问一个恒流源电路

只看该作者 · 2014-8-15 17:25

电路如图所示。
我的理解是，红线框内的部分没什么用。三极管起到扩流作用。电路本质上是个同相放大器。1点电压是输入的2倍。流过R18的电流是（2*Ui）/(R18+R24)。
我的问题： 1. 红线框内的电路是用来干嘛的？
2. 我计算的流过R18的电流是否正确？

只看该作者 · 2014-8-15 17:48

红线框内的部分是个电压跟随器，以防止流过R18的电流进入R22，这样保证了流经R18电流与流过负载的电流一致。其中R18上的压降就等于输入电压Ui（非饱和条件下），这样输出电流就是Ui/R18。

只看该作者 · 2014-8-15 19:02

这是一个很经典的恒流源电路，楼主要想分析其原理，可以参照AD的**：
http://www.analog.com/library/an ... vol43n3.pdf#page=22

至于红框运放的作用，可以允许方便的改动R18而直接算出电流，就是楼上说的Ui/R18，也参见TI的**：
http://www.ti.com/lit/an/snoa474a/snoa474a.pdf

这个电流源要想追问其来源，可以参考：
1、豪兰德电流源（Howland Current Pump）
2、改进型豪兰德电流源

只看该作者 · 2014-8-15 21:46

设运放输入V1+为Vx
运放输出VQ1e为Vy
输出端V2+为Vo

Vy = 2Vx
R16 = R22的情况下，
Vo = Ui - 2(Ui - Vx) = 2Vx - Ui

电流方程
Vo / RL = (Vy - Vo)/R18
Irl = Ui / R18

从回路可以看出，只要使R16 = R22 并 >> R18，不用U2B还是有很高的精度的。

只看该作者 · 2014-8-15 23:21

只看该作者 · 2014-8-16 00:36

lymex 发表于 2014-8-15 19:02
这是一个很经典的恒流源电路，楼主要想分析其原理，可以参照AD的**：
http://www.analog.com/library/ana ...

大哥，你那两个链接是如何随手拈来的啊？

只看该作者 · 2014-8-16 00:37

结贴，原来我早看过这个帖子，maychang大师在14楼的回复就是我要的答案。。。
https://bbs.21ic.com/forum.php?mod=viewthread&tid=577842

只看该作者 · 2014-8-16 08:24

hongdan0714jin 发表于 2014-8-16 00:36
大哥，你那两个链接是如何随手拈来的啊？

我专门有个恒流源资料目录，都是逐渐积累下来的，那两个**也在其中。
这些都是从网上下载的，然后上网再狗一下标题，一般都会找到以前下载的连接。
压控、以地为参考的恒流源，几乎没有别的电路了，恒流源的书籍也自然会介绍。
不妨把目录内容贴出来：

只看该作者 · 2014-8-16 10:14

很经典的恒流源电路！

只看该作者 · 2014-8-16 15:49

lymex 发表于 2014-8-16 08:24
我专门有个恒流源资料目录，都是逐渐积累下来的，那两个**也在其中。
这些都是从网上下载的，然后上网 ...

了解了，这还是一个积累的过程。。。

只看该作者 · 2014-8-16 20:54

恒流源电路，学习啦

2万 · 2014-8-16 22:11

只需一个运放+一个电阻，可以实现类似优点，在稳定性方面更优，当然了，没有增益增强三极管，输出电流能力小多了。

只看该作者 · 2014-8-17 08:32

单电源、单运放、共地输入输出的V-I转换，目前只有两个电路，一个就是楼主的电路去掉红框部分的运放。

另一个是这个：https://bbs.21ic.com/forum.php?mo ... &fromuid=587524
不过其中电阻参数有误，而且还有其它一些弱点。

2万 · 2014-8-17 10:24

大类分，不下5种。
细分不下10种。

1万 · 2014-8-17 10:31

就是一个差动电路，每个电路节点的配置有特定的要求，加个缓冲，可以实现电压源的属性。

只看该作者 · 2014-8-17 10:35

红框部分电路是否多余的?
加与不加，效果有何不同?
@maychang
@lymex

1万 · 2014-8-17 10:42

“我的理解是，红线框内的部分没什么用。三极管起到扩流作用。电路本质上是个同相放大器。1点电压是输入的2倍。流过R18的电流是（2*Ui）/(R18+R24)。
我的问题： 1. 红线框内的电路是用来干嘛的？
2. 我计算的流过R18的电流是否正确？”

我的回答是：
Q1是为了加大恒流源的恒流量。红线框内的电路是用来使恒流源的定标和计算来得明确简便，流过R18的电流是Ui/R18。这确实是一个很好的恒流源电路。

1万 · 2014-8-17 10:59

YEO 发表于 2014-8-17 10:35
红框部分电路是否多余的?
加与不加，效果有何不同?
@maychang

不加红框部分电路的恒流源与这个恒流源的效果明显不同。

3万 · 2014-8-17 12:03

YEO 发表于 2014-8-17 10:35
红框部分电路是否多余的?
加与不加，效果有何不同?
@maychang

不是多余的。
见2楼和3楼。

只看该作者 · 2014-8-17 12:21

YEO 发表于 2014-8-17 10:35
红框部分电路是否多余的?
加与不加，效果有何不同?
@maychang

的确，改进型Howland电流源没有这个运放，理论上效果理想。
但是，若去掉这个运放，需要R22+R18=100k，即R22要选99.9k，这就比较麻烦，如果就选100k，那恒流性能就变了，即内阻有限，表现为对负载的变化不那么恒流。
另外，当要改变档位的时候，比如R18要选1k或10k，以便提供更小的电流，那R22就要相应改为99k和90k，这样就必须切换两组电阻了，而且对于精密电流发生器，不同档要有不同的微调，就很麻烦了。有个这个运放，不同档只需1处调节即可，参见AN-1515第7页。

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