常見(jiàn)恒流電路在電源模塊中的作用
發(fā)布時(shí)間:2019-07-12 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】隨著工業(yè)智能化進(jìn)程的不斷深入,嵌入式系統(tǒng)對(duì)供電的要求越來(lái)越高,對(duì)輸入電壓范圍也越來(lái)越寬,對(duì)輸出電流精度要求也日益提高。如何保持寬電壓輸入而供電電流能夠保持穩(wěn)定?本文將介紹常見(jiàn)的電源恒流電路。
隨著工業(yè)智能化進(jìn)程的不斷深入,嵌入式系統(tǒng)對(duì)供電的要求越來(lái)越高,對(duì)輸入電壓范圍也越來(lái)越寬,對(duì)輸出電流精度要求也日益提高。如何保持寬電壓輸入而供電電流能夠保持穩(wěn)定?本文將介紹常見(jiàn)的電源恒流電路。
在科技高速發(fā)展的當(dāng)下,產(chǎn)品快速開發(fā)已成常態(tài)化。嵌入式系統(tǒng)的強(qiáng)大的處理能力,對(duì)電源模塊的要求越來(lái)越高,對(duì)輸入電壓范圍也越來(lái)越寬。寬電壓輸入就會(huì)導(dǎo)致供電電流隨輸入電壓變化而變化,為了全電壓輸入范圍的情況下,保證電源模塊啟動(dòng)能力的一致性,增加一個(gè)恒流電路給控制芯片供電。
一、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(wú)窮大。但是,實(shí)際中的恒流電路跟理想的還是存在差距,所以要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選取合適的恒流源電路。
二、幾種簡(jiǎn)單的恒流源介紹
由兩個(gè)三極管組成的恒流源電路,如電路圖1。
圖1
由兩個(gè)同型號(hào)的三極管,根據(jù)三極管Vbe電壓相對(duì)穩(wěn)定,以及三極管的基極電流相對(duì)集電極電流較小的特點(diǎn),組成一個(gè)電流相對(duì)恒定的恒流源,電流Io=Vbe/R1;這個(gè)恒流源沒(méi)有用到特殊器件,兩個(gè)三極管和兩個(gè)電阻組成,成本低,電流Io可調(diào);缺點(diǎn)是Vbe的大小會(huì)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(yùn)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(diǎn)是成本低,電流可調(diào),缺點(diǎn)是溫度特性差,穩(wěn)流精度不高,適用于對(duì)精度要求不高的場(chǎng)合。
由三端穩(wěn)壓器組成的恒流源,如電路圖3。
圖3
三端穩(wěn)壓器提供一個(gè)恒定電壓Vout,組成一個(gè)恒流源,Io=Vout/R1。
以上都是一些比較常見(jiàn)的簡(jiǎn)單的恒流源,而且有一個(gè)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(gè),還有其他類似的恒流源,但萬(wàn)變不離其宗,都是以一個(gè)恒壓源為基準(zhǔn)組成,在此就不一一列舉。
在應(yīng)用過(guò)程中,如果需要高精度、大電流的恒流源,可以使用一個(gè)運(yùn)放,組成一個(gè)高精度、大電流的恒流源,如電路圖4。
圖4
使用運(yùn)放組成的恒流源,Io=Vref/R1。
三、恒流源在電源模塊中的應(yīng)用
在模塊電源中,小功率電源的短路保護(hù)一般不外接短路保護(hù)電路,這種模塊的特點(diǎn)是功率小,體積小,成本低;適合當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng);然而它們本身存在一個(gè)致命的特點(diǎn),短路保護(hù)功能和啟動(dòng)能力存在矛盾,啟動(dòng)能力強(qiáng),短路保護(hù)就會(huì)變差;短路保護(hù)變強(qiáng),啟動(dòng)能力就會(huì)變?nèi)?。特別是在需要超寬電壓范圍輸入的情況下,啟動(dòng)能力跟短路能力更不好兼容。
舉個(gè)例子,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(dòng)電路如圖5,電阻R1電流會(huì)隨輸入電壓的變化,低壓和高壓短路時(shí),打嗝周期會(huì)相差很大,短路功率高壓輸入時(shí)會(huì)較大;調(diào)好低壓?jiǎn)?dòng)能力和短路保護(hù)后,高壓短路保護(hù)就會(huì)變差,啟動(dòng)能力超強(qiáng),反過(guò)來(lái)調(diào)好高壓?jiǎn)?dòng)和短路能力,低壓的短路保護(hù)能力很好,但是,啟動(dòng)能力很差,會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)不良現(xiàn)象。
