电路如图,发现最后的实现的并不是恒流输出,翻遍负载R7电流也随之改变,我想做一个输出300mA的恒流源,不知还有什么电路可以实现,请指教
liufan:
你的图中问题说说:1. 选择SS8050这个三极管直接输出300mA的电流,不太合理,功率小了,自己可以计算一下功耗。选择中功率的可以。2. 你的TL431的工作电流太小,要想稳定,最小设定到1mA。
你可以看下面的:
1. 先看图中的各个节点电流和电压的关系
I1 = IB + IZ (1)
2. 设Q1直流放大倍数为B1,Q2的直流放大倍数为B2,
由于Q1,Q2工作在恒流状态的话,IB电流理论上是固定不变的,则恒流值如下:
IS = B1*B2*IB+IB 则得:
IB = IS/(B1*B2+1) (IS:恒定电流值) (2)
3. TL431在这里可以看成是一个常规的稳压管 稳压值UZZ = UZ+VBE1+VBE2,UZ = 2.5V,VBE1,VBE2之和可以看成是1.5V,粗略计算即可,则 UZZ = 2.5V+1.5V = 4V
4. 确定R1的值,由以上条件可得出: (1) 当RL=0的时候,R1上的电压值达到最大,UR1max = VCC-UZZ,也即是I1达到最大
(2) 当取的RL较大,且大到Q2的VCE2接近饱和边缘的时候,R1上的电压出现最小值,也即是达到I1最
小值,这里就是从I1的最小值来确定,I1minx = IB+IZmin的,IB已经确定,这里看IZ,从手册上
看,TL431推荐的正常工作的最小IZmin = 1mA,此时的I1min也就是最小必须的电流值。假设Q1Q2
接近饱和区的电压VCE2min=2V,则得出如下结论:
URLmax = IS*RLmax = VCC-UZ-VCE2min = VCC-4.5 (3)
由3式,来确定VCC的取值是否合适,如果VCC取的过小,URLmax将很小,甚至是负值,那么就需要
增大VCC的值。并确定最大的负载电阻RL的值。RLmax = (VCC-0.5)/ IS. 或者直接由你的最大负载电阻,选择合适的VCC。 满足:VCC >= IS*RLmax + 4.5V 即可。
UR1min = VCE2min-VBE1-VBE2 (4)
R1的值在此条件下确定: R1 = (VCE2min-VBE1-VBE2) / I1min = (VCE2min-VBE1-VBE2) / (IB+IZmin) 带入2式,得: R1 = (VCE2min-VBE1-VBE2) / (IS/(B1*B2+1)+IZmin) (5)
5. 误差分析 先看IS的组成部分: IS = (Q1,Q2的基极电流+集电极) – (TL431的VREF端输入电流Iref),TL431手册中Iref电流值最
大值4uA,基本可以忽略不计。由于Q1,Q2的基极电流+集电极电流全部通过RS采样电阻,他们本身就
是IS的一部分,所以,Q1,Q2的基极电流、集电极电流对于IO没有精度影响。
由图中可以看出,流过RL的电流值
IO = IZ + IS
可以看出IO的精度影响来自于IZ.
(1)IZ的最大值电流也就是上面第4点,第1小点的条件下发生,IO误差最大的情况 IZmax = UR1max/R1 – IB IZmax = (VCC-UZZ)/R1 – IS/(B1*B2+1)
(2)IZ的最小值电流也就是上面第4点,第2小点的条件下发生,IO误差最小的情况 IZmin = 1mA
下面按照你的设计举例:VCC = 7V,恒流 IS = 300mA 1. 首先由 (3)式确定应用中的,最大的负载电阻RLmax是否能满足要求 RL <= (VCC-0.5)/ IS = (7-4.5)/0.3 = 8.3欧姆. 或者直接由 VCC >= IS*RLmax + 4.5V 选
择合适的VCC。 2. 计算 R1 = (VCE2min-VBE1-VBE2) / ((B1*B2+1)/IS+IZmin) 一般来说,B1和B2的值,如果有专门的测量放大倍数的仪表,可以直接测量,将测量值带入公式即可
。注意测量的集电极电流要和工作条件在一个数量级之内,比如Q2的工作电流300mA,那么集电极测试电
流可以取200-400mA测得。 如果没有仪表,可以通过实际调试也行。先大致估算B1,B2,计算出R1,然后用范围内的电位器代替
R1,调大R1,使IZ = 1mA,即可,这里可能Iz不到1mA的时候,IS电流已经达到设定值,但为保证稳定性
能,最好将IZ调节到1mA。还有一种可能,就是由于Q1,Q2的放大倍数小,当IZ达到1mA的时候,Q2的VCE2
电压减小不到2V,此时,要么换大放大倍数的三极管,要么就是继续调小R1,使VCE2=2V即可,不过如此
的,IZ的最小工作电流就超过1mA,这将导致恒流输出误差的增加。
这里假设B1 = 100, B2 = 50,则 R1 = (2-1.5) / (300/(5000+1)+1) 电流单位: mA R1 = 0.5/1.06 = 0.471K, 这里如果不为标准值,只取小值,最好不要取大值。否则就可能无是IZ
达到1mA,这里可以取470欧姆。
3. 计算IB 如果不直接测量IB,则通过测量R1的电压/R1-IZ,换算出IB。
3. 计算误差: 最小误差就是 IZmin = 1mA, 则 IO = 300+1 = 301mA 最大误差 IZmax = (VCC-UZZ)/R1 – IS/(B1*B2+1) = (7-4)/ 0.47 – 300/5001 = 6.32mA IO = 300+6.32 = 306.32mA
好了,就写这些吧,你先看看吧,写的好累啊。。。