进阶14：稳流源

稳流电源

目标

1. 了解稳流电源的电路原理和结构

2. 学会稳流电源的电路搭建及其参数测试

仪器仪表

仪器	元器件	工具
梅林雀或 ADALM2000	- 1kΩ 电阻(1/4W)×1	- 面包板
直流电压源	- 2kΩ 电阻(1/4W)×1	- 导线
数字万用表	- S8050 晶体管×1
	- F1403 基准电压源×1
	- LED 红色×5
	- LM741 集成运放×1

仿真工具

Circuit JS

理论

稳流电源是通过电流负反馈使输出电流保持基本稳定的，从电路结构来分，可分为负载不接地式直流稳流源和负载接地式直流稳流源（见练习部分）。

负载不接地式稳流源如图1所示。图中F1403精密基准电压源的输出电压VR =2.5V，作用于集成运放的同相端，并通过电压跟随输出到电流采样电阻R上。T作为扩流管，可以满足负载RL大电流的要求。集成运放A、晶体管T和电阻R构成电流负反馈电路，使输出电流IL =VR /R。因此，只要选定VR和R，负载电流IL将不受负载RL变化的影响，以实现恒流输出。

R的选择：当VR确定后，要根据IL的大小来选择R的大小，即R=VR /IL，并注意R的功率大小，即P=I$^2$R。 电源电压V2的选择：根据RL的最大取值，先确定RL上的最大电压VRL(max)=ILRL(max)，于是

$V_2 \ge V_{\mathrm{RL(max)}} + V_{\mathrm{CES}} + V_{\mathrm{R}}$

其中VCES为T的饱和压降。

图1:负载不接地式稳流源

Circuit JS仿真

参考电路：

图2:负载不接地式稳流源仿真图

实验

1. 按照图1，在面包板上搭好电路，并检测电路，其中，F1403为基准电压源（也可以选择仿真图中的稳压二极管电路结构），运放选用LM741，三极管T选用S8050，电阻R为1kΩ，RL选用LED若干。

图3:负载不接地式稳流源实物电路图

2. 电压V1、V2均为12V。

3. 测量R的端电压，保持在2.5V，说明流过LED的电流为2.5mA。

练习

设计一款负载接地式直流稳流源电路。 电路如图所示，集成运放A、晶体管T和电流取样电阻R依然构成电流负反馈电路，但将RL接地，R接在T的射极和RL之间。此时R上的电流仍稳定为VR /R。 由于运放的输入电流iI ≈ 0，即运放的输入回路电流约为零，故RL上的电流IL = VR/R。注意，负载接电源V2的“地”，而不是电源V1的“地”。

图4：负载接地式直流稳流源电路

Circuit JS仿真：

图5：负载接地式直流稳流源电路仿真图