微安级恒流源设计
微电流源电路
微电流源电路一、微电流源电路概述微电流源电路是一种经典的电路设计，它可以产生非常小的电流，通常在纳安级别以下。
在实际应用中，微电流源电路被广泛应用于生物医学、化学分析、传感器测量等领域。
本文将从微电流源的原理、设计和应用方面进行详细介绍。
二、微电流源的原理微电流源是一种特殊的恒流源，其基本原理是利用负反馈控制技术，将输入信号与输出信号进行比较，并通过调节反馈网络中的元件值来实现对输出恒定电流的控制。
具体来说，微电流源由一个运放和反馈网络组成。
运放作为比较器，在反馈网络中起到放大和控制输出恒定电流的作用。
三、微电流源的设计1. 运放选择运放是微电流源中最重要的元件之一。
常见的运放有LM358、LM741等型号。
在选择运放时需要考虑其输入偏置电压和输入偏置电流等参数。
2. 反馈网络设计反馈网络是微电流源中另一个重要组成部分。
它可以通过改变元件值来实现对输出恒定电流的控制。
常见的反馈网络包括电阻、电容、二极管等。
3. 电源设计微电流源需要一个稳定的电源来保证其正常工作。
在选择电源时需要考虑其稳定性和噪声等因素。
4. PCB设计PCB设计是微电流源设计中非常重要的一部分。
合理的PCB布局可以减少信号干扰和噪声，提高微电流源的性能和可靠性。
四、微电流源的应用1. 生物医学领域微电流源在生物医学领域中被广泛应用于生物传感器、生物成像和细胞研究等方面。
例如，在细胞研究中，微电流源可以产生非常小的恒定电流，用于刺激细胞并观察其反应。
2. 化学分析领域微电流源在化学分析领域中也有重要应用。
例如，在化学分析中，可以利用微电流源产生恒定的反应条件，从而实现对反应过程的精确控制。
3. 传感器测量领域微电流源还被广泛应用于传感器测量领域。
例如，在温度传感器测量中，微电流源可以产生恒定的电流，用于激励热敏电阻，并测量其电阻值从而得到温度值。
五、总结微电流源是一种非常重要的电路设计，它可以产生非常小的恒定电流，并被广泛应用于生物医学、化学分析和传感器测量等领域。
关于恒流源电路的研究与几种设计方案
第一章引言随着现代技术的发展,恒定电流源的应用将十分重要，如机器人、工业自动化、卫星通信、电力通讯、智能化仪器仪表以及其它数字控制等方面都迫切需要应用恒定电流器件，因此, 研究和开发恒流器件具有十分重要的意义。
许多场合, 尤其是高精度测控系统需要高精度的电压源与电流源。
微电子工艺的高度发展, 给我们提供了许多小型化、集成化的高精度电压源, 但电流源, 特别是工作电流大的高精度电流源仍需使用者自行设计实现。
恒流源是能够向负载提供恒定电流的电源,因此恒流源的应用范围非常广泛,并且在许多情况下是必不可少的。
例如在用通常的充电器对蓄电池充电时,随着蓄电池端电压的逐渐升高,充电电流就会相应减少。
为了保证恒流充电,必须随时提高充电器的输出电压,但采用恒流源充电后就可以不必调整其输出电压,从而使劳动强度降低,生产效率得到了提高。
恒流源还被广泛用于测量电路中,例如电阻器阻值的测量和分级,电缆电阻的测量等,且电流越稳定,测量就越准确。
本论文主要概括了恒流源的基本概念，并设计出几种不同要求的恒流源，运用了SPCE061A单片机设计出新型数控恒流源，具有高稳定性和高灵敏性。
对以往恒流源进行了改进创新。
第二章基本恒流源电路2.1恒流源基础知识基本恒流源电路是恒流源电路的基本组成，是分析恒流源电路的基础。
2.1.1恒流源介绍恒流源,是一种能向负载提供恒定电流之电路.它既可以为各种放大电路提供偏流以稳定其静态工作点,又可以作为其有源负载,以提高放大倍数.并且在差动放大电路、脉冲产生电路中得到了广泛应用. 过一定的论述.然而,对各种恒流电路之对比分析,各自应用特点,以及需要改进的方面,还有待进一步研究,本文就来探讨这些问题.2.1.2恒流源的原理和特点2.1.3恒流源的分类一般而言,按照恒流源电路主要组成器件的不同,可分为三类:晶体管恒流源、场效应管恒流源、集成运放恒流源 .下面分别予以说明.2.1.3.1晶体管恒流源这类恒流源以晶体三极管为主要组成器件,利用晶体三极管集电极电压变化对电流影响小,并在电路中采用电流负反馈来提高输出电流之恒定性.通常,还采用一定的温度补偿和稳压措施.其基本型电路如图2.1.3.1所示.图2.1.3.1基本型电路图2.1.3.2改进型电路Ｒ1、Ｒ2分压稳定Ｂ点电位,Ｒｅ形成电流负反馈,输出电流Ｉ0=（Ｖｂ-ＶＢＥ）/Ｒｅ≈Ｖｂ/Ｒｅ(ＶＢ>>ＶＢＥ) .且其等效内阻[4]为:ｒｉｎｔ=ｒｃｅ[1+ βＲｅ（Ｒｂ+ｒｂｅ+Ｒｅ）] （1）式中ｒｃｅ为晶体管Ｔ集射极间电阻,一般为几十千欧以上;ｒｂｅ为晶体管Ｔ输入电阻,一般为几千欧左右;Ｒｂ=Ｒ1//Ｒ2.若设Ｒｅ=5ｋΩ,Ｒｂ=10ｋΩ,晶体管参数ｒｃｅ=100ｋΩ, β=100,ｒｂｅ=2. 6ｋΩ.可得到ｒｉｎｔ=100×1+ 100×5/（10+ 2. 6+ 5）=3ＭΩ可见,只需几伏的工作电压,采用一个晶体管,其等效内阻是非常巨大的.为了减小温度变化对晶体管参数的影响进而影响输出电流的恒定性,可采用图 2.1.3.2所示改进型电路.图2.1.3.2(ａ)中,二极管Ｄ作温度补偿,抵销温度变化对晶体管Ｔ参数Ｖｂｅ的影响.为了更好地解决管子温度特性一致的问题,图2.1.3.2(ｂ)中,三极管Ｔ1接成二极管的形式.有时,为了减小电源电压波动对输出电流之影响,图2.1.3.2(ｃ)中采用了稳压管Ｄｚ进行稳压.图2.1.3.2(ｂ)中,流过基准电阻Ｒ的电流ＩＲ与输出电流Ｉ0的关系[1]为:Ｉ0/ＩＲ=Ｒ2/Ｒ1,故又称为比例电流源.若令Ｒ1=Ｒ2或都为零,则Ｉ0=ＩＲ,称为镜像电流源.若令Ｒ1=0,则可得到微安量级的输出电流,称之为微电流源,主要应用于需要提供微小偏流的场合.有时,要实现输出电流可控,且极性可正可负的恒流源,可采用图 2.1.3.3所示电路图Ｖｉ为输入控制电压,三极管Ｔ1、Ｔ2参数一致. 当Ｖｉ=0时,Ｉ1=Ｉ2,Ｉ0=0;Ｖｉ>0时,Ｉ1<Ｉ2,Ｉ0<0;Ｖｉ<0时,Ｉ1>Ｉ2,Ｉ0>0;且由图2.1.3.3可得V+V i - V BE2V-V i-V be1图2.1.3.3 双极性恒流源I。
微电流源电路
微电流源电路微电流源电路是一种用于产生微安级电流的电路，其应用范围广泛，包括生物医学、化学分析、纳米技术等领域。
本文将介绍微电流源电路的基本原理、设计方法和应用实例。
一、基本原理微电流源电路的基本原理是利用负反馈控制，通过调节电路中的电阻和电容，使得输出电流保持稳定，并与输入信号成比例。
其中，反馈电阻和反馈电容是电路中关键的元件，它们决定了电路的增益和响应速度。
二、设计方法微电流源电路的设计需要考虑多种因素，包括电路的稳定性、增益、频率响应等。
以下是一些常用的设计方法：1. 选择合适的放大器：放大器是微电流源电路中的核心元件，其选择应根据电路的应用需求和性能要求进行。
常用的放大器包括运算放大器、差分放大器等。
2. 选择合适的反馈电阻和反馈电容：反馈电阻和反馈电容的选择需要考虑电路的输出电流范围和频率响应等因素。
一般来说，反馈电容的值越大，频率响应越宽，但同时也会影响电路的稳定性。
3. 优化电路布局：为了减小电路中的噪声和干扰，应采取合适的电路布局和屏蔽措施。
同时，还应注意电路中的接地问题，保证电路的稳定性和可靠性。
