几种实用的恒流源电路设计方案，敬请收藏（运放三极管在手，让你玩出多种花样）
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了几种实用的恒流源电路设计方案，敬请收藏（运放三极管在手，让你玩出多种花样）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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0 引言
我们在信号测量、供电等应用场景时常会涉及到使用恒流源，以前觉得恒流源挺神奇的，研究了下实现方案，其实也没有多么高深（这里讨论的仅限于用在信号测量中的小电流恒流源设计），这里给出几个实用的恒流源电路设计方案。
1 恒流源电路设计
1.1 使用三极管搭建的恒流源
首先看下面的电路方案，是使用两个三极管搭建的。
【实现原理分析】：
（1）刚上电时，AB间电压超过Q1的基极和发射极导通阈值，Q1集电极到发射极导通，而Q1基极-发射极间PN结的压降固定，设为Vbe（一般硅管是0.7~0.8V）；
（2）接着，在Q2没导通前，其基极-发射极间的电压近似为VCC-Vbe，超过阈值导通，此时同样因为PN结间的固定压降，所以在B点和C点间的压降钳位在Vbe，流过电阻R2的电流就是固定的：I = Vbe/R2，这就是我们要的恒流；
（3）注意R1的取值，可以取大一些，因为Q2导通后相当于R1直接连在VCC和GND间了，这个电流是干耗的。
【利弊分析】：
这个应该说是非常低成本的方案，但是得出的恒流在精度上还是要差一些，因为我们看到了电流来源是靠三极管Vbe，这个不同批次的管子可能都会有差异，没法确保每一批做的电路都是一个电流值。
1.2 使用运放搭建的恒流源
上面用三极管搭的恒流源若是觉得电流值精度不高，那么看下用运放搭的这个方案：
【实现原理分析】：
（1）运放同相端输入基准电压Vref（可以使用基准电压芯片，若是要求不高，也可以使用稳压管或直接电源分压），根据运放虚短原理，反相端A点的电压也是Vref，那么，从A到B的电流就是Vref/R3；
（2）再根据运放的虚断原理，A点和运放的反相输入端是断开的，把A点看为一个节点，从A点流出的电流是Vref/R3，那么得有同大小的输入电流啊，就是从C到D输入的电流也就是Vref/R3，就是我们要的恒流源。
【利弊分析】：
这种方案成本明显是比第一种高了，但是获得的电流的精度也是比较高的，特别是在使用基准电压时。但是这种方案在低压供电的系统中有效，在高压供电的系统中还有效吗？我的输入电源若是上百V，想在这个回路中获取个恒流该怎么实现呢？若是用运放，那这样的高压运放成本就血亏了。
1.3 使用稳压二极管及三极管搭建的恒流源
先看下面的两个原理图：
分别使用NPN和PNP三极管搭建的，A、B图箭头方向是电流的流向，在三极管集电极接负载端，其中A图一般把这个恒流源放在负载后端，B图一般是放在负载前端，接电源处的。
【实现原理分析】：
这两个实现原理基本都是一样的，我一般比较喜欢使用B图，放在电源侧，输出恒流，就以B图为例。
（1）VCC上电，稳压管D2阴极处有一个稳定的电压Uz，当然，这里要选好电阻R7，确保稳压管在工作电流范围内；
（2）VCC上电后，Q4发射极与集电极导通，Vbe节电压一般固定为0.6~0.7V（可以实测摸一摸），(Uz-Vbe)/R6就是得到的恒流值；
（3）这里稳压管建议选择5V的稳压管，避免电压过低，三极管不导通；另外，一定要注意稳压管限流电阻R7的选取，如果选择过大，稳压管工作电流过小，是无法稳压的。若希望流过稳压管的分支电流较小，就可以选择uA级别的稳压管。
【利弊分析】：
这种方案其实很类似1.1中的，都是利用三极管导通电压稳定的特点，胜过1.1的地方主要是其在高压下很好用，要说缺点，还是电流精度不高了。
2 总结
本次博文给出了三种实用的恒流源设计方案，博主也是在做项目中，遇到因为输入电压变化导致某一个电源模块输入电流变化的情况，这个变化的电流对电流检测造成了很大的困扰，所以需要将其恒流处理，以上电路都是实际应用过，也踩过坑的，在此总结一下，希望能帮助到大家。
作于202112292030，已归档
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