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恒流源电路制作教程

示意图

恒流源电路制作教程

电源电路如何工作?

电压会产生电流,而不是相反!因此,为了使器件无论负载如何都能提供恒定电流,我们必须使用负反馈并将流过负载的电流转换为电压。幸运的是,有一种非常简单的方法可以将电流转换为使用小欧姆电阻(在我们的例子中是0.1欧姆电阻)的电压。该电阻上的电压将与电流成正比(由于V = IR),并且使用它,我们可以通过电路固定电流。电阻两端的电压输入运算放大器的负输入端,固定的已知电压输入正端。运算放大器的输出连接到功率晶体管的基极(忽略达林顿对),该晶体管控制流过电路的电流量。该电路中的运算放大器(U1A)处于闭环状态,因为负输入和输出连接在一起(通过Q3),因此运算放大器将“尝试”将+和 - 端子保持在相同的电压电位。

看看这个电路如何工作的最好方法就是一个例子:

我们想把我们的恒定电流源设置为1安培,我们已经连接了一个1欧姆的负载。输出。如果1安培流过电路,那么我们应该期望在0.1欧姆电阻上看到0.1V的电压,因此,我们调整电位器,使得0.1V的电压馈入U1A的正端子。

如果通过负载的电流低于1安培,那么0.1欧姆电阻上的电压将小于0.1V,这可以在U1A的负端看到。因为正端子大于负端子,所以运算放大器将变得更正,因此增加了Q3的导通。 Q3导通的增加允许更多电流流过负载和0.1欧姆电阻。如果流过电阻的电流超过1安培,那么0.1欧姆电阻两端的电压将大于0.1V。这意味着运算放大器U1A的负输入变得大于正输入,因此运算放大器变得更负。输出电压的这种降低导致Q3的导通减少并因此导电较少。这样可以减小流过负载的电流,从而降低0.1欧姆的电阻。

为了帮助确定流过负载的电流,电压表连接到放大器(U1B)。放大器的工作是将0.1ohm电阻上的电压放大到便宜的LED数字显示器的可读水平。 D1用于防止可能由负载产生的EMF尖峰损坏晶体管Q3。对于超过100mA的电流,晶体管Q3应处于TO-3状态,并具有某种形式的散热,并且对于电流高于1A的电流应具有散热器和额外的风扇。

恒流源的PCB布局

构建恒流源

对于此项目,电路由旧计算机PSU(ATX)供电,因为这些单元可以在低电压下提供大量电流。恒流源目前没有专用的情况,而是使用开放式来演示结构。尽管输出大电流,该电路使用非常低的电压(小于12V),因此该电路非常安全(与主电源项目不同)。

接线前的电路

测试恒流源的侧视图

前面板接线

TO-3安装和风扇辅助冷却

前显示,输出插脚,和电位计