三、应用实例微电流源电路的应用非常广泛，以下是几个典型的应用实例：1. 生物医学：微电流源电路可以用于生物医学中的电刺激、神经信号检测等领域。
例如，可以设计出一种微电流源电路，用于对肌肉进行电刺激，以促进肌肉的恢复和治疗。
2. 化学分析：微电流源电路可以用于化学分析中的电化学检测、电解测定等领域。
例如，可以设计出一种微电流源电路，用于对化学样品进行电解，从而分析样品中的成分和浓度。
3. 纳米技术：微电流源电路可以用于纳米技术中的电子束曝光、纳米加工等领域。
例如，可以设计出一种微电流源电路，用于控制电子束的输出电流，从而实现高精度的纳米加工。
四、结论微电流源电路是一种重要的电路设计技术，其应用范围广泛，对于推动科学技术的发展具有重要的意义。
本文介绍了微电流源电路的基本原理、设计方法和应用实例，希望能对读者有所启发。
恒流源电路设计方法
恒流源电路设计方法
恒流源电路是一种用于控制电路中电流的电路，它可以将电路中的电
流保持在一定的恒定值，常用于LED驱动、压纹机等场合。
其基本原理是
将一个电流源和负载装置连接在一起，通过精确控制电流源电流大小，进
而控制负载器件的工作状态，达到恒定电流的目的。
设计恒流源电路的方法如下：
1.选择合适的电源（电压等级和电流容量等）。
2.确定负载器件的参数（电阻、功率等），根据负载器件参数计算所
需的电流大小。
3.根据所需电流大小选择合适的电流源元器件（电流计、MOSFET、晶
体管等）。
4.设计电路中的稳压电路和保护电路，保证电路的稳定性和安全性。
5.在电路设计中考虑电流源电路的可靠性和效率，尽量减小功率损失
和温度升高。
6.在实际应用中，要对电路进行测试和优化，以达到最佳的电路效果。
总之，恒流源电路的设计需要充分考虑电源、负载、电流源元器件等
因素，以及电路的稳定性、保护、效率等方面的问题。
通过合理的设计和
优化，才能获得稳定可靠、效率高的恒流源电路。
毫安级可控恒流源设计
该恒流源 由两大块组成 ，分别是恒流源控制模块和 电源模块 ，文 章中将镜像 电源电路作为恒流源控制模块 ，采 用 精密 电阻 Ｒ ｏ作为采样 电阻 ，把 Ｒ ｏ输 出的电压通过 ＡＤ芯片反馈给控制系 统，经过程序运算 ，控 制 Ｄ Ａ芯 片输 出
电流 ，把输 出电流转变成 电压 ，然后经过放大 电路进 行调整输入恒流源控制模块 电压 ，从而实现恒流 源可调。最
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ａ ｉ ｒ ｂ ａ ｇ ， ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｍａ ｋ ｅ ｔ ｈ ｅ ｗｏ ｒ ｋ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｓ ａ ｆ ｅ ｎｄ ａ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｔ ， ｉ ｎ ｈｉ ｔ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ，ａ ｈ ｉ ｇ ｈ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｎｄ ａ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ．Ｔｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｎｔ ａ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｓ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗｏ ｐ ａ ｒ ｔ ｓ ， ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｃ ｏ ｎ ｒｏ ｔ ｌ ｍｏ ｄ ｕｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ． Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ， ｈｅ ｔ ｍｉ ｒ ｒ ｏ ｒ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ
恒流源的工作原理和设计方法
恒流源的工作原理和设计方法恒流源是一种电路，它可以提供一个恒定的电流输出。
它的工作原理基于负反馈控制，通过调节输出电压来保持输出电流恒定。
设计一个恒流源需要考虑以下几个因素：1. 选择合适的电路拓扑结构：常见的恒流源电路有电压跟随器、差分放大器、反向串联放大器等。
不同的拓扑结构具有不同的性能指标和适用范围。
2. 选择合适的元器件：在设计过程中需要选择合适的元器件，如晶体管、二极管、电阻等。
这些元器件应该具有高精度、低温漂移、高稳定性等特点。
3. 负反馈控制：通过负反馈控制可以调节输出电压来保持输出电流恒定。
在设计过程中需要确定合适的反馈网络，以及调节参数如增益、带宽等。
下面是一个基于差分放大器拓扑结构实现的恒流源设计方法：1. 确定基准电压：选择一个稳定可靠的基准电压源作为参考，例如使用稳压二极管或者参考电路芯片。
2. 设计差分放大器：选择合适的差分放大器电路，其中包括晶体管、电阻等元器件。
通过调整差分放大器的增益和带宽来满足设计要求。
3. 设计反馈网络：使用反馈电路将输出电流与基准电压进行比较，并通过调节输出电压来保持输出电流恒定。
在设计过程中需要确定合适的反馈网络，例如使用运算放大器或者其他反馈元件。
4. 选择合适的控制元件：在设计过程中需要选择合适的控制元件，如可变电阻、可变电容等。
这些元件可以用来调节差分放大器的增益和带宽，以及调节反馈网络的参数。
5. 优化性能指标：在完成基本设计后，可以通过对各种参数进行优化来提高性能指标，例如增加稳定性、减小温漂等。
总之，恒流源是一种非常实用的电路，在很多应用中都有广泛的应用。
通过选择合适的拓扑结构、元器件和反馈网络，以及进行精细化优化可以实现高精度、高稳定性的恒流源设计。
高精度恒流源的设计与制作_米卫卫.pdf
电子测试Dec. 2012 2012 年12月第12 期ELECTRONIC TEST No.12高精度恒流源的设计与制作米卫卫，杨风，徐丽丽（中北大学信息与通信工程学院太原市030051）摘要：恒流源在现代检测计量领域中发挥了极其重要的作用。
通过对恒流源的工作原理和设计方法进行研究，对现有的恒流源设计方案进行对比，设计出毫安级高精度可调恒流源。
电路由基准电压源、比较放大器、调整管、采样电阻等部分构成，具体的工作过程：通过采样电阻把输出电流转变成电压，反馈给比较放大器输入端，再与基准电压相比较，放大器把误差电压放大后去控制调整管的内阻对输出电流进行调整、维持输出电流恒定。
采用基本没有温度漂移的精密电阻作为采样电阻，功率达林顿管作为调整管，实现高精度的目的。
比较放大器的输入电压可调，从而实现恒流源的可调。
用高精度电流表对输出电流进行检测，实现对恒流源输出进行实时监测。
此次所设计的恒流源具有精度高、结构简单、工作稳定、操作方便、成本低廉等优点。
