TI的產品線應用工程師,設計出幾款經典的電流源電路,最小是5uA,最大2A。每一個方案都給出了完整的原理圖,仿真文件,PCB layout以及測試結果。 接下來對這幾個方案一一做一下簡單介紹。
1. 0-5V輸入,0-5uA輸出的電流源。
電路原理圖如下,其中第一級運放選用的是超低失調電壓的單電源運放OPA333。采樣放大選用的是高精度的單電源儀表放大器INA326。
我們花一點時間來分析這個電流源的電路,拋板磚引美玉。其他的電流源電路差不多都是這個原理的。
電流源電路中的電流設 定一般都是由鉗位住采樣電阻上的電壓來確定的。因此下圖電路中的 Rset=100k就是采樣電阻。流過它的電流形成的電壓Vset=0.1V 經儀表放大器放大后輸入到運放的負向輸入端。
由于運放“虛短”,則運放會保持Vout_ina與Vin為同一電壓。這樣當Vin變化時,Rset上的電壓也會等比例變化。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,原理也很簡單,圖中A1,Q1和Rs1構成第一級電流源,然后經后面的比例鏡像電流源給負載輸出。這個設計可以達到千分之一。
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。這個設計可以達到百分之一精度。這個電路的供電電源為12V。
4. 0.5 - 4.5 V輸入,+/-2 A輸出的電流源
這個電路是用兩個大電流輸出的運放,其中用到了2.5V基準源來設置偏置。
小結:
這幾個方案都是用全模擬電路實現的,都用到了Rset電阻來設置電流源。因此我們可以簡單分析出下面的原因會影響到精度。
Rset電阻的精度和溫漂。
放大電路的精度,主要是失調電壓、偏置電流以及設計增益的電阻的精度。
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