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一个简易的恒流电路:基于PNP功率三极管和LM358制作的恒流电路

11/13 08:57
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一、电路设计

这是一个基于NPN三极管和运放的简易恒流电路,它的输出电流,通过运放进行反馈调节,可以和输入电压之间进行解耦,其中反馈电路电路板上为了测试使用了一个电位器来代替两个电阻,主要是查看一下这个反馈的分压比与LM358功放正端的分压比之间,如果有差异,会对电路的恒流有多大的影响?

从原理上来看,输出电流应该与输入电压的之间的关系就是输入电压除以10欧姆。测试电路板上,通过一个电流采样电阻,来查看一下输出电流的稳定性。下面我们铺设单面PCB制作测试电路板,测试一下这个电路本身的工作特性,一分钟之后得到测试电路板,电路板制作的非常完美,焊接电路下面进行测试。

二、测试结果

首先给电路提供5伏的工作电源,下面我们在输入端口输入一个0.1伏的控制电压,根据电路工作原理,可以知道输出电流应该在10毫安左右,在电路中,实际的工作电阻R2是10欧姆,与反馈电阻R3是一样的。输出电流。根据公式可以知道,应该是输入电压除以10欧姆,对应的是10毫安,使用万用表测量R2上电压为0.1伏。符合输出电流计算值。。

下面测量一下电路工作电压对输出电流的影响,使用dh1766提供从0至12伏的工作电压。测量输出电流采样电阻上R2的电压与输入工作电压之间的关系。

可以看到,当输入电压超过2.5伏之后,输出电流便进入了恒流状态,但输出的电流会随着工作电压上升而略微上升。猜测这是有可能电路中反馈电阻与运放正向分压电阻之间的比值有差异,查看一下是否可以通过调整电位器来修改这种差异,使得输出电流与工作电量之间解除这种影响关系。

使用20K电位器代替原来两个10K欧姆的反馈电阻,经过仔细调整电位器的位置,使得它的比例与正电源分压电阻比例达到一致。此时我们可以看到当工作电压从0伏到15伏变化过程,在电压超过2.5伏之后,输出电流便恒定在20毫安,也就是在输出10欧姆的电阻上出现了稳定的200毫伏的电压将电压恒定部分继续放大,看到在整个过程中,他还是有一定的漂移的,不过此时已经比刚才直接使用。

两个表贴电阻所做的结果要好得多,由此也反映了这个电压的比例,也就是反馈电压比例与正电源电阻分压到运放证书端的比例,应该严格保持一致,才能够使得输出电流与工作电压之间,彻底解耦。

▲ 图2.1 工作电压与输出电流之间的关系

※ 总  结 ※

本文测试了基于LM358与PnP3极管构成的简易恒温电路。由于LM358它的输出电压并不是轨道轨,距离最大的电压距离正电源,还有一伏多的间隔,为了保证能够使得输出,让PNP 三极管。

在输出端口,设计了一个一开欧姆的上拉电阻,在一定程度上可以让输出电压更高一些。图中采用电位器来精确调节反馈电阻的比例是使得输出电流与工作电压之间确立解耦,保证输出电流恒流的关键。当然了,为了更好的调整,最好在电位器两边先串联大约10开欧姆的电阻,它本身使用一个更小的电阻来调整。分压的比例,这样便于精细的调整。

参考资料[1]

快速理解这个恒流源电路: https://www.bilibili.com/video/BV15ZWc6dEGs/?-Arouter=story&buvid=Z34E643DFE868DE14873B2DA10EDEFE34C8F&from_spmid=tm.recommend.0.0&is_story_h5=true&mid=RlFskWsC899Y%2F8ZFWQKwsQ%3D%3D&plat_id=163&share_from=ugc&share_medium=iphone&share_plat=ios&share_session_id=69B42794-F7BF-4E11-B33A-CC5689A2C061&share_source=WEIXIN&share_tag=s_i&spmid=main.ugc-video-detail-vertical.0.0&timestamp=1792398195&unique_k=yDvq8s1&up_id=1754233207&vd_source=018fb56143bdd99e9082b03b2d65a531

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公众号TsinghuaJoking主笔。清华大学自动化系教师,研究兴趣范围包括自动控制、智能信息处理、嵌入式电子系统等。全国大学生智能汽车竞赛秘书处主任,技术组组长,网称“卓大大”。