圖5
為了解決以上矛盾,把啟動(dòng)電路改為用一個(gè)恒定電流的電路替代,如圖6,輸入電流基本不會(huì)隨輸入電壓的變化而變化,在高低壓輸入的情況下,電源模塊輸出短路時(shí)的短路周期較近。
圖6
如圖7、8所示,是采用了恒流電路,測(cè)試的短路波形圖,用恒流電路替代電阻啟動(dòng)解決了啟動(dòng)和短路的矛盾。
圖7
圖8
恒流源的實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)兩種方式:對(duì)輸出電流進(jìn)行處理、對(duì)輸入電流進(jìn)行處理保證輸出能夠?qū)崿F(xiàn)恒流。對(duì)于前者主要作用為使輸出電流保持平穩(wěn),可以通過(guò)三極管、三端穩(wěn)壓等器件進(jìn)行穩(wěn)流,雖成本較低且電路簡(jiǎn)單但整體效果不是很理想;對(duì)于后者輸入電流基本不會(huì)隨輸入電壓的變化而變化,可以使輸出從而實(shí)現(xiàn)恒流。
而也可以使用整體的寬壓輸入穩(wěn)壓輸出電源模塊,ZLG致遠(yuǎn)電子自主研發(fā)、生產(chǎn)的隔離電源模塊已有近20年的行業(yè)積累,目前產(chǎn)品具有寬輸入電壓范圍,可支持2:1與4:1寬壓輸入,輸出電壓精度可達(dá)±3%,封裝形式多樣,兼容國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的SIP、DIP等封裝。同時(shí)致遠(yuǎn)電子為保證電源產(chǎn)品性能建設(shè)了行業(yè)內(nèi)一流的測(cè)試實(shí)驗(yàn)室,配備最先進(jìn)、齊全的測(cè)試設(shè)備,全系列隔離DC-DC電源通過(guò)完整的EMC測(cè)試,靜電抗擾度高達(dá)4KV、浪涌抗擾度高達(dá)2KV,可應(yīng)用于絕大部分復(fù)雜惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),為用戶提供穩(wěn)定、可靠的電源隔離解決方案。
特別推薦
- 兆易創(chuàng)新GD32F30x STL軟件測(cè)試庫(kù)獲得德國(guó)萊茵TüV IEC 61508功能安全認(rèn)證
- 芯科科技第三代無(wú)線開發(fā)平臺(tái)引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
- MSO 4B 示波器為工程師帶來(lái)更多臺(tái)式功率分析工具
- 艾為電子推出新一代高線性度GNSS低噪聲放大器——AW15745DNR
- 瑞薩發(fā)布四通道主站IC和傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)器, 以推動(dòng)不斷增長(zhǎng)的IO-Link市場(chǎng)
- e絡(luò)盟現(xiàn)貨供應(yīng) Abracon 新推出的 AOTA 系列微型鑄型電感器
- 加賀富儀艾電子推出支持Wi-Fi 6和藍(lán)牙的無(wú)線局域網(wǎng)/藍(lán)牙組合模塊
技術(shù)文章更多>>
- 第7講:SiC單晶襯底加工技術(shù)
- 羅德與施瓦茨中標(biāo)中國(guó)移動(dòng)RedCap以及Cat1bis一致性測(cè)試系統(tǒng)項(xiàng)目
- 【“源”察秋毫系列】柔性可穿戴電子設(shè)備材料的導(dǎo)電測(cè)試
- 低功耗藍(lán)牙賦能的太陽(yáng)鏡為摩托車手提供免分心導(dǎo)航體驗(yàn)
- 讓汽車LED照明無(wú)死角,LED驅(qū)動(dòng)的全面進(jìn)化
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
SPANSION
SRAM
SSD
ST
ST-ERICSSON
Sunlord
SynQor
s端子線
Taiyo Yuden
TDK-EPC
TD-SCDMA功放
TD-SCDMA基帶
TE
Tektronix
Thunderbolt
TI
TOREX
TTI
TVS
UPS電源
USB3.0
USB 3.0主控芯片
USB傳輸速度
usb存儲(chǔ)器
USB連接器
VGA連接器
Vishay
WCDMA功放
WCDMA基帶
Wi-Fi