由于市場需求,電源模塊越來越追求寬電壓輸入,,寬電壓輸入就會導致供電電流隨輸入電壓變化而變化,,為了高電壓和低電壓輸入的情況下,都能獲得恒定的供電電流,,在輸入端加一個恒流電路,,以獲得性能的一致性。
理想的恒流源
理想的恒流源是電流不隨輸入電壓的變化而變化,,不受環(huán)境溫度的影響,,內(nèi)阻無窮大。但是,,實際中的恒流電路跟理想的還是存在差距,所以要根據(jù)實際應用選取合適的恒流源電路,。
幾種簡單的恒流源介紹
由兩個三極管組成的恒流源電路,,如電路圖1
圖 1
由兩個同型號的三極管,根據(jù)三極管Vbe電壓相對穩(wěn)定,,以及三極管的基極電流相對集電極電流較小的特點,,組成一個電流相對恒定的恒流源,電流Io=Vbe/R1,;這個恒流源沒有用到特殊器件,,兩個三極管和兩個電阻組成,成本低,,電流Io可調(diào),;缺點是Vbe的大小會隨電流及溫度的變化而變化,電流大Vbe大,,溫度低Vbe大,,所以不適合用在精度要求高的地方。
由穩(wěn)壓管組成的恒流源電路,,如電路圖2
圖 2
此恒流電路主要是運用了穩(wěn)壓二極管上的電壓較穩(wěn)定特性,,以及三極管Vbe的穩(wěn)定性,組成的恒流電路,,Io=(Vd-Vbe)/R3;此電路優(yōu)點是成本低,,電流可調(diào),缺點是溫度特性差,,穩(wěn)流精度不高,,適用于對精度要求不高的場合,。
由TL431組成的恒流源,如電路圖3
圖 3
TL431提供一個基準電壓Vref,,組成一個恒流源,,電流Io=Vref/R2。
由三端穩(wěn)壓器組成的恒流源,,如電路圖4
圖 4
三端穩(wěn)壓器提供一個恒定電壓Vout,,組成一個恒流源,Io=Vout/R1,。
以上都是一些比較常見的簡單的恒流源,,而且有一個共性,穩(wěn)壓精度都不高,,電流Io也不大,。除了以上列舉的幾個,還有其他類似的恒流源,,但萬變不離其宗,,都是以一個恒壓源為基準組成,在此就不一 一列舉,。
在應用過程中,,如果需要高精度、大電流的恒流源,,可以使用一個運放,,組成一個高精度、大電流的恒流源,,如電路圖5
圖 5
使用運放組成的恒流源,,Io=Vref/R1。
恒流源在寬電壓輸入模塊中的應用
在模塊電源中,,小功率電源的短路保護一般不外接短路保護電路,,這種模塊的特點是功率小,體積小,,成本低,;適合當前競爭激烈的市場;然而它們本身存在一個致命的特點,,短路保護功能和啟動能力存在矛盾,,啟動能力強,短路保護就會變差,;短路保護變強,,啟動能力就會變?nèi)酢L貏e是在需要超寬電壓范圍輸入的情況下,啟動能力跟短路能力更不好兼容,。
舉個例子,,E4805UHBD-15W,18~72VDC輸入,,15W輸出的模塊電源,,如果是用電阻加電容組成RC啟動電路如圖6,電流會隨輸入電壓的變化,,低壓和高壓短路時,,打嗝周期會相差很大,短路功率高壓輸入時會較大,;調(diào)好低壓啟動能力和短路保護后,,高壓短路保護就會變差,啟動能力超強,,反過來調(diào)好高壓啟動和短路能力,,低壓的短路保護能力很好,但是,,啟動能力很差,,會出現(xiàn)啟動不良現(xiàn)象。
圖 6
為了解決以上矛盾,,把啟動電路改為用一個恒定電流的電路替代,,如圖7,輸入電流基本不會隨輸入電壓的變化而變化,,兩種啟動電路,低壓提供相同的啟動電流,,高壓短路時,,第二種啟動電路的短路功耗會小很多,低壓和高壓的短路周期也會較接近,。
圖 7
如圖8,、9所示,是采用了恒流電路,,測試的短路波形圖,,用恒流電路替代電阻啟動解決了啟動和短路的矛盾。
圖 8
圖 9