关键词：恒流源；高精度；可调中图分类号:TP277文献标识码: AHigh precision constant current sourcedesign and productionMi Weiwei，Yang Feng，Xu Lili（Northern University of China，College of Informational and Communicating Engineering，Taiyuan 030051）Abstract:Constant-current source in the metrology area in modern detection plays a very important role.Through the constant current source of working principle and design method of the existing study, constant current source design schemes are compared, design a precision adjustable constant-current source.Circuit voltage source, comparative by benchmark amp- lifier, adjust tubes, sampling resistor etc components, specific work process: the output by sampling resistance, electric flow into voltage feedback to the comparative amplifier input, compared with benchmark voltage again the voltage amplifier, amplifier to control the adjustment tube after adjustment for output current internal, maintain the output current constant. Using basic no temperature drift precision resistor as sampling resistance, power of linton tube as adjust tube, realize high precision purpose. Compare the amplifier's input voltage of adjustable, so as to realize the constant-current source is adjustable. Adopting high precision testing of output current ammeter is to realize constant-current source real-time monitoring output. The design has the constant-current source of high precision, simple structure, stable work, convenient operation, low cost, etc.Keywords:constant-current source；precision；adjustable652012.12Test Tools & Solution0 引言一定的个体差异。
小白“教”你打造最简恒流源(仅两元件)精度不减
小白“教”你打造最简恒流源（仅两元件）精度不减楼上已说过：此恒流源为3.6V电池组打造，因单只电池电压较低，内阻很小，恒流源会以为输出短路而降低输出电流至50多至60mA左右。
当然：降低恒流源的输入电压为：4V左右，完全可以为单只电池恒流充电。
图片:DSC02406.JPG恒流源驱动一只直径8mm0.5W草帽LED草帽LED恒流电流：80mA，因为只有80个毫安电流，当然驱动会不足。
以后你也会为LED自己设计合适的恒流源，哈哈。
再驱动4只并联的5mmLED恒流电流为80mA,这会电流足够0.5WLED以及4个并联的5mmLED，用于此次测试因为小白，所以发帖很慢，有些坛友已经等不及，马上送上福利：两元件：拆机AMS1117-1.2三端低压差固定输出稳压器以及已1/4W15Ω电阻元件图及电路图（仅供参考）各位坛友：请注意：这里比较关键！此恒流源虽然选择了1.2V固定输出的三端低压差稳压器，电路图也适合1117的各个系列。
恒流电阻的选择：R = 三端稳压输出低压 ÷你所需要的电流。
如此贴：R=稳压固定输出1.2V÷我需要的电流80mA =15欧姆。
R=1.2（V）÷0.08（A）=15Ω选择电阻的功率=瓦数除以电阻值的结果再开平方。
如：1/4瓦÷15欧姆=0.01666，√0.01666=0.129mA,可见：此贴选择1/4瓦，15欧姆电阻满足要求。
其它输出电压的1117也可按此公式计算。
※：为恒流源选择合适的输入电压，会使恒流源在经济、高效状态下工作！本恒流源充3.6V电池组，IC 几乎就不发热，所以都不需要装散热片。
下面我就揭开此恒流源的神秘的面纱原机这个铜箔是连通的被我切了几个口贴上AMS1117再贴上15Ω电阻连线完工楼下继续上传充电器改电压输出的图片，感谢欣赏。
渣渣RCC充电器图片:DSC02415.JPG原机5.6V稳压管换成8.2V使输出为8V，方便我接恒流源充3.6V电池组多余的光耦，真不知道安装在上面有何作用？！改装图哈哈。
恒流源的工作原理和设计方法
恒流源的工作原理和设计方法
恒流源是一种电子电路，可以在特定的负载下提供稳定的电流输出。
它的工作原理是通过对电路中电压和电流的控制，使得输出电流始终保持不变。
在很多电子设备中，恒流源都是必不可少的元件，例如LED驱动电路、电池充电器等。
恒流源的设计方法取决于所需的输出电流和电压范围以及所使用的元器件。
一般来说，恒流源由三个基本元件组成：电流参考源、电感元件和功率晶体管。
电流参考源是恒流源的核心部件，它可以提供一个稳定的电流参考值。
常见的电流参考源有基准二极管和基准电阻。
基准二极管是一种特殊的二极管，具有稳定的电压降和温度系数，可以被用来产生一个稳定的电流。
基准电阻是一种具有非常小的温度系数的电阻，可以用来产生稳定的电压，进而产生一个稳定的电流。
电感元件通常是一个线圈，它可以在电路中产生一个电磁场，限制电流的变化。
在恒流源中，电感元件的作用是限制电流的变化，以保持输出电流的稳定性。
功率晶体管是恒流源中的开关元件，它可以通过控制电路中的电压来改变电路中的电流。
在恒流源中，功率晶体管用于调节电路中的电流，以保持稳定的输出电流。
恒流源的设计需要考虑多个因素，例如输入电压范围、输出电流范围、效率、成本等。
为了提高效率，可以选择低压降的元器件和高效率的拓扑结构。
为了降低成本，可以选择较便宜的元器件和简单的拓扑结构。
恒流源是一种重要的电子元件，具有广泛的应用领域。
恒流源的设计方法取决于所需的输出电流和电压范围以及所使用的元器件。
在设计恒流源时，需要考虑多个因素，例如输入电压范围、输出电流范围、效率、成本等。
简单恒流源电路设计
微安级恒流源的电路设计方法微安级数控恒流源广泛地应用于智能仪器和先进检测技术中。
