開(kāi)發(fā)過(guò)項(xiàng)目的工程師都知道,在設(shè)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)的電路,為了達(dá)到穩(wěn)定的顯示效果,一般都需要設(shè)計(jì)一個(gè)恒流源電路。
恒流源電路,驅(qū)動(dòng)LED,它的亮度就不會(huì)跟隨電壓的變化而變化了,亮度就始終維持在一個(gè)恒定的值了。
這是因?yàn)長(zhǎng)ED的亮度,只與流過(guò)它的電流有關(guān)。
OK,類(lèi)似于這樣的恒流源電路,工程師該如何去開(kāi)發(fā)呢?當(dāng)然,不同的工程師,有不同的方案,芯片哥要介紹的是一個(gè)簡(jiǎn)單且高效的電路,只需要一個(gè)運(yùn)放和一個(gè)三極管,就能完成恒流源的功能電路。
恒流源電路
這個(gè)電路是怎么實(shí)現(xiàn)恒流的功能呢?
LM358是一個(gè)運(yùn)算放大器,不過(guò)在這個(gè)電路中,它被當(dāng)做比較器使用。正相輸入端,連接一個(gè)穩(wěn)定的電壓5V;負(fù)相輸入端,連接的是R2電阻。
“比較器”的輸出端,直接通過(guò)一個(gè)電阻R1驅(qū)動(dòng)Q1三極管,三極管的發(fā)射極也連接著R2電阻,三極管的集電極是作為恒流源的輸出,就是它能夠輸出一個(gè)穩(wěn)定的電流。
我們知道,作為比較器,當(dāng)正相輸入端的電壓大于負(fù)相輸入端的電壓,也就是VA > VB,比較器就會(huì)輸出一個(gè)高電平;
當(dāng)正相輸入端的電壓小于負(fù)相輸入端的電壓,也就是VA < VB,比較器就會(huì)輸出一個(gè)低電平。
因?yàn)閂A是等于5V,是一個(gè)固定值,所以比較器輸出的是高電平還是低電平,是取決于VB的電壓。
由于R2電阻是連接比較器的負(fù)相輸入端,因此VB的電壓,它是等于R2電阻兩端的電壓。
R2電阻兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律,它是等于流過(guò)R2電阻的電流乘以R2電阻的阻值。也就是
VB = VR2 = IR2 * R2
感覺(jué)是不是有點(diǎn)繞?怎么那么多關(guān)系?。?/strong>
別急,還沒(méi)到重點(diǎn)呢?跟著芯片哥的節(jié)奏,我們?cè)俳又治鏊暮懔髟?/p>
運(yùn)放構(gòu)成的恒流電路
對(duì)于三極管,它的特性是電流放大作用,比如放大100倍,將基極的小電流,放大100倍后,通過(guò)集電極輸出。
也就是集電極的電流是要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于基極的電流,所以在這個(gè)放大倍數(shù)的基礎(chǔ)上,工程師可以等效地看出,流過(guò)三極管的發(fā)射極電流是等于集電極電流的。
分析到這里,我們就不難發(fā)現(xiàn),流過(guò)R2電阻的電流,它是等于流過(guò)三極管集電極電流的。
現(xiàn)在到了分析的重點(diǎn)了,小伙伴們提起精神啊,別落下了。
假如VR2的電壓大于VA的電壓,比較器會(huì)輸出低電平,三極管會(huì)截止不導(dǎo)通,電路就會(huì)關(guān)閉集電極輸出電流的能力;
但關(guān)閉輸出電流的同時(shí),又會(huì)導(dǎo)致流過(guò)R2電阻的電流也會(huì)被關(guān)閉,就會(huì)觸發(fā)VR2的電壓減??;
VR2電壓一減小,就會(huì)低于VA,比較器又會(huì)輸出高電平,這個(gè)時(shí)候三極管又會(huì)導(dǎo)通了,電路又會(huì)開(kāi)啟輸出電流了,導(dǎo)致R2電阻的電流增大,VR2也會(huì)增加;
只要VR2超過(guò)VA的電壓,就又循環(huán)剛剛的過(guò)程了。
分析到這,是不是有些清楚了呢?如果實(shí)在還是沒(méi)有弄清楚,也不要緊,芯片哥直接告訴你后面怎么用這個(gè)電路就可以了。
如果想要輸出100mA的恒流源,VA是5V電壓的話(huà),只需要將R2的阻值設(shè)置為50Ω就可以了。
恒流源電路輸出的電流,它是等于
Iout = VA / R2
按照這個(gè)方法,如果想要輸出250mA的恒流源,只需要將R2的阻值設(shè)置為20Ω就OK了。
當(dāng)然,電流值越大,Q1三極管承受的功率也會(huì)增大,這個(gè)是在選型的時(shí)候必須要考慮到的,避免電流過(guò)大,三極管發(fā)燙。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:運(yùn)放構(gòu)成的恒流源電路方案
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