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恒流電路在電源中的應(yīng)用

出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2023-06-20 16:55:05

  由于市場需求,電源模塊越來越追求寬電壓輸入,寬電壓輸入就會(huì)導(dǎo)致供電電流隨輸入電壓變化而變化,為了高電壓和低電壓輸入的情況下,都能獲得恒定的供電電流,在輸入端加一個(gè)恒流電路,以獲得性能的一致性。
  理想的恒流源
  理想的恒流源是電流不隨輸入電壓的變化而變化,不受環(huán)境溫度的影響,內(nèi)阻無窮大。但是,實(shí)際中的恒流電路跟理想的還是存在差距,所以要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選取合適的恒流源電路。
  幾種簡單的恒流源介紹

由兩個(gè)同型號(hào)的三極管,根據(jù)三極管Vbe電壓相對(duì)穩(wěn)定,以及三極管的基極電流相對(duì)集電極電流較小的特點(diǎn),組成一個(gè)電流相對(duì)恒定的恒流源,電流Io=Vbe/R1;這個(gè)恒流源沒有用到特殊器件,兩個(gè)三極管和兩個(gè)電阻組成,成本低,電流Io可調(diào);缺點(diǎn)是Vbe的大小會(huì)隨電流及溫度的變化而變化,電流大Vbe大,溫度低Vbe大,所以不適合用在要求高的地方。


此恒流電路主要是運(yùn)用了穩(wěn)壓二極管上的電壓較穩(wěn)定特性,以及三極管Vbe的穩(wěn)定性,組成的恒流電路,Io=(Vd-Vbe)/R3;此電路優(yōu)點(diǎn)是成本低,電流可調(diào),缺點(diǎn)是溫度特性差,穩(wěn)流不高,適用于對(duì)要求不高的場合。
  由TL431組成的恒流源


TL431提供一個(gè)基準(zhǔn)電壓Vref,組成一個(gè)恒流源,電流Io=Vref/R2。
  由三端穩(wěn)壓器組成的恒流源

三端穩(wěn)壓器提供一個(gè)恒定電壓Vout,組成一個(gè)恒流源,Io=Vout/R1。
  以上都是一些比較常見的簡單的恒流源,而且有一個(gè)共性,穩(wěn)壓都不高,電流Io也不大。除了以上列舉的幾個(gè),還有其他類似的恒流源,但萬變不離其宗,都是以一個(gè)恒壓源為基準(zhǔn)組成,在此就不一 一列舉。
  在應(yīng)用過程中,如果需要高、大電流的恒流源,可以使用一個(gè)運(yùn)放,組成一個(gè)高、大電流的恒流源,如電路


使用運(yùn)放組成的恒流源,Io=Vref/R1。
  恒流源在寬電壓輸入模塊中的應(yīng)用
  在模塊電源中,小功率電源的短路保護(hù)一般不外接短路保護(hù)電路,這種模塊的特點(diǎn)是功率小,體積小,成本低;適合當(dāng)前競爭激烈的市場;然而它們本身存在一個(gè)致命的特點(diǎn),短路保護(hù)功能和啟動(dòng)能力存在矛盾,啟動(dòng)能力強(qiáng),短路保護(hù)就會(huì)變差;短路保護(hù)變強(qiáng),啟動(dòng)能力就會(huì)變?nèi)?。特別是在需要超寬電壓范圍輸入的情況下,啟動(dòng)能力跟短路能力更不好兼容。
  舉個(gè)例子,E4805UHBD-15W,18~72VDC輸入,15W輸出的模塊電源,如果是用電阻加電容組成RC啟動(dòng)電路,電流會(huì)隨輸入電壓的變化,低壓和高壓短路時(shí),打嗝周期會(huì)相差很大,短路功率高壓輸入時(shí)會(huì)較大;調(diào)好低壓啟動(dòng)能力和短路保護(hù)后,高壓短路保護(hù)就會(huì)變差,啟動(dòng)能力超強(qiáng),反過來調(diào)好高壓啟動(dòng)和短路能力,低壓的短路保護(hù)能力很好,但是,啟動(dòng)能力很差,會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)不良現(xiàn)象。


  為了解決以上矛盾,把啟動(dòng)電路改為用一個(gè)恒定電流的電路替代,輸入電流基本不會(huì)隨輸入電壓的變化而變化,兩種啟動(dòng)電路,低壓提供相同的啟動(dòng)電流,高壓短路時(shí),第二種啟動(dòng)電路的短路功耗會(huì)小很多,低壓和高壓的短路周期也會(huì)較接近。


采用了恒流電路,測試的短路波形圖,用恒流電路替代電阻啟動(dòng)解決了啟動(dòng)和短路的矛盾。

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