与一般的恒流源电路相比，微安级恒流源输出电流小，更易受到电路中纹波和噪声的影响，在器件选择和电路设计方面尤其要注意高精度和高阻抗。
正是由于这些特点，微安级恒流源的电路设计方法与普通的恒流源电路有所区别。
1微安级数控恒流源的一般设计方法虽然恒流源的电路形式各种各样，但是其电路结构基本一样，都是基于闭环反馈的思想，反馈的形式主要有晶体管反馈、场效应管反馈、并联稳压器反馈、运算放大器反馈等。
数控恒流源的一般结构框图如图l所示，根据所需的恒流电路的电流值，系统首先通过微处理器计算出对应的电压值，由DA转换环节输出电压，经过滤波电路的处理，和误差放大、功率放大、电流检测比较放大以及电压电流转换等环节，在负载电阻所在回路输出恒定的电流。
精密的恒流源电路多是使用运算放大器作为负反馈的误差放大器，以晶体管或场效应管作为功率放大器件，从而形成闭环反馈电路。
微安级恒流源电路的设计也是基于这种闭环反馈的思想，所不同的是由于在功率放大环节使用的晶体管或场效应管都有数微安或者数十微安的漏电流，会影响电路的精度，远超过微安级电路所允许的误差范围。
而一般运放的输出带载能力都能达到数毫安或者数十毫安，能满足微安级恒流源电路所需的输出要求。
因此在微安级恒流源中无需采用功率放大器件，而直接使用运放向负载电阻输出电流。
即运放既起到误差放大器的作用，又起到功率放大器的作用。
如此设计不仅能满足要求，也能减小由于功率放大引起的误差和功率损耗，提高电路的精度和效率。
图2所示为典型的微安级恒流源电路。
DA转换器输出给定电压后，经R1和C1组成的低通滤波器送入运放同相输入端，运放输出端接负载，电流采样电阻R3将输出电流转换为电压，进入运放的反向输入端构成负反馈。
图中R3为采样电阻，需采用初始精度高、温度漂移系数低的精密电阻。
下面举例说明元器件参数的选择，如需要设计0～10μA的数控电流源，所选DA 转换器的参考电压为2．5V，即DA转换器的最大输出电压Vmax为2．5V，在此电路中，应该对应最大的输出电流Imax为10μA，根据运放“虚短虚断”的原则，R3的值应由式(1)确定。
微小恒流源实现方法
微小恒流源实现方法说实话微小恒流源实现方法这事，我一开始也是瞎摸索。
我试过好多种方法呢。
最开始我就想，是不是可以用简单的电阻和电压源来搞定它呢。
我就弄了个电源，然后串上一个电阻，想着根据欧姆定律I = V / R，这电流不就固定了嘛。
结果发现根本不是那么回事儿，因为电源本身有内阻这东西，而且电阻的精度啥的也不好控制，这个电流老是晃悠，一点都不“恒流”，这就是我最初失败的一个大教训啊。
后来我就研究了一下晶体管，一个小晶体管能有大作用。
经过多次尝试，我发现可以利用三极管的恒流特性来构建微小恒流源。
你看啊，这就有点像水流经过一个特殊的阀门，当你把这个阀门调整到合适的状态，水流的大小就基本不变了。
三极管就像是那个阀门。
不过这个时候，可千万得注意三极管的参数选择。
我有一次没仔细看，随便拿了个三极管，结果那个电流根本就不在我想要的微小范围之内。
我还试过用运放来构建恒流源呢。
把运放的一些脚连接好，然后通过调整其他元件的值来达到恒流。
这就好比是搭积木一样，每个零件的大小形状都得合适。
但是这里电路连接超级复杂，差一根线或者接错了一个脚，整个电路就没法工作。
有一回我就把一个输出端和输入端弄反了，那电流像是疯了一样，完全不受控制。
我感觉如果要让恒流源更稳定，还得考虑温度的影响。
这温度就像是个捣乱的小怪兽，会让元件的性能变来变去的。
比如说那些电阻，温度一高，阻值可能就变化了，对电流的稳定性影响可大了。
所以我觉得最好用那种温度系数小的元件，就像给这个恒流源穿上一层对抗温度变化的铠甲。
现在我觉得比较靠谱的就是用专用的恒流芯片了。
这些芯片就像是专门为恒流而生的小精灵，只要你给它合适的电源，按照要求连接好外围电路，它就能乖乖地输出非常稳定的微小恒流。
不过这些芯片也不是完美的，不同的芯片有不同的适用范围，得根据具体要求来挑。
我之前没好好研究芯片的手册，结果用错了芯片，好多性能都不达标呢。
这就是一定要仔细看芯片手册这个心得。
要是你实在确定不了怎么选芯片，可以多找几个类似的电路来对比，就像对比不同的菜谱一样，看看哪个最适合。
一种基于单片机的脉冲输出微安级恒流源设计
作者简介:罗建ꎬ本科学生ꎬ安徽工程大学电气工程学院ꎮ通讯作者:王力超ꎬ博士ꎬ讲师ꎬ安徽工程大学电气工程学院ꎮ研究方向:电子技术ꎮ基金项目:安徽工程大学２０１８年度校大学生科研项目(自然科学类)(编号:２０１７ＤＺ１７)ꎮ文章编号:２０９６－３８７４(２０１８)０７－００６６－０６一种基于单片机的脉冲输出微安级恒流源设计罗㊀建ꎬ印武春ꎬ刘丙友ꎬ王力超(安徽工程大学电气工程学院ꎬ安徽芜湖２４１０００)摘㊀要:恒流源在各类电子电路中应用非常广泛ꎬ但是微安级恒流源易受电路中噪声㊁纹波等影响ꎬ而使恒流效果变差ꎬ稳定性不高ꎮ针对微安级恒流源存在的问题ꎬ设计了一种微安级恒流源ꎮ该设计可在负载大范围变化时ꎬ输出电流依旧保持恒定ꎮ通过仿真结果证明了该设计的微安级恒流源可在负载０~１００Ｋ变化范围内ꎬ输出恒定的微安级电流ꎬ精度ʃ５％ꎮ关键词:微安级ꎻ恒流源ꎻ单片机ꎻ脉冲输出中图分类号:ＴＮ８６㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀恒流源是一个能输出恒定电流的电源ꎬ目前广泛应用于各类电子电路中ꎬ在现代医学㊁通信技术㊁国防工业㊁光电领域㊁传感技术㊁实验教学㊁超导等领域中不可替代ꎬ并且具有广阔的发展前景ꎮ简易恒流源系统设计简单ꎬ但是精度不足ꎻ传统的恒流源依然存在精度不够㊁稳定性不足的问题ꎻ运放恒流源输出精度高ꎬ可调性好ꎬ但是对电压要求高ꎻＴＬ４３１与晶体管搭建的恒流源原理简单ꎬ精度高ꎬ但易受电源电压与负载变化的影响ꎮ本文设计一种基于单片机的微安级运放恒流源ꎬ不但可以发挥运放电路的优势ꎬ而且在负载大范围变化时ꎬ可利用单片机自适应系统ꎬ保持输出电流稳定ꎮ此外ꎬ按键系统设计能够方便调节电流的大小ꎬＬＥＤ显示系统设计增强了系统的可视性ꎮ１设计指标该设计采用一个输出电极ꎬ输出电流分为三个档位ꎬ大小分别为２００/４００/６００ｕＡꎬ输出电流的大小由按键调节控制ꎬ输出电流的精度为ʃ５％ꎮ控制系统采用单片机控制ꎬ电流实时档位由ＬＥＤ灯显示(如此时电流为一档ꎬＬＥＤ一号灯亮ꎬ电流为二档ꎬＬＥＤ二号灯亮ꎬ一号灯灭)ꎬ开机默认档位为一档ꎮ系统输出脉冲信号为５０ＨＺꎬ占空比为５０％ꎮ２系统组成及工作原理系统组成的总体框图见图１ꎮ图１ 系统的总体框图６６ 第１８卷㊀第７期２０１８年７月㊀㊀㊀㊀㊀黑龙江工业学院学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ.１８㊀Ｎｏ.７Ｊｕｌ.２０１８㊀㊀本系统的组成模块按照功能可分为恒流源模块㊁控制模块及升压模块三部分ꎬ系统的总体结构如图１所示ꎮ升压模块分为两部分３.７~５Ｖ模块ꎬ５~６０Ｖ模块ꎮ３.７~５Ｖ模块提供主系统的供电ꎬ而５~６０Ｖ为恒流电路供电ꎮ恒流源模块是电流的生成单元ꎬ控制模块发出的控制信号ꎬ通过恒流源模块产生相应的电流ꎬ故恒流源模块的性能决定着这个系统的性能ꎮ为了提高输出精度和稳定性ꎬ采用自适应电压输出设计方案ꎮ当负载发生变化时ꎬ控制模块调节电压的大小使输出电流与所需值保持一致ꎮ３硬件部分系统电路主要由升压电路㊁运放恒流源电路㊁单片机控制单元及按键电路组成ꎮ系统各模块的工作电流由升压电源电路提供ꎮ升压电路模块分为两部分ꎬ即３.