交流恒流源电流计算方法

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，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

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。 　电流计算公式为：I = (Vd-Vbe)/R1

TL431

TL431是另外一个常用的电压基准，利用TL431搭建的恒流源，其中的三极管替换为场效应管可以得到更好的精度。 　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

恒流源的实质

恒流源的实质是利用器件对电流进行采样反馈，动态调节设备的供电状态，从而使得电流趋于恒定。只要能够采样得到电流，就可以有效形成反馈，从而建立恒流机制。 能够进行电流反馈的器件，主要采用电流互感器，或者利用霍尔元件对电流回路上某些器件的磁场进行反馈，也可以利用回路上的发光器件（例如光电耦合器，发光管等）进行反馈。这些方式都能够构成有效的恒流源，而且更适合大电流等特殊场合，不过因为这些实现形式的电路都比较复杂，这里就不一一介绍了。

产品特点：

一：交流恒流源是为低压电器用户专门设计制造的，其输出电流是恒定的，输出波形为纯正弦波，可作为检测过流实验仪器。

二：本交流恒流源可带阻性、感性、容性负载，满足低压电器对测试电源的要求。

三：突出的优点，稳流精度高，可根据用户使用环境有1%，0.8%，0.5%，0.3%级别。保证输出电流恒定。此前使用的大电流发生器方案由于温度变化，导线、接头和线圈的铜阻等一直在变化，

四：操作人员须经常调节调压器来恒定电流，费时费精力，而且精度是无法与本电源相比的，低压电器生产中，须对电流进行校验、老化的项目上，使用本电源是最佳选择，如热继电器动作电流的整定，空气开关热脱扣电流的测量等。

五：可进行不同电流等级的自动化测试（项目：电压、电流、频率、升降时间，可循环测试操作）

六：频率可调范围：40-500HZ（选配），固定输出：50HZ、60HZ（更多范围内固定输出频率可根据用户需求设计）

七：可设置模拟量（信号）控制

用于检测断路器、塑壳断路器、小型断路器继电器、开关、交流接触器、机械开关、电子开关、电流互感器、需要设定额定电流、动作电流、短路保护电流等生产场合。

电机、电子业：如交换式电源供应器、变压器、电子安定器、充电器、压缩机、电焊机、马达、镇流器等被动元件产品的测试电源。

大专院校、实验室及研究测试：如交流电源测试、产品寿命及安全测试、电磁相容测试、OQC（FQC）测试、产品测试及研发、研究单位最佳交流电源。

航空、航天、军事：如机场地面设施，飞机及机载设备、雷达、导航等军用电子设备，航天、军事研究院所，高炮、火箭、潜艇等的测试电源、启动电源或供电转化电源。

城市轻轨、地铁、铁路、高速公路：如轻轨、地铁、动车组空调启动电源。

工矿企业、电解、电镀、充电设备：如PCB板、各类IT产品、CCFL、电解电容器、灯管等电子元件测试老练及交直流供电电源。

进/出口设备的配给电源：如进口的电机、马达、压缩机、制冷机、制冰机等的转化模拟电源。

电压电气行业：如：断路器、空气开关、电表、塑壳断路器、校验台。

恒流源、交流恒流源、直流恒流源、电流发生器、大电流发生器又叫电流源、稳流源。是一种宽频谱、高精度交流稳流电源，具有响应速度快、恒流精度高、能长期稳定工作，适合各种性质负载（阻性、感性、容性）等优点。

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。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。

恒流源是输出电流保持恒定的电流源，而理想的恒流源应该具有以下特点： 　a)不因负载(输出电压)变化而改变； 　b)不因环境温度变化而改变； 　c)内阻为无限大（以使其电流可以全部流出到外面）。 　能够提供恒定电流的电路即为恒流源电路，又称为电流反射镜电路。

基本的恒流源电路主要是由输入级和输出级构成，输入级提供参考电流，输出级输出需要的恒定电流。　 ①构成恒流源电路的基本原则：恒流源电路就是要能够提供一个稳定的电流以保证其它电路稳定工作的基础。即要求恒流源电路输出恒定电流，因此作为输出级的器件应该是具有饱和输出电流的伏安特性。这可以采用工作于输出电流饱和状态的BJT 或者MOSFET来实现。 　为了保证输出晶体管的电流稳定，就必须要满足两个条件：a）其输入电压要稳定——输入级需要是恒压源；b）输出晶体管的输出电阻尽量大（最好是无穷大）——输出级需要是恒流源。 　②对于输入级器件的要求： 　因为输入级需要是恒压源，所以可以采用具有电压饱和伏安特性的器件来作为输入级。一般的pn结二极管就具有这种特性——指数式上升的伏安特性；另外，把增强型MOSFET的源-漏极短接所构成的二极管，也具有类似的伏安特性——抛物线式上升的伏安特性。 　在IC中采用二极管作为输入级器件时，一般都是利用三极管进行适当连接而成的集成二极管，因为这种二极管既能够适应IC工艺，又具有其特殊的优点。对于这些三极管，要求它具有一定的放大性能，这才能使得其对应的二极管具有较好的恒压性能。 　③对于输出级器件的要求： 　如果采用BJT，为了使其输出电阻增大，就需要设法减小Evarly效应（基区宽度调制效应），即要尽量提高Early电压。 　如果采用MOSFET，为了使其输出电阻增大，就需要设法减小其沟道长度调制效应和衬偏效应。因此，这里一般是选用长沟道MOSFET ，而不用短沟道器件。 　（3）基本恒流源电路示例：增强型n-MOSFET构成的一种基本恒流源电路。为了保证输出晶体管T2的栅-源电压稳定，其前面就应当设置一个恒压源。实际上，T1二极管在此的作用也就是为了给T2提供一个稳定的栅-源电压，即起着一个恒压源的作用。因此T1应该具有很小的交流电导和较高的跨导，以保证其具有较好的恒压性能。T2应该具有很大的输出交流电阻，为此就需要采用长沟道MOSFET，并且要减小沟道长度调制效应等不良影响。BJT构成的一种基本恒流源电路。其中T2是输出恒定电流的晶体管，晶体管T1就是一个给T2提供稳定基极电压的发射结二极管。当然，T1的电流放大系数越大、跨导越高，则其恒压性能也就越好。同时，为了输出电流恒定（即提高输出交流电阻），自然还需要尽量减小T2的基区宽度调变效应（即Early效应）。另外，如果采用两个基极相连接的p-n-p晶体管来构成恒流源的话，那么在IC芯片中这两个晶体管可以放置在同一个隔离区内，这将有利于减小芯片面积，但是为了获得较好的输出电流恒定的性能，即需要特别注意增大横向p-n-p晶体管的电流放大系数。 　（4）基本恒流源电路的扩展： 　在以上基本电路的基础上，还可以加以扩展其功能： 　一方面，在二极管恒压源（T1）的作用下，它的后面可以连接多个输出支路（与T2并联的多个晶体管），从而能够获得多个稳定的输出电流。 　另一方面，在T1和T2的源极（发射极）上还可以分别串联一个电阻（设分别为R1和R2），这就能够得到不同大小的恒定输出电流。因为这时可有I(输出)/I(参考)=R1/R2，则在这种恒流源电路中，输出的恒定电流基本上是决定于电阻以及晶体管放大系数的比值，而与电阻和放大系数的绝对大小关系不大。这种性质正好适应了集成电路制造工艺的特点，所以这种恒流源电路是模拟IC中的一种基本电路。2100433B

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