TI工程師簡(jiǎn)單介紹幾款經(jīng)典的電流源電路

TI的產(chǎn)品線應(yīng)用工程師，設(shè)計(jì)出幾款經(jīng)典的電流源電路，最小是5uA，最大2A。每一個(gè)方案都給出了完整的原理圖，仿真文件，PCB layout以及測(cè)試結(jié)果。 接下來(lái)對(duì)這幾個(gè)方案一一做一下簡(jiǎn)單介紹。

1. 0-5V輸入，0-5uA輸出的電流源。

電路原理圖如下，其中第一級(jí)運(yùn)放選用的是超低失調(diào)電壓的單電源運(yùn)放OPA333。采樣放大選用的是高精度的單電源儀表放大器INA326。

我們花一點(diǎn)時(shí)間來(lái)分析這個(gè)電流源的電路，拋板磚引美玉。其他的電流源電路差不多都是這個(gè)原理的。

電流源電路中的電流設(shè) 定一般都是由鉗位住采樣電阻上的電壓來(lái)確定的。因此下圖電路中的 Rset=100k就是采樣電阻。流過(guò)它的電流形成的電壓Vset=0.1V 經(jīng)儀表放大器放大后輸入到運(yùn)放的負(fù)向輸入端。

由于運(yùn)放“虛短”，則運(yùn)放會(huì)保持Vout_ina與Vin為同一電壓。這樣當(dāng)Vin變化時(shí)，Rset上的電壓也會(huì)等比例變化。從而受控的電流也是同比例變化。

2. 0-2V輸入，0-100mA輸出的電流源

電路原理圖如下，原理也很簡(jiǎn)單，圖中A1,Q1和Rs1構(gòu)成第一級(jí)電流源，然后經(jīng)后面的比例鏡像電流源給負(fù)載輸出。這個(gè)設(shè)計(jì)可以達(dá)到千分之一。

3. 0-2V輸入，0-100mA輸出的電流源

電路原理圖如下，圖中Rs是采樣電阻，它的電壓值等于Vin。這個(gè)設(shè)計(jì)可以達(dá)到百分之一精度。這個(gè)電路的供電電源為12V。

4. 0.5 - 4.5 V輸入，+/-2 A輸出的電流源

這個(gè)電路是用兩個(gè)大電流輸出的運(yùn)放，其中用到了2.5V基準(zhǔn)源來(lái)設(shè)置偏置。

小結(jié)：

這幾個(gè)方案都是用全模擬電路實(shí)現(xiàn)的，都用到了Rset電阻來(lái)設(shè)置電流源。因此我們可以簡(jiǎn)單分析出下面的原因會(huì)影響到精度。

Rset電阻的精度和溫漂。

放大電路的精度，主要是失調(diào)電壓、偏置電流以及設(shè)計(jì)增益的電阻的精度。

環(huán)路穩(wěn)定和噪聲水平

如果想把上面的電流源設(shè)計(jì)成恒流源，把輸入電壓，換成低溫漂的電壓基準(zhǔn)即可。