７~５.０Ｖ升压模块ꎬ此部分给控制单元供电ꎬ５~６０Ｖ升压模块ꎬ此部分给恒流源电路供电ꎮ按键部分调节电流档位ꎬ单片机控制单元ꎬ控制脉冲输出以及调节电压大小ꎮ运放恒流源模块输出稳定的电流ꎮ３.１升压模块升压模块分ＤＣ＋３.７Ｖ－ＤＣ＋５Ｖ和ＤＣ＋５Ｖ－ＤＣ＋６０Ｖ两个模块段组成ꎬ由低电压(０.９Ｖ)芯片ＧＳ１６６０(输出电压:在１.５~１５Ｖ之间)㊁ＧＳ３６６１(输出电压:在５~６０Ｖ之间)等外围构成ꎬＧＳ１６６０通过外围Ｒ２㊁Ｒ３构成的＋５Ｖ的升压电路提供主系统的供电ꎬＧＳ３６６１通过Ｒ５㊁Ｒ６等外围构成＋６０Ｖ的升压电路为高压微安级恒流电路供电ꎮ升压模块电路原理图为芯片的标准电路图ꎬ如图２所示ꎮＧＳ１６６０输出电压:Ｖｏｕｔ＝１.２５Ｖˑ[１＋Ｒ２/Ｒ３](１)㊀㊀ＧＳ３６６１输出电压:Ｖｏｕｔ＝１.２５Ｖˑ[１＋Ｒ５/Ｒ６](２)图２ 升压模块电路原理图３.２控制电路本设计以ＳＴＣ１５Ｆ２０４ＥＡ单片机为控制核心ꎬ输出可调的高精度电压ꎬ并且将此电压作为恒流源的输入电压ꎮ通过按键输入信号ꎬ单片机对读取到的信号进行处理ꎬ调节电流的大小ꎮ单片机不仅可以调节电压大小ꎬ也是脉冲输出的控制单元ꎬ由单片机控制脉冲的输出ꎬ输出脉冲为５０Ｈｚꎮ３.３三档输出电路本设计(见图３)通过按键形式对输入的电流进行调节ꎬ操作人员可以通过按键对单片机发出指令ꎬ实现简单的人机交互ꎮ本设计使用一个按键进行电流调节控制ꎮ本系统电流设为三档模式ꎬ开机时系统默认为一档电流ꎬ每按键一次加一档ꎬ当电流处于三档时ꎬ按键一次ꎬ恢复至一档ꎮ７６㊀第７期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀一种基于单片机的脉冲输出微安级恒流源设计㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１８年㊀图３㊀三档输出电路３.４恒流源电路本设计的恒流源电路(见图４)采用压控恒流源实现ꎬ即电流可随着控制电压变化ꎬ控制电压确定ꎬ电流也恒定不变ꎬ表现为一定范围内的负载阻值变化ꎮ图４㊀恒流源电路３.５ＬＥＤ灯显示电路ＬＥＤ灯是恒流源输出电流档位的显示器(见图５)ꎮ当输出电流为一级时ꎬＬＥＤ灯此时显示第一盏灯亮ꎻ当此时电流为二级时ꎬＬＥＤ灯显示为第两盏灯亮ꎬ第一盏灭ꎻ当此时电流为三级时ꎬＬＥＤ灯显示为第三盏灯亮ꎬ其余两盏不亮ꎮ开机默认为一档电流ꎬ此时第一盏灯亮ꎬ其余两盏不亮ꎮ８６ 第７期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀黑龙江工业学院学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１８年图５㊀ＬＥＤ灯显示电路４软件设计该系统程序采用Ｃ语言进行编写ꎬ本设计采用的编译器是ＫｅｉｌＣ５１ꎬＫｅｉｌＣ５１是美国ＫｅｉｌＳｏｆｔ￣ｗａｒｅ公司出品的５１系列兼容单片机Ｃ语言软件开发系统ꎬ与汇编相比ꎬＣ语言在功能㊁结构性㊁可读性㊁可维护性上有明显优势ꎮ主程序流程图如图６所示ꎮ图６㊀主程序流程图㊀㊀系统工作说明如下:开机后系统程序初始化ꎬ升压模块(３.７~５Ｖ)开始工作给主电路供电ꎬ１秒后升压模块(５~６０Ｖ)开始工作给恒流源模块供电ꎮ电源导通ꎬ电路开始工作ꎬ按键模块Ｑ２㊁Ｑ３端决定电流的大小ꎮＱ２端导通ꎬ单片机控制系统控制恒流源电路输出第一档电流(２００ｕＡ)ꎬＱ３端导通单片机控制系统控制恒流源电路输出第二档电流(４００ｕＡ)ꎬＱ２㊁Ｑ３截止单片机控制系统控制恒流源电路输出第三档电流(６００ｕＡ)ꎬ此时ꎬＬＥＤ灯显示相应的电流档位ꎮ５仿真调试Ｍｕｌｔｉｓｉｍ是美国国家仪器(ＮＩ)有限公司推出的以Ｗｉｎｄｏｗｓ为基础的仿真工具ꎬ适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作ꎮ它包含了电路原理图的图形输入㊁电路硬件描述语言输入方式ꎬ具有丰富的仿真分析能力ꎮ在恒流源模块硬件电路仿真过程中ꎬ我们选用了电阻范围为０~１００ＫΩ的变阻器充当负载电阻ꎬ一档位不同负载下的电流强度仿真图分别为图７ 图１０ꎮ９６ ㊀第７期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀一种基于单片机的脉冲输出微安级恒流源设计㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１８年㊀图７㊀负载电阻为１００ＫΩꎬ输出电流档位１档(２００ｕＡ)仿真图图８㊀负载电阻为６０ＫΩꎬ输出电流档位１档(２００ｕＡ)仿真图图９㊀负载电阻为３０ＫΩꎬ输出电流档位１档(２００ｕＡ)仿真图图１０㊀负载电阻为０(短路)时ꎬ输出电流档位１档(２００ｕＡ)仿真图０７ 第７期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀黑龙江工业学院学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１８年结语本文设计了一种基于单片机控制的脉冲输出微电流恒流源设计电路ꎮ升压模块ꎬ＋５Ｖ的升压电路给主电路供电ꎬ＋６０Ｖ的升压电路给恒流源电路供电ꎮ控制电路模块ꎬ单片机系统一方面对按键模块发出的信号进行处理ꎬ调节电流的大小ꎬ电流大小通过ＬＥＤ灯档位显示ꎬ另一方面对恒流源的输出进行实时监控ꎬ使之输出误差小ꎬ稳定性高ꎮ该电路搭载负载可调范围大ꎬ负载阻值在０~１００Ｋ范围内变化ꎬ单片机控制系统通过控制电压的大小ꎬ保持电流的恒定ꎮ最后通过仿真验证表明:该恒流源具有较高的精度和稳定性ꎬ基本满足要求ꎮ参考文献[１]李宗平ꎬ王少坤ꎬ张宁ꎬ等.基于单片机的恒流源设计和实验[Ｊ].实验室研究与探索ꎬ２０１７ꎬ３６(１):４９－５３.[２]刘晓娟ꎬ赵庆明ꎬ唐君明ꎬ等.基于单片机的数控恒流源设计[Ｊ].哈尔滨师范大学自然科学学报ꎬ２００８ꎬ２４(６):３９－４２.[３]ＳｕｎＬＨꎬＷａｎｇＳＪꎬＣｈｅｎＷ.ＤｅｓｉｇｎｏｆＣｏｎｓｔａｎｔＣｕｒｒｅｎｔＳｏｕｒｃｅＢａｓｅｄｏｎＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ[Ｊ].Ａｄ￣ｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０１３ꎬ６４５:４１８－４２１.[４]鲍玉军ꎬ钱显毅ꎬ何一呜.采用ＰＩＤ算法的高稳定恒流源设计[Ｊ].南京航空航天大学学报ꎬ２０１３ꎬ４５(４):５７０－５７４.[５]杨思俊.采用ＰＩＤ控制的ＬＥＤ恒流源设计[Ｊ].微处理机ꎬ２０１７ꎬ３８(２):８２－８５.[６]邵伟恒ꎬ顾昂ꎬ隋俊杰.基于ＳＴＭ３２的便携式恒流源设计[Ｊ].自动化与仪表ꎬ２０１５ꎬ３０(１２):２９－３２.[７]ＷａｎｇＫꎬＧａｏＹꎬＦａｎＹ.ＡＮｕｍｅｒｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＣｏｎｓｔａｎｔＣｕｒｒｅｎｔＳｏｕｒｃｅＢａｓｅｄｏｎＰｏｗｅｒＭＯＳＦＥＴ[Ｊ].Ａｐ￣ｐｌｉｅｄＭｅｃｈａｎｉｃｓ＆Ｍａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１３ꎬ２４１－２４４:１８５９－１８６２.