[求助] 恒压源电路求助？

youn@g 2016-8-16 16:52 楼主

能否说说两张图电路的反馈？它们是如何做到精准输出的呢？（不受温度与输入电压变化的影响）。

回复评论（21）

2推荐 maychang

由此我们可以更进一步推断：将R4b改成一支电容，第二幅图电路是可以启动的。因电容在电源上电时要流过充电电流，此充电电流将使得Q1b集电极电流不为零，于是Q2b和Q3b得到基极电流，整个电路开始正常工作。
当然，一支电容比一支电阻贵，而且电容在电源下电时还要放电，我们犯不上用一支电容去替代R4b。之所以说R4b可以用一支电容替代，不过是为了加深对电路工作的理解。

点赞 2016-8-18 11:48

2推荐 maychang

引用: youn@g 发表于 2016-8-17 09:49
谢谢maychang老师详细的回复；
经过您的指导，第一幅图我这样理解，D1的作用是使BG1导通，由于R2=R3,B ...

“第一幅图我这样理解，D1的作用是使BG1导通”
没有D1，BG1也照样可以导通。
但没有D1，R2和R3中电流就不会相等，因为R3这一侧多一个PN结(BG1发射结)压降，R3中电流必定小于R2中电流。有了D1还有另一个好处：PN结压降是随温度变化的。现在R2和R3各与一个PN结串联，无论温度如何变化，两PN结上压降相等，则R2R3上电流也相等，不随温度变化而变化。

点赞 2016-8-17 11:10

沙发 maychang

第一幅图，无论如何应该在导线联接处画上点(dot)。
第一幅图根本不是什么恒压源。图中明确标注“电流 I＝2*2.5/R1 ”。对负载RX来说，这是一个恒流源。

点赞 2016-8-16 17:17

板凳 maychang

RG如果没有加点，BG1的集电极与BG2基极是否联接就说不清楚。很可能BG2基极并未与BG1集电极联接。

点赞 2016-8-16 17:25

4楼 youn@g

引用: maychang 发表于 2016-8-16 17:17
第一幅图，无论如何应该在导线联接处画上点(dot)。
第一幅图根本不是什么恒压源。图中明确标注“电流 I＝2 ...

maychang老师，
1、第一幅图是截的图，并不知道用什么软件画的；
2、是的，第一幅图是恒流源；

请讲解一下两幅图原理吧；谢谢

点赞 2016-8-16 17:28

5楼 maychang

引用: youn@g 发表于 2016-8-16 17:28
maychang老师，
1、第一幅图是截的图，并不知道用什么软件画的；
2、是的，第一幅图是恒流源；

请 ...

第一幅图，须知UA431是并联式稳压芯片，符号很简单：

但其内部构造相当复杂：

逻辑框图倒不是很复杂，包括2.5V电压基准、运算放大器和一支三极管。像是这个样子：

其特性可以简单地解释为：K极电流总是力图使R极保持2.5V。

点赞 2016-8-16 17:58

6楼 maychang

如此，图中“ 2*2.5/R1 ”中去掉系数2后的“ 2.5/R1 ”便很容易理解：这就是流过R1的电流，也近似就是三极管BG2的发射极电流(431输入端电流极小，可以忽略)。

点赞 2016-8-16 18:02

7楼 maychang

3楼图中存在一支二极管1N4148。从VCC到二极管D1经过一支电阻右边的R2(图中两支电阻都标注为R2，非常恶劣的标注法)。从VCC经左边的R2再到二极管负端还经过三极管BG1发射结。两个R2相等，两个PN结压降也近似相等。由此，两个R2中电流相等。

点赞 2016-8-16 18:13

8楼 maychang

又：三极管集电极电流近似等于发射极电流，故BG1集电极电流与BG2集电极电流近似相等。于是流过负载RX的电流大致为流过电阻R1电流的二倍。

点赞 2016-8-16 18:15

9楼 maychang

引用: youn@g 发表于 2016-8-16 17:28
maychang老师，
1、第一幅图是截的图，并不知道用什么软件画的；
2、是的，第一幅图是恒流源；

请 ...

首帖第二幅图是两个恒压源。
左边电路很简单，一支电阻和一支稳压二极管。其工作原理完全是利用稳压二极管特性曲线的非线性。
右边电路与左边电路相比较，除了电源电压(图中标注10－30V DC)变化时流经稳压二极管的电流基本不变外，其它并无改善。换言之，Q1b、Q2b和Q3b构成恒流源为稳压二极管(和负载)供电。

点赞 2016-8-16 18:38

10楼 youn@g

引用: maychang 发表于 2016-8-16 18:15
又：三极管集电极电流近似等于发射极电流，故BG1集电极电流与BG2集电极电流近似相等。于是流过负载RX的电流 ...

