電流源和電流吸收器是電子設(shè)計(jì)中使用的兩個(gè)主要術(shù)語，這兩個(gè)術(shù)語決定了有多少電流可以離開或進(jìn)入終端。例如，典型的8051 微控制器數(shù)字輸出引腳的灌電流和拉電流分別為 1.6mA 和 60uA。這意味著該引腳在設(shè)為高電平時(shí)可提供（源）高達(dá) 60uA 的電流，而在設(shè)為低電平時(shí)可接收（吸收）高達(dá) 1.6mA 的電流。在我們的電路設(shè)計(jì)過程中，有時(shí)我們必須構(gòu)建自己的電流源和電流吸收器電路。

　　在本教程中，我們將學(xué)習(xí)如何構(gòu)建壓控恒流吸收電路。顧名思義，電壓控制的恒流吸收電路根據(jù)施加的電壓控制通過它的電流量。在進(jìn)一步進(jìn)行電路構(gòu)建之前，讓我們了解一下恒流吸收電路。

　　什么是恒流吸收電路？

　　只要輸入電壓不變，恒流吸收電路實(shí)際上會(huì)吸收電流，而與負(fù)載電阻無關(guān)。對(duì)于電阻為 1 歐姆的電路，使用 1V 輸入供電，根據(jù)歐姆定律，恒定電流為 1A 。但是，如果歐姆定律決定了有多少電流流過電路，那么為什么我們需要恒流源和電流吸收電路呢？

　　從上圖中可以看出，電流源電路提供電流來驅(qū)動(dòng)負(fù)載。由于電流源電路充當(dāng)電源，因此接收的電流負(fù)載量將由電流源電路決定。類似地，電流吸收電路就像接地一樣，負(fù)載接收的電流量將再次由電流吸收電路控制。主要區(qū)別在于源電路必須向負(fù)載提供（提供）足夠的電流，而接收電路必須僅限制通過電路的電流。

　　使用運(yùn)算放大器的壓控電流吸收器

　　壓控恒流灌電路的工作方式與我們之前構(gòu)建的壓控電流源電路完全相同。

　　對(duì)于電流吸收電路，運(yùn)算放大器的連接發(fā)生了變化，即負(fù)輸入連接到分流電阻。這將為運(yùn)算放大器提供必要的負(fù)反饋。然后我們有一個(gè)PNP 晶體管，它連接在運(yùn)算放大器輸出端，以便運(yùn)算放大器輸出引腳可以驅(qū)動(dòng) PNP 晶體管?，F(xiàn)在，請(qǐng)始終記住，運(yùn)算放大器會(huì)嘗試使兩個(gè)輸入（正負(fù)）的電壓相等。

　　假設(shè)在運(yùn)算放大器的正輸入端給出 1V 輸入。運(yùn)算放大器現(xiàn)在將嘗試將另一個(gè)負(fù)輸入也設(shè)為 1V。但是如何做到這一點(diǎn)呢？運(yùn)算放大器的輸出將打開晶體管，而另一個(gè)輸入將從我們的 Vsupply 獲得 1V。

　　根據(jù)歐姆定律，分流電阻器將產(chǎn)生壓降，V= IR。因此，1A 的電流流過晶體管會(huì)產(chǎn)生 1V 的壓降。PNP 晶體管將吸收這 1A 的電流，而運(yùn)算放大器將使用此電壓降并獲得所需的 1V 反饋。這樣，改變輸入電壓將控制基極以及通過分流電阻器的電流。現(xiàn)在，讓我們介紹必須控制到我們電路中的負(fù)載。

　　如您所見，我們已經(jīng)設(shè)計(jì)了使用運(yùn)算放大器的電壓控制電流吸收電路。但為了實(shí)際演示，我們不使用 RPS 為 Vin 提供可變電壓，而是使用電位計(jì)。我們已經(jīng)知道，下圖所示的電位器可用作分壓器，以提供 0V 至 Vsupply（+） 之間的可變電壓。

