的输出电流。
4.设置调整范围和精度:调整范围是指允许输出电流变化的范围。
通过调整反馈元件的参数,可以改变调整范围。
精度是指输出电流与输入电压的变化之间的关系。
通过选择合适的元件和校准电路,可以提高精度。
5.选择保护电路:为了防止电路过载或故障,需要添加保护电路,例如过流保护、过压保护和过温保护等。
1.电源稳定性:电源的稳定性对于保持输出电流的稳定性非常重要。
选择合适的电源电压和电源电容以确保电源的稳定性。
2.温度漂移:电路中的元件会受到温度影响,因此需要选择具有低温度漂移的元件来保持电流源的稳定性。
3.噪声抑制:在设计过程中,需要考虑到噪声的影响。
通过添加滤波电路和对地隔离器件等,可以减小噪声对电路的影响。
4.前端过载保护:为了避免电路因输入电压过高而受损,可以添加前端过载保护电路,如过压放电电路等。
在实际的电路设计中,还需要进行仿真和测试来验证电路的效果。
通过使用电子设计自动化工具,如PSPICE等,可以对电路进行仿真,并根据实际测试结果对电路进行调整和优化。
led恒流驱动设计方案LED恒流驱动是一种将恒定电流通过LED芯片,从而使LED灯具能够稳定工作的驱动电路。
为了设计出高效、稳定的LED恒流驱动器,以下是一种设计方案。
首先,选择合适的LED恒流驱动芯片。
根据所需的电流和电压范围,选择具有恒流输出功能的驱动芯片。
同时,考虑芯片的工作频率和效率,以确保能够满足LED灯具的要求。
其次,设计电流检测电路。
电流检测电路能够实时检测LED电流的大小,并将其反馈给驱动芯片,从而实现恒流输出。
可以使用电流传感器或电阻来检测电流,然后将检测到的电流信号通过放大电路和滤波电路处理,最终送到驱动芯片。
然后,设计驱动电路。
驱动电路主要包括功率开关和滤波电路。
功率开关通过控制开关管的导通和截止,来调节输出电流的大小。
滤波电路则用于平滑输出电流,避免过大的脉动。
另外,设计过温保护电路。
由于LED的工作温度较高,过热会影响LED的寿命和稳定性。
因此,通过加入温度传感器和过温保护电路,可以在LED温度超过一定阈值时,自动降低输出电流或关断驱动电路,以保护LED的工作稳定性和寿命。
最后,进行整体电路设计和布线。
根据驱动芯片的引脚功能和特性,将各个功能电路按照一定的布线规则进行连接,并保证信号和电源的稳定性和可靠性。
在实际设计中,还需要考虑其他因素,比如输入电压范围、功率因素、EMI(电磁干扰)等。
同时,还要注意选用合适的元器件,比如电感、电容、二极管等。
此外,严格遵守安全标准,确保产品的安全性。
总之,LED恒流驱动设计方案需要综合考虑电流检测、驱动电路、过温保护和整体电路设计等多个因素。
通过合理选择元器件、合理布线和符合相关标准的设计,可以设计出高效、稳定、安全的LED恒流驱动器。
恒流电路的三种设计方案
作为(硬件)研发工程师相信对恒流电路不会陌生,本文介绍下三种恒流电路的原理图。
三极管恒流电路
三极管恒流电路
三极管的恒流电路,主要是利用Q2三极管的基级导通电压为0.6~0.7V这个特性;当Q2三极管导通,Q1三极管基级电压被拉低而截止,负载R1不工作;负载R1流过的(电流)等于R6电阻的电流(忽
略Q1与Q2三极管的基级电流),R6电阻的电流等于R6电阻两端的0.6~0.7V电压除以R6电阻阻值(固定不变),因此流过R1负载的电流即为恒定不变,即使R1负载的(电源)端VCC电压是可变的,也能达到恒流的电路效果。
运放恒流电路
运放恒流电路
运放的恒流电路,主要是利用运放的“电压跟随特性”,即运放的两个输入引脚(Pi)n3与Pin2电压相等电路特性;当在电阻R4输入Vin稳定电源电压时,电阻R7两端的电压也为Vin不变,因此无论外
界电路如何变化,流过R7电阻的电流是不变的;同三极管恒流(电路原理)分析一样,R2负载的电流等于R7电阻的电流,所以即使R2负载的电源为可变电压电源,R2负载的电流也是保持固定不变,达到恒流的效果。
除去运用三极管与运放设计的恒流电路,(芯片)哥介绍另外一种恒流(电路设计)方案,主要是利用稳压(二极管)的稳压特性。
稳压二极管恒流电路
稳压二极管恒流电路
稳压二极管的恒流电路中,三极管Q4的基级电压被限定在稳
压二极管工作的稳定电压Uzd下,因此R10电阻的电压等于Uzd减去三极管基级与发射级的导通压降0.7V,即U=Uzd-0.7保持恒定不变,所以流过R10电阻的电流在VCC电源即使可变的条件下也是固定不变,也就是R8负载的电流保持不变,达到恒流的效果。