谢谢maychang老师详细的回复；
经过您的指导，第一幅图我这样理解，D1的作用是使BG1导通，由于R2=R3,BG1与BG2的基极电流相近，故集电极电流也相近；

第二幅图恒流源给负载供电，那么电流是 I=(VIN-Q3b的Vce(sat)-6.2V)/220 ?

点赞 2016-8-17 09:49

12楼 maychang

引用: youn@g 发表于 2016-8-17 09:49
谢谢maychang老师详细的回复；
经过您的指导，第一幅图我这样理解，D1的作用是使BG1导通，由于R2=R3,B ...

“那么电流是 I=(VIN-Q3b的Vce(sat)-6.2V)/220 ? ”
不是。
第二幅图中三支三极管均处于线性工作状态，不能处于饱和或者截止状态(从线性状态到了饱和或者截止状态，就是此电路到了正常稳压工作的边缘，开始失去稳压功能)。
该电路中Q2b和Q3b这种接法通常称为“电流镜”，Q2b和Q3b的集电极电流总是近似相等(原因另述)。而Q2b的集电极电流加上上面两管基极电流又近似等于Q1b发射极电流。Q1b发射极电流乘R1b再加一个PN结压降等于稳压管稳定电压(6.2V上下，略随通过稳压管的电流而变化)。

点赞 2016-8-17 11:32

13楼 maychang

引用: youn@g 发表于 2016-8-17 09:49
谢谢maychang老师详细的回复；
经过您的指导，第一幅图我这样理解，D1的作用是使BG1导通，由于R2=R3,B ...

此图使用了TL431，又使用了两支三极管和一支二极管。
其实，仅使用TL431，即可构成性能非常好的恒流源。

图中仅使用了TL431。我们知道，TL431的(R)引脚在正常工作时总是保持2.5V，此电压与通过TL431的电流无关，非常稳定，不随温度等等变化。
今R1固定，通过R1的电流是 2.5V/R1 。那么通过负载RX的电流也是 2.5V/R1 (TL431参考端输入电流仅不到2uA，可以忽略)。RX中电流与Vcc变化无关，即不随Vcc变化而变化。
此电路，RX中电流非常稳定，因TL431温度系数很小，且(R)端输入电流变化也很小。其稳定性比原图要好得多，至少强一个数量级，甚至可以强两个数量级。而且通过RX的电流可以有几十倍的选择范围(通过改变R1)。
其缺点是：RX两端均不接地。这在很多实际应用中不能接受。

点赞 2016-8-17 14:03

14楼 maychang

由13楼，我们可以构造出一种一端接地的负恒流源电路，而且性能非常好。
如何构造这样的负恒流源电路，楼主自己想。

点赞 2016-8-17 14:09

15楼平行电

这种恒流的驱动能力太弱，实际还是采用凌特或者TI的专用芯片，性能会好很多

点赞 2016-8-17 23:01

16楼 youn@g

引用: maychang 发表于 2016-8-17 11:32
“那么电流是 I=(VIN-Q3b的Vce(sat)-6.2V)/220 ? ”
不是。
第二幅图中三支三极管均处于线性工作状态 ...

感谢，这里稍微有点懂了，第二幅图的R4b 220k其实可以不用的吧；

点赞 2016-8-18 10:00

17楼 maychang

引用: youn@g 发表于 2016-8-18 10:00
感谢，这里稍微有点懂了，第二幅图的R4b 220k其实可以不用的吧；

“第二幅图的R4b 220k其实可以不用的吧”
不可以！
如果没有R4b，会出现这样的状态：Q1b集电极电流为零(暂不考虑稳压二极管两端电压，等一会儿再看这个假定是否能够成立)，那么Q2b和Q3b基极电流为零－>Q3b集电极电流为零－>Q1b基极电流为零。由Q1b基极电流为零可知我们假定Q1b集电极电流为零可以成立。于是整个电路不工作，三支管子中的电流均为零。

点赞 2016-8-18 11:34

18楼 maychang

有意思的是：第二幅图的电路开始工作，稳压二极管中通过一定量电流后，将R4b断掉，该电路仍可正常工作。
换句话说，R4b仅在电源上电时或者说启动时起作用，电路进入正常工作状态后就不需要R4b了。

点赞 2016-8-18 11:40

20楼 maychang

15楼网友说“实际还是采用凌特或者TI的专用芯片，性能会好很多 ”
他提到的专用芯片，在芯片设计内部构造时，就必须考虑前两帖中谈到的启动问题。
当然，从芯片的使用者角度，根本不管那些事情，拿过芯片来就用。

点赞 2016-8-18 11:54

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