关于几种单极性恒流电路

在科技高速发展的当下，产品快速开发已成常态化。嵌入式系统的强大的处理能力，对电源模块的要求越来越高，对输入电压范围也越来越宽。宽电压输入就会导致供电电流随输入电压变化而变化，为了全电压输入范围的情况下，保证电源模块启动能力的一致性，增加一个恒流电路给控制芯片供电。

恒流电路有很多场合不仅需要场合输出阻抗为零的恒流源，也需要输入阻抗为无限大的恒流源，以下是几种单极性恒流电路：

类型1：

特征：使用运放，高精度

输出电流：Iout=Vref/Rs

类型2：

特征：使用并联稳压器，简单且高精度

输出电流：Iout=Vref/Rs

检测电压：根据Vref不同（1.25V或2.5V）

类型3：

特征：使用晶体管，简单，低精度

输出电流：Iout=Vbe/Rs

检测电压：约0.6V

类型4：

特征：减少类型3的Vbe的温度变化，低、中等精度，低电压检测

输出电流：Iout=Vref/Rs

检测电压：约0.1V～0.6V

类型5：

特征：使用JEFT，超低噪声

输出电流：由JEFT决定

检测电压：与JEFT有关

其中类型1为基本电路，工作时，输入电压Vref与输出电流成比例的检测电压

Vs(Vs=Rs×Iout)相等，如图5所示。

注：Is=IB+Iout=Iout(1+1/hFE)，其中1/hFE为误差；若输出级使用晶体管，则电流检测时会产生基极电流分量这一误差，当这种情况不允许时，可采用图6所示那样采用FET管。

Is=Iout-IG

类型2，这是使用运放与Vref（2.5V）一体化的并联稳压器电路，由于这种电路的Vref高达2.5V，所以电源利用范围较窄。

类型3，这是用晶体管代替运放的电路，由于使用晶体管的Vbe（约0.6V）替代Vref的电路，因此，Vbe的温度变化毫无改变地呈现在输出中，从而的不到期望的精度类型4，这是利用对管补偿Vbe随温度变化的电路，由于检测电压也低于0.1V左右，因此，电源利用范围很宽。

类型5，这是利用J-FET的电路，改变Rgs可使输出电流达到漏极饱和电流IDSS，由于噪声也很小，因此，在噪声成为问题时使用这种电路也有一定价值，在该电路中不接RGS，则电流值变成IDSS，这样，J-FET接成二极管形式就变成了“恒流二极管”。

恒流电路的原理图：

三极管恒流电路

三极管恒流电路

三极管的恒流电路，主要是利用Q2三极管的基级导通电压为0.6~0.7V这个特性;当Q2三极管导通，Q1三极管基级电压被拉低而截止，负载R1不工作;负载R1流过的电流等于R6电阻的电流(忽略Q1与Q2三极管的基级电流)，R6电阻的电流等于R6电阻两端的0.6~0.7V电压除以R6电阻阻值(固定不变)，因此流过R1负载的电流即为恒定不变，即使R1负载的电源端VCC电压是可变的，也能达到恒流的电路效果。

运放恒流电路

运放恒流电路

运放的恒流电路，主要是利用运放的“电压跟随特性”，即运放的两个输入引脚Pin3与Pin2电压相等电路特性。关于运放的文章推荐:看懂运算放大器原理。

当在电阻R4输入Vin稳定电源电压时，电阻R7两端的电压也为Vin不变，因此无论外界电路如何变化，流过R7电阻的电流是不变的;同三极管恒流电路原理分析一样，R2负载的电流等于R7电阻的电流，所以即使R2负载的电源为可变电压电源，R2负载的电流也是保持固定不变，达到恒流的效果。

除去运用三极管与运放设计的恒流电路，芯片哥介绍另外一种恒流电路设计方案，主要是利用稳压二极管的稳压特性。

稳压二极管恒流电路

稳压二极管恒流电路

稳压二极管的恒流电路中，三极管Q4的基级电压被限定在稳压二极管工作的稳定电压Uzd下，因此R10电阻的电压等于Uzd减去三极管基级与发射级的导通压降0.7V，即U=Uzd-0.7保持恒定不变，所以流过R10电阻的电流在VCC电源即使可变的条件下也是固定不变，也就是R8负载的电流保持不变，达到恒流的效果。