直流恒流源设计原理与解决方案

       直流电源，是一种能向负载提供恒定电压、恒定电流的电路。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。并且它在输出电压、电流在一定范围内可以调节，使其在各个行业使用广泛。

     1.晶体管恒流恒压直流电源

这类直流恒流源以IGBT整流模块为组成器件，利用了IGBT整流模块集电极电压的变化对电流影响小的特性和在电路中采用电流负反馈来提高输出电流的恒定性。由IGBT整流模块构成的恒流源，广泛地做差动放大器的射极公共电阻，或作为放大电路中的有源负载，或用于产生偏流，也可以在脉冲产生电路中用于充、放电电流。

     2.场效应管直流恒压恒流源

与晶体管恒流源相比，场效应管恒流源的等效内阻较小，但增大了电流负反馈电阻，且无须辅助电源，是一个纯两端网络。通常将场效应管和晶体管配合使用，其恒流源效果会更好。

     3.集成运放恒流源

由于温度对集成运放参数的影响，不如对晶体管或场效应管参数的影响显著，所以集成运放恒流源具有稳定性更好，恒流性能更高的优点。尤其在负载一端需接地，要求较大的电流场合。

      直流恒流源方案论证

方案一：采用恒流二极管或恒流三极管，其精度比较高，但能实现的恒流范围很小，智能达到毫安内。

方案二：利用三端可调直流稳压集成芯片，通过调整其输出电压来实现负载的恒流特性。其特点是直接利用稳压片提供所需功率，只需要添加相应的控制电路即可实现设计的不部分要求。

方案三：用“运放+场效应管”的结构构成电压控制的恒流源。其特点是性能满足本设计要求，同时可以通过选用场效应管的不同容量来满足不同的应用要求。该方案在保证运放处于线性放大状态。

        电压电流控制电路方案如下：

方案一：采用各类数字电路来组成键盘控制系统，进行信号处理，如选用CPLD等可编程逻辑器件。本方案电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于系统的扩展，且信号处理比较困难。

方案二：采用MCS51系列单片机作为整机的控制单元，通过改变的输入数字量来改变输出电压值，从而使输出功率管的基极电压发生变化，间接地改变输出电流的大小。为了能够使系统具备检测实际输出电流值的大小的功能，可以将电流转换成电压，并经过模拟数字转换器进行模数转换，间接用单片机实时对电压进行采样，然后进行数据处理及显示。此系统比较灵活，采用软件方法来解决数据的预置及电流的步进控制，使得系统硬件更加简洁，各类功能易于实现，很好地满足设计需求。