[８]ＺｈｕＡＪꎬＳｈａｏＹＣ.ＳｙｓｔｅｍＤｅｓｉｇｎｏｆＤｉｇｉｔａｌｌｙＣｏｎ￣ｔｒｏｌｌｅｄＣｏｎｓｔａｎｔＣｕｒｒｅｎｔＳｏｕｒｃｅ[Ｊ].ＡｐｐｌｉｅｄＭｅｃｈａｎｉｃｓ＆Ｍａ￣ｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１３ꎬ３１３－３１４(１２):３８７－３９０.[９]ＳｕＤꎬＺｈａｎｇＺＨꎬＺｈａｏＪＰ.ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＨｉｇｈＰｒｅ￣ｃｉｓｉｏｎＤＣＣｏｎｓｔａｎｔＣｕｒｒｅｎｔＳｏｕｒｃｅ[Ｊ].ＡｐｐｌｉｅｄＭｅｃｈａｎｉｃｓ＆Ｍａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１３ꎬ３４０:９３３－９３６.ＤｅｓｉｇｎｏｆＰｕｌｓｅＯｕｔｐｕｔＭｉｃｒｏａｍｐＬｅｖｅｌＣｏｎｓｔａｎｔＣｕｒｒｅｎｔＳｏｕｒｃｅＢａｓｅｄｏｎＳｉｎｇｌｅＣｈｉｐＭｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒＬｕｏＪｉａｎꎬＹｉｎＷｕｃｈｕｎꎬＬｉｕＢｉｎｇｙｏｕꎬＷａｎｇＬｉｃｈａｏ(ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＷｕｈｕꎬＡｎｈｕｉ２４１０００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｓｏｕｒｃｅｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎａｌｌｋｉｎｄｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｉｒｃｕｉｔｓꎬｂｕｔｔｈｅｍｉｃｒｏｃｕｒ￣ｒｅｎｔｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｓｏｕｒｃｅｉｓｅａｓｉｌｙａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅｎｏｉｓｅａｎｄｒｉｐｐｌｅｉｎｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔꎬｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｗｏｒｓｅａｎｄｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｓｎｏｔｈｉｇｈ.Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｍｉｃｒｏｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｓｔａｎｔｓｏｕｒｃｅꎬａｍｉｃｒｏｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｓｏｕｒｃｅｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ.Ｔｈｅｏｕｔｐｕｔｃｕｒｒｅｎｔｉｓｓｔｉｌｌｃｏｎｓｔａｎｔｗｈｅｎｔｈｅｌｏａｄｓｃｈａｎｇｅｓｉｎａｗｉｄｅｒａｎｇｅ.Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｍｉｃｒｏｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｓｏｕｒｃｅｃａｎｏｕｔｐｕｔｃｏｎｓｔａｎｔｍｉｃｒｏｃｕｒ￣ｒｅｎｔｗｉｔｈｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ０－１００Ｋꎬａｎｄｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｉｓʃ５％.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｍｉｃｒｏａｍｐｌｅｖｅｌꎻｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｓｏｕｒｃｅꎻｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒꎻｐｕｌｓｅｏｕｔｐｕｔＣｌａｓｓＮｏ.:ＴＮ８６㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ＤｏｃｕｍｅｎｔＭａｒｋ:Ａ(责任编辑:宋瑞斌)１７㊀第７期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀一种基于单片机的脉冲输出微安级恒流源设计㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１８年㊀。
一款使用的小功率恒压恒流电源的设计
一款小功率恒压/恒流输出式单片开关电源的设计一、概述：大功率恒压恒流电源由于电流取样相对容易，所以其设计业相对简单，对小功率恒压恒流电源来说就相对复杂一点。
单片开关电源是国际上90年代才开始流行的新型开关电源芯片,本文介绍恒压/恒流输出式的设计思想。
二、电路原理：恒压/恒流输出式单片开关电源可简称为恒压/恒流源。
其特点是具有两个控制环路,一个是电压控制环,另一个为电流控制环。
当输出电流较小时,电压控制环起作用,具有稳压特性,它相当于恒压源;当输出电流接近或达到额定值时,通过电流控制环使IO维持恒定,它又变成恒流源。
这种电源特别适用于电池充电器和特种电机驱动器。
下面介绍一种低成本恒压/恒流输出式开关电源,其电流控制环是由晶体管构成的,电路简单,成本低,易于制作。
1 恒压/恒流输出式开关电源的工作原理7.5V、1A恒压/恒流输出式开关电源的电路如图1所示。
它采用一片TOP2 00Y型开关电源(IC1),配PC817A型线性光耦合器(IC2)。
85V～256V交流输入电压u经过EMI滤波器L2、C6)、整流桥(BR)和输入滤波电容(C1),得到大约为82 V～375V的直流高压UI,再通过初级绕组接TOP200Y的漏极。
由VDZ1和VD1构成的漏极箝位保护电路,将高频变压器漏感形成的尖峰电压限定在安全范围之内。
VDZ1采用BZY97型瞬态电压抑制器,其箝位电压UB=200V。
VD1选用UF4005型超快恢复二极管。
次级电压经过VD2、C2整流滤波后,再通过L 1、C3滤波,获得＋7.5V输出。
VD2采用3A/70V的肖特基二极管。
反馈绕组的输出电压经过VD3、C4整流滤波后,得到反馈电压UFB=26V,给光敏三极管提供偏压。
C5为旁路电容,兼作频率补偿电容并决定自动重启频率。
R2为反馈绕组的假负载,空载时能限制反馈电压UFB不致升高。
该电源有两个控制环路。
电压控制环是由1N5234B型6稳压管(VDZ2)和光耦合器PC817A(IC2)构成的。
恒流恒压稳压电源的设计与制作
恒流恒压稳压电源的设计与制作下面是恒流恒压稳压电源的设计与制作过程：1.确定电源的输出参数：首先，需要确定所需的恒定电流和电压输出。
