恒压源与恒流源的区别介绍 / 开普饭

描述

　　恒压源电路简介

　　在电路当中常常会用到输出恒定电压的电源，在电子线路中保证电压恒定的部分叫做恒压源，属于电源的一种。一种恒压源电路，具有输入端、输出端、用于产生具有波电压的恒压的恒压源单元、和用于消除波电压以便在输出端输出没有波电压的恒压的波消除电路单元，所述波消除电路单元包括连接在所述恒压源单元和所述输出端之间的电阻器。波电压检测电路单元，用于检测所述波电压并根据所检测的波电压输出信号。

　　常用的恒压源

　　开关电源

　　开关电源属于高频，是目前最主流的电源，功率从几瓦到几千瓦。利用的原理是用脉冲去控制开关管的通断，有规律的反复开关，所以叫开关电源。不管是反激、正激、半桥、全桥等都是这个原理。

　　线性电源

　　线性电源属于低频，它的线性电源很简单，就一个变压器利用匝数比的原理。然后在用桥式整流得出所需要的电压。虽然这种电源存在输出功率小、体积大的缺点，但是它的纹波小、干扰小，所以很多数字产品还是在用。

　　恒压源电路的优缺点

　　优点：能够对负载输出恒定电压的电源，理想的恒压电源的内阻为零。

　　缺点：使用时不能短路。

　　恒压源电路原理及其电路图

　　恒压源是其输出电流改变时，其端电压保持稳定，而理想的恒压源为不因负载（输出电流）变化而改变，不因输入电压变动而改变，不因环境温度变化而改变，内阻r等于零。

　　恒压源是其输出电流改变时，其端电压亦不变，而保持稳定，而理想的恒压源为：

　　（1）不因负载（输出电流）变化而改变；

　　（2）不因输入电压变动而改变；

　　（3）不因环境温度变化而改变；

　　（4）内阻r等于零。

　　恒压源之电路符号如下图所示。理想的恒压源，其内阻r等于零，使电压降等于零，令其电压可以全部输出至负载。但实际的恒压源皆有内阻r存在。

　　以正向偏压B-E接面做成的恒压源如下图所示。

因VBE电压受IB变化影响很微，大约导通后便保持0.7V不变，将B-C短路，可近似一只二极管利用多只晶体三极管，部份将B-C短路成二极管，而一只作为射极跟随器，以推动输出。在集成电路（Integrated Circuit）内，利用三极管的B-E接面，接成反向偏压状态，便成稳压二极管，而稳压在5.5V至7V之间。但稳压二极管恒压源会因温度变化而不稳定。

　　有温度补偿之稳压二极管恒压源如下图所示。

　　恒流源介绍

　　恒流源由信号源和电压控制电流源（VCCS）两部分组成。正弦信号源采用直接数字频率合成（DDS）技术，即以一定频率连续从EPROM中读取正弦采样数据，经D/A转换并滤波后产生EIT所需的正弦信号。

　　恒流源结构

　　恒流源是电路中广泛使用的一个组件，这里是比较常见的恒流源的结构和特点。恒流源分为流出（Current Source）和流入（Current Sink）两种形式。

　　最简单的恒流源

　　最简单的恒流源就是用一只恒流二极管。实际上，恒流二极管的应用是比较少的，除了因为恒流二极管的恒流特性并不是非常好之外，电流规格比较少，价格比较贵也是重要原因。

　　最常用的简易恒流源

　　用两只同型三极管，利用三极管相对稳定的be电压作为基准，电流数值为：I = Vbe/R1。

　　这种恒流源优点是简单易行，而且电流的数值可以自由控制，也没有使用特殊的元件，有利于降低产品的成本。缺点是不同型号的管子，其be电压不是一个固定值，即使是相同型号，也有一定的个体差异。同时不同的工作电流下，这个电压也会有一定的波动。因此不适合精密的恒流需求。

　　为了能够精确输出电流，通常使用一个运放作为反馈，同时使用场效应管避免三极管的be电流导致的误差。如果电流不需要特别精确，其中的场效应管也可以用三极管代替。

　　恒流源电路示例

　　上左图是用增强型n-MOSFET构成的一种基本恒流源电路。为了保证输出晶体管T2的栅-源电压稳定，其前面就应当设置一个恒压源。实际上，T1二极管在此的作用也就是为了给T2提供一个稳定的栅-源电压，即起着一个恒压源的作用。因此T1应该具有很小的交流电导和较高的跨导，以保证其具有较好的恒压性能。T2应该具有很大的输出交流电阻，为此就需要采用长沟道MOSFET，并且要减小沟道长度调制效应等不良影响。

　　上右图是用BJT构成的一种基本恒流源电路。其中T2是输出恒定电流的晶体管，晶体管T1就是一个给T2提供稳定基极电压的发射结二极管。当然，T1的电流放大系数越大、跨导越高，则其恒压性能也就越好。同时，为了输出电流恒定（即提高输出交流电阻），自然还需要尽量减小T2的基区宽度调变效应（即Early效应）。另外，如果采用两个基极相连接的p-n-p晶体管来构成恒流源的话，那么在IC芯片中这两个晶体管可以放置在同一个隔离区内，这将有利于减小芯片面积，但是为了获得较好的输出电流恒定的性能，即需要特别注意增大横向p-n-p晶体管的电流放大系数。