今天分享一个实用的恒流源搭建方法,这次不是用运放,这次用常见的一款精密稳压芯片TL431。
我们先来了解下TL431:TL431是可控精密稳压源。它的输出电压用两个电阻就可以设置从Vref(2.495V)到36V范围内的任何值。TL431的具体功能可以用下图1的功能模块示意。由图1可以看到,Vref是一个内部的2.5V的基准源,接在运放的反向输入端。由运放的特性可知,当REF端(运放同向端)的电压高于Vref(2.495V)时,运放输出高电平,三极管打开,才会有电流通过。同相输入电压少于2.495V时,运放输出低电平,三极管关闭处于截止状态(理想状态下),此时,CATHODE端是一个开漏状态,可以靠外部上拉电阻将其拉高。当然,图1不是TL431的实际内部结构,但可用于分析理解电路。
图 1 TL431内部框图
图 2 恒流源设计框图
如上原理框图电路连接方式:A端接地、C端接上拉电阻,REF端接采样电阻Rs到地。将如上图 2 恒流源设计框图在仿真软件中演示如下图 3。下图左侧虚线框内部分为模拟TL431内部结构,右侧部分为芯片手册中推荐的外部连接。此图实现10mA恒流输出的功能。大概实现原理如下:根据运放虚短原则,电路在运放和三极管的调节下实现平衡,此时正端VREF=Vref=2.495V,根据设计目标流过负载的电流10mA,因此我们设置检测电阻R3=2.495V/10mA=249.5Ω。