根据应用的需求，设定好目标参数。
2.选择合适的元件：根据所需参数，选择合适的电源变压器和电子元件，如稳压管、电感、电容等。
3.设计稳压电路：设计恒流恒压稳压电路。
常用的恒压稳压电路有电流反馈式和电压反馈式。
电流反馈式在输出端并联一个电阻或电流采样器，将输出电流与设定电流进行比较，通过反馈控制调整输出。
电压反馈式需要将输出电压与设定电压进行比较，通过反馈调整输出。
4.绘制电路图：根据设计好的稳压电路，将其绘制成电路图。
电路图应包括所选元件的连接方式、引脚布局、元件型号等详细信息。
5.PCB设计：根据电路图，进行PCB设计。
在设计时要注意良好的布线，避免信号干扰和电磁辐射。
6.元件焊接：根据PCB设计好的布局，将所选的元件进行焊接。
焊接时要保证焊点牢固可靠，避免电路连接不良。
7.完成电源调试：完成焊接后，开始进行电源调试。
首先，通过外部电源供电，观察电源输出的电流和电压是否符合预期。
然后，使用负载测试设备进行稳定性测试，确保电源的输出能够满足设计要求。
8.优化与改进：根据电源调试的结果和实际需求，对电源进行优化和改进。
优化包括提高电源的效率和稳定性，改进包括调整输出参数等。
总结起来，恒流恒压稳压电源的设计与制作需要明确需求、选择合适的元件、设计稳压电路、绘制电路图、进行PCB设计、焊接元件、完成电源调试和优化改进。
这个过程需要一定的电子电路基础知识和实践经验。
最终制作完成的恒流恒压稳压电源能够稳定输出所需的电流和电压。
恒流源的设计和测试
恒流源的设计和测试一、引言在电子工程领域中，电路设计是一个非常重要的环节，恒流源是其中不可或缺的一个器件。
恒流源在电子设备中的作用是作为电路中恒定的电流源，并且具有很好的稳压性能，能够自适应地调节电流输出，同时可靠性高，能够适应各种复杂的工作环境。
本文将以恒流源的设计和测试为主题，详细介绍如何设计和测试恒流源的相关知识和技巧。
二、恒流源的基本原理恒流源是一种基础的电路元件，它可以通过电路实现恒定的电流输出。
恒流源的工作原理是通过使用射极失调的晶体管来实现对电路中电流的控制，从而保持电路中的电流恒定不变。
恒流源主要有以下几个基本特征：1.电流恒定：恒流源的电流恒定不变，无论电路中的环境变化。
2.稳压性能好：恒流源具有很好的稳压性能，能够自适应地调节电流输出，从而保持电路的稳定性。
3.可靠性高：恒流源具有很高的可靠性，能够适应各种复杂的工作环境，并且长期稳定工作。
三、恒流源的设计参数在设计恒流源的过程中，需要根据实际需要确定设计参数。
根据不同的电路需要，恒流源的设计参数可能会有所不同。
通常的设计参数包括以下几个方面：1.基本电路参数：例如工作电压、输入电流、输出电流等，这些参数是实现恒流源所必需的。
2.电源参数：如稳压器、开关电源等，这些参数是电路运行中所必需的。
3.晶体管参数：如射极失调电压、工作区域、饱和电压等，这些参数是实现恒流源的核心。
4.电容参数：如输入输出端的直流电容、等效串联电容等，这些参数会对电路的稳定性产生影响。
四、恒流源的设计过程在进行恒流源的设计时，需要遵循一定的设计过程，以确保设计出的电路符合实际需要，并能够稳定地工作。
恒流源的设计过程包括以下几个基本步骤：1.确定电路拓扑结构：根据实际需要确定电路的拓扑结构，如基本电路结构、反馈电路等。
2.计算电路参数：根据电路结构和需要确定电路中各个元件的参数和数值。
3.选择元器件：根据计算得出的元件参数，选择合适的元器件，考虑到元器件的质量和可靠性等因素。
关于恒流源电路的研究与几种设计方案.
第一章引言随着现代技术的发展,恒定电流源的应用将十分重要，如机器人、工业自动化、卫星通信、电力通讯、智能化仪器仪表以及其它数字控制等方面都迫切需要应用恒定电流器件，因此, 研究和开发恒流器件具有十分重要的意义。
许多场合, 尤其是高精度测控系统需要高精度的电压源与电流源。
微电子工艺的高度发展, 给我们提供了许多小型化、集成化的高精度电压源, 但电流源, 特别是工作电流大的高精度电流源仍需使用者自行设计实现。
恒流源是能够向负载提供恒定电流的电源,因此恒流源的应用范围非常广泛,并且在许多情况下是必不可少的。
例如在用通常的充电器对蓄电池充电时,随着蓄电池端电压的逐渐升高,充电电流就会相应减少。
为了保证恒流充电,必须随时提高充电器的输出电压,但采用恒流源充电后就可以不必调整其输出电压,从而使劳动强度降低,生产效率得到了提高。
恒流源还被广泛用于测量电路中,例如电阻器阻值的测量和分级,电缆电阻的测量等,且电流越稳定,测量就越准确。
本论文主要概括了恒流源的基本概念，并设计出几种不同要求的恒流源，运用了SPCE061A单片机设计出新型数控恒流源，具有高稳定性和高灵敏性。
对以往恒流源进行了改进创新。
第二章基本恒流源电路2.1恒流源基础知识基本恒流源电路是恒流源电路的基本组成，是分析恒流源电路的基础。
2.1.1恒流源介绍恒流源,是一种能向负载提供恒定电流之电路.它既可以为各种放大电路提供偏流以稳定其静态工作点,又可以作为其有源负载,以提高放大倍数.并且在差动放大电路、脉冲产生电路中得到了广泛应用. 过一定的论述.然而,对各种恒流电路之对比分析,各自应用特点,以及需要改进的方面,还有待进一步研究,本文就来探讨这些问题.2.1.2恒流源的原理和特点2.1.3恒流源的分类一般而言,按照恒流源电路主要组成器件的不同,可分为三类:晶体管恒流源、场效应管恒流源、集成运放恒流源 .下面分别予以说明.2.1.3.1晶体管恒流源这类恒流源以晶体三极管为主要组成器件,利用晶体三极管集电极电压变化对电流影响小,并在电路中采用电流负反馈来提高输出电流之恒定性.通常,还采用一定的温度补偿和稳压措施.其基本型电路如图2.1.3.1所示.图2.1.3.1基本型电路图2.1.3.2改进型电路Ｒ1、Ｒ2分压稳定Ｂ点电位,Ｒｅ形成电流负反馈,输出电流Ｉ0=（Ｖｂ-ＶＢＥ）/Ｒｅ≈Ｖｂ/Ｒｅ(ＶＢ>>ＶＢＥ) .且其等效内阻[4]为:ｒｉｎｔ=ｒｃｅ[1+ βＲｅ（Ｒｂ+ｒｂｅ+Ｒｅ）] （1）式中ｒｃｅ为晶体管Ｔ集射极间电阻,一般为几十千欧以上;ｒｂｅ为晶体管Ｔ输入电阻,一般为几千欧左右;Ｒｂ=Ｒ1//Ｒ2.若设Ｒｅ=5ｋΩ,Ｒｂ=10ｋΩ,晶体管参数ｒｃｅ=100ｋΩ, β=100,ｒｂｅ=2. 6ｋΩ.可得到ｒｉｎｔ=100×1+ 100×5/（10+ 2. 6+ 5）=3ＭΩ可见,只需几伏的工作电压,采用一个晶体管,其等效内阻是非常巨大的.为了减小温度变化对晶体管参数的影响进而影响输出电流的恒定性,可采用图 2.1.3.2所示改进型电路.图2.1.3.2(ａ)中,二极管Ｄ作温度补偿,抵销温度变化对晶体管Ｔ参数Ｖｂｅ的影响.为了更好地解决管子温度特性一致的问题,图2.1.3.2(ｂ)中,三极管Ｔ1接成二极管的形式.有时,为了减小电源电压波动对输出电流之影响,图2.1.3.2(ｃ)中采用了稳压管Ｄｚ进行稳压.图2.1.3.2(ｂ)中,流过基准电阻Ｒ的电流ＩＲ与输出电流Ｉ0的关系[1]为:Ｉ0/ＩＲ=Ｒ2/Ｒ1,故又称为比例电流源.若令Ｒ1=Ｒ2或都为零,则Ｉ0=ＩＲ,称为镜像电流源.若令Ｒ1=0,则可得到微安量级的输出电流,称之为微电流源,主要应用于需要提供微小偏流的场合.有时,要实现输出电流可控,且极性可正可负的恒流源,可采用图 2.1.3.3所示电路图Ｖｉ为输入控制电压,三极管Ｔ1、Ｔ2参数一致. 当Ｖｉ=0时,Ｉ1=Ｉ2,Ｉ0=0;Ｖｉ>0时,Ｉ1<Ｉ2,Ｉ0<0;Ｖｉ<0时,Ｉ1>Ｉ2,Ｉ0>0;且由图2.1.3.3可得V+V i - V BE2V-V i-V be1图2.1.3.3 双极性恒流源I。
