网易彩票网

/

新闻资讯

/

行业新闻

/

恒流电路在电源模块中的应用

恒流电路在电源模块中的应用

2020-08-06

随着工业智能化的不断发展,嵌入式系统对供电的要求越来越高,对输入电压范围也越来越宽,对输出电流精度要求日益提高。那么,如何保持宽电压输入而供电电流能够保持稳定?

网易彩票网  

嵌入式系统的强大处理能力对电源模块的要求越来越高,宽电压输入就会导致供电电流随输入电压变化而变化。因此,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。实际中的恒流电路跟理想的恒流源存在差距,要根据实际应用选取合适的恒流源电路。下面介绍下常见的电源恒流电路。

 

电路1:由两个同型号的三极管,根据三极管Vbe电压相对稳定,以及三极管的基极电流相对集电极电流较小的特点,组成一个电流相对恒定的恒流源,电流Io=Vbe/R1。这个恒流源没有用到特殊器件,两个三极管和两个电阻组成,成本低,电流Io可调。缺点是Vbe的大小会随电流及温度的变化而变化,电流大Vbe大,温度低Vbe大,所以不适合用在精度要求高的地方。

 

电路2:该恒流电路主要是运用了稳压二极管上的电压较稳定特性,以及三极管Vbe的稳定性,组成的恒流电路,Io=(Vd-Vbe)/R3。优点是成本低,电流可调,缺点是温度特性差,稳流精度不高,适用于对精度要求不高的场合。

 

电路3:三端稳压器提供一个恒定电压Vout,组成一个恒流源,Io=Vout/R1

 

上面都是一些比较常见的简单的恒流源,并且有一个共性,稳压精度都不高,电流Io也不大。其他类似的恒流源,也都是以一个恒压源为基准组成,在这里就不一一列举。在应用过程中,如果需要高精度、大电流的恒流源,可以使用一个运放,组成一个高精度、大电流的恒流源。

 

电路4:使用运放组成的恒流源,Io=Vref/R1

 

在模块电源中,小功率电源的短路保护一般不外接短路保护电路,这种模块的特点是功率小,体积小,成本低,适合当前竞争激烈的市场。但是它们本身存在一个致命的特点,短路保护功能和启动能力存在矛盾,启动能力强,短路保护就会变差。短路保护变强,启动能力就会变弱。特别是在需要超宽电压范围输入的情况下,启动能力跟短路能力更不好兼容。

 

电路5:例如18-72VDC输入,15W输出的模块电源,如果是用电阻加电容组成RC启动电路,电阻R1电流会随输入电压的变化,低压和高压短路时,打嗝周期会相差很大,短路功率高压输入时会较大。调好低压启动能力和短路保护后,高压短路保护就会变差,启动能力超强,反过来调好高压启动和短路能力,低压的短路保护能力很好,但是启动能力很差,会出现启动不良现象。为了解决以上矛盾,把启动电路改为用一个恒定电流的电路替代,输入电流基本不会随输入电压的变化而变化,在高低压输入的情况下,电源模块输出短路时的短路周期较近。

 

电路6:采用了恒流电路,测试的短路波形图,用恒流电路替代电阻启动解决了启动和短路的矛盾。如下图所示:

 

网易彩票网 恒流源的实现可以通过对输出电流进行处理,或对输入电流进行处理保证输出能够实现恒流。对于前者主要作用为使输出电流保持平稳,可以通过三极管、三端稳压等器件进行稳流,成本较低,电路简单,但整体效果不是很理想。对于后者输入电流基本不会随输入电压的变化而变化,可以使输出从而实现恒流。