　　現(xiàn)在，讓我們構(gòu)建電路并檢查它是如何工作的。

　　建造

　　與上一個(gè)教程相同，我們將使用 LM358，因?yàn)樗浅１阋?、容易找到且廣泛可用。然而，它在一個(gè)封裝中有兩個(gè)運(yùn)算放大器通道，但我們只需要一個(gè)。我們之前已經(jīng)構(gòu)建了許多 基于 LM358 的電路 ，您也可以查看它們。下圖是 LM358 引腳圖的概述。

　　接下來，我們需要一個(gè)PNP晶體管，BD140就是用來做這個(gè)的。其他晶體管也可以工作，但散熱是一個(gè)問題。因此，晶體管封裝需要有連接額外散熱器的選項(xiàng)。BD140 引腳如下圖所示 –

　　另一個(gè)主要組件是分流電阻器。讓我們?yōu)檫@個(gè)項(xiàng)目堅(jiān)持使用 47ohms 2watt 電阻器。詳細(xì)所需的組件在下面的列表中進(jìn)行了描述。

　　運(yùn)算放大器 （LM358）

　　PNP 晶體管 （BD140）

　　分流電阻器（47 歐姆）

　　1k電阻

　　10k電阻

　　電源 （12V）

　　50k電位器

　　面包板和額外的連接線

　　壓控電流吸收電路工作

　　該電路構(gòu)建在一個(gè)簡(jiǎn)單的面包板上，用于測(cè)試目的，如下圖所示。為了測(cè)試恒流設(shè)備，使用不同的電阻器作為阻性負(fù)載。

　　使用電位器改變輸入電壓，電流變化反映在負(fù)載中。如下圖所示，負(fù)載吸收了 0.16A 電流。您還可以在本頁底部鏈接的視頻中查看詳細(xì)工作。但是，電路內(nèi)部究竟發(fā)生了什么？

　　如前所述，在 8V 輸入期間，運(yùn)算放大器將在其反饋引腳中使分流電阻上的電壓降為 8V。運(yùn)算放大器的輸出將打開晶體管，直到分流電阻器產(chǎn)生 8V 壓降。

　　根據(jù)歐姆定律，當(dāng)電流為 170mA （.17A） 時(shí)，電阻器只會(huì)產(chǎn)生 8V 壓降。這是因?yàn)殡妷?= 電流 x 電阻。因此，8V = .17A x 47 歐姆。在這種情況下，如圖所示串聯(lián)的連接電阻負(fù)載也將有助于電流的流動(dòng)。運(yùn)算放大器將打開晶體管，并且與分流電阻器相同的電流量將流入地面。

　　現(xiàn)在，如果電壓是固定的，無論連接什么電阻負(fù)載，電流都會(huì)相同，否則，運(yùn)算放大器兩端的電壓將與輸入電壓不同。

　　因此，我們可以說通過負(fù)載的電流（電流吸收）等于通過晶體管的電流，也等于通過分流電阻器的電流。因此，通過重新排列上述等式，

　　負(fù)載的電流吸收 = 電壓降 / 分流電阻。

　　如前所述，電壓降將與運(yùn)算放大器的輸入電壓相同。所以，

　　負(fù)載吸收電流 = 輸入電壓 / 分流電阻。

　　如果輸入電壓改變，通過負(fù)載的電流吸收也會(huì)改變。

　　設(shè)計(jì)改進(jìn)

　　如果散熱較高，則增加分流電阻的瓦數(shù)。為了選擇分流電阻的功率，可以使用R w = I 2 R ，其中R w是電阻功率，I是最大電流，R是分流電阻的值。

　　LM358 在單個(gè)封裝中具有兩個(gè)運(yùn)算放大器。除此之外，許多運(yùn)算放大器 IC 在單個(gè)封裝中具有兩個(gè)運(yùn)算放大器。如果輸入電壓太低，可以使用第二個(gè)運(yùn)算放大器根據(jù)需要放大輸入電壓。