恒流源有什么用呢?在電池充電、LED驅動上都有應用。那么如何快速制作一個恒流源呢?使用一個運算放大器就可以實現。
主要的應用原理就是應用運算放大器的基本原則:“虛短”和“虛斷”。
虛短:運算放大器反相端和正相輸入端電壓總是相等;
虛斷:運算放大器反相端和正相輸入端沒有電流輸入;
如下圖,就是一個用運算放大器制作的恒流源。電阻R1就是用來設定恒流的那個電流值。電阻R2就是對應負載的位置。運算放大器正相輸入端的電壓就是電流的來源。
那么大家看到下面電路圖,I-的電流是多少?I1和I2的關系又是怎樣?
先給大家揭曉答案,I-的電流是0mA。I1和I2的電流值是相等的。是為什么呢?大家一起來推理下。
根據運算放大器的虛短原則,V-=V+ =5V,根據運算放大器的虛斷原則,I-=0mA。
再根據電路總電流和為0的原則,I1=I2+I-, I-=0, 所以I1=I2。即(V- -0)/R1 =(Vo-V-)/R2 。
就是5V/1K =(V0-5V)/500 =》V0 =7.5V。
其中設定的恒流電流值就是5V/1K =5mA。運算放大器的輸出電壓隨負載阻抗變化變化。理論上負載阻抗越大,輸出電壓越大,負載阻抗越小,輸出電壓越小。
由此可以發現,電流不隨著負載的改變而改變,電壓隨負載改變而改變。我們就得到了一個恒流源。
實現恒流源的方式有很多,這只是其中一種。但是通過這,大家可以了解到運算放大器的巨大作用以及廣泛性。大家可能在學校里學習運算放大器的時候,非常地頭暈,各種公式,各種計算。實際上,大家好好掌握了虛斷和虛短的原理,在使用運算放大器的時候,就可以自己去把公式推理出來了。經常動筆推算,算出的結果和書上一樣還是很有成就感的。
審核編輯:湯梓紅
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