微电流源电路
微电流源电路介绍微电流源电路是一种能够输出非常小电流的电路，通常用于研究和测试高阻抗器件。
它可以提供稳定而精确的微安级电流，使得在测量和实验中能够得到准确的结果。
本文将介绍微电流源电路的工作原理、设计方法以及应用领域。
工作原理微电流源电路主要由一个电流源和一个负载组成。
电流源通过控制电压或电流的方式，将稳定的微安级电流输入到负载中。
在实际应用中，常见的微电流源电路有两种工作原理：驱动电流源驱动电流源采用负反馈控制的方式，通过与负载并联连接的电流测量电阻，对输出电流进行反馈调节。
当输出电流的大小发生变化时，通过调节驱动电流源输入的电流大小，使得负载中的电流保持稳定。
这种方式通常使用运放和反馈电路来实现，具有较高的精度和稳定性。
电压-电流转换电路电压-电流转换电路将输入电压转换为相应的输出电流。
在微电流范围内，常见的电压-电流转换电路有MOS电流镜、差动放大电路等。
这种电路结构简单，成本低廉，但精度相对较低。
设计方法设计微电流源电路需要考虑以下几个主要因素：输出电流范围和精度要求首先确定所需的输出电流范围和精度要求。
根据具体应用需求选择合适的电流源类型和设计方案。
电源和稳压器选择根据电流源的工作要求，选择合适的电源和稳压器。
电源需要能够提供稳定的电压或电流，稳压器能够保证输出电压的稳定性。
负载电阻选择根据输出电流和负载电阻之间的关系，选择合适的负载电阻。
负载电阻的大小直接影响到输出电流的稳定性和精度。
反馈电路设计如果采用驱动电流源的方式，需要设计合适的反馈电路进行控制和调节。
反馈电路的设计应考虑到稳定性、高频响应和抗干扰能力等因素。
应用领域微电流源电路在许多领域都有广泛的应用，以下列举几个常见的应用领域：生物医学研究微电流源电路在生物医学研究中常用于电生理实验、细胞膜电位测量和药物筛选等。
通过使用微电流源电路，可以精确控制和测量微弱的细胞电流，并研究生物体的电信号传导和代谢过程。
传感器测试微电流源电路可以用于传感器的测试和校准。
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微安级恒流源电路设计
微安级数控恒流源广泛地应用于智能仪器和先进检测技术中。
与一般的恒流源电路相比，微安级恒流源输出电流小，更易受到电路中纹波和噪声的影响，在器件选择和电路设计方面尤其要注意高精度和高阻抗。
正是由于这些特点，微安级恒流源的电路设计方法与普通的恒流源电路有所区别。
1微安级数控恒流源的一般设计方法
虽然恒流源的电路形式各种各样，但是其电路结构基本一样，都是基于闭环反馈的思想，反馈的形式主要有晶体管反馈、场效应管反馈、并联稳压器反馈、运算放大器反馈等。
数控恒流源的一般结构框图如图l所示，根据所需的恒流电路的电流值，系统首先通过微处理器计算出对应的电压值，由D A转换环节输出电压，经过滤波电路的处理，和误差放大、功率放大、电流检测比较放大以及电压电流转换等环节，在负载电阻所在回路输出恒定的电流。
精密的恒流源电路多是使用运算放大器作为负反馈的误差放大器，以晶体管或场效应管作为功率放大器件，从而形成闭环反馈电路。
微安级恒流源电路的设计也是基于这种闭环反馈的思想，所不同的是由于在功率放大环节使用的晶体管或场效应管都有数微安或者数十微安的漏电流，会影响电路的精度，远超过微安级电路所允许的误差范围。
而一般运放的输出带载能力都能达到数毫安或者数十毫安，能满足微安级恒流源电路所需的输出要求。
因此在微安级恒流源中无需采用功率放大器件，而直接使用运放向负载电阻输出电流。
即运放既起到误差放大器的作用，又起到功率放大器的作用。
如此设计不仅能满足要求，也能减小由于功率放大引起的误差和功率损耗，提高电路的精度和效率。
图2所示为典型的微安级恒流源电路。
D A转换器输出给定电压后，经R1和C1组成的低通滤波器送入运放同相输入端，运放输出端接负载，电流采样电阻R3将输出电流转换为电压，进入运放的反向输入端构成负反馈。
图中R3为采样电阻，需采用初始精度高、温度漂移系数低的精密电阻。
下面举例说明元器件参数的选择，如需要设计0～10μA的数控电流源，所选D A转换器的参考电压为2．5V，即D A转换器的最大输出电压V m a x为2．5V，在此电路中，应该对应最大的输出电流I m a x为10μA，根据运放“虚短虚断”的原则，R3的值应由式(1)确定。
因此R3应取250kΩ。
2差分电路在微安级恒流源电路中的应用
图2所示的微安级恒流源电路，简单可靠，但存在两个问题。
a．运放反向输入端的偏置电流会影响电路的精度，尤其是对于微安级的电路影响很大。
因此必须选用偏置电流较小的运放，如F E T型的运放。
b．在此电路中，负载没有共地。
由于在地线上串入了电阻，流入地电平的电流将在取样电阻上产生电压，此电压将以地电平噪声的形式出现在系统的所有地节点上，这样将严重影响模拟电路的精度甚至会导致系统数字电路的误动作。
为了使电路的应用更为广泛，可以采用图3所示的电路结构。
此电路通过差分放大器的拓扑形式解决了恒流源负载不共地的问题，负载是接在输出与地线之间。
在此电路中，由于采用了差分结构，因此需慎重选择电阻，其中R l和R2，R3和
R4，R5和R6分别相等，如果这三对电阻选得不对称，将会严重影响输出电流的精度。
通过运放“虚短虚断”的原则，可以计算出在此电路中D A转换器输出l V的电压对应恒流源电路的输出电流为10μA。
3运用仪表放大器设计微安级恒流源电路
差分放大型电路虽然解决了恒流源负载不共地的问题，但电路结构较复杂，而且由于使用了三对大阻值精密电阻，器件难以购买，使得电路的成本大大提高，通用性降低。
但是，可以基于上述电路思想，运用新型运算放大器设计出简单廉价的高精密微安级数控恒流源。
图4所示电路是采用仪表放大器I N A l l8结合运放设计出的高精密微安级数控恒流源。
I N A l l8是美国B-B公司生产的精密仪表放大器，具有精度高和共模抑制比高的优点，适合对微小信号进行不失真的放大。
I N A l l8由三个运算放大器组成差分放大结构，其内部结构图如图5所示。
其中运放A1、A2的作用是为了提高放大器的输入阻抗和提供放大(其放大倍数由R g决定)，A l、A2分别对V i n-和V i n+进行电压跟随，A3和4个60kΩ的电阻组成差分放大器。
在图4所示电路中，根据运放“虚短虚断”的原则，负载电阻R2上流过的电流值由式(2)计算得出。
电路中R g的稳定性和温度漂移对增益有影响，应采用高精度、低噪声的金属膜电阻，O P A 尽量采用高阻抗运算放大器，以减小偏置电流所带来的误差。
如选用普通的运放O P A l77，I b 的误差达到±15n A；选用高速精密运放O P A602，I h的误差降为±1p A；选用静电计级运放
O P A l28，I h的误差仅为±75f A。
4小结
I N A118通过内部集成的六个精密电阻与运放组成差分放大结构，解决了元器件选择困难，电路成本高的问题。
整个电路结构也解决了恒流源负载不共地的问题，在微弱信号采集和处理等实际工程应用中具有较高的实用价值。