运放和MOS管构成的压控恒流源电路分享

通过这篇文章来记录以下自己学习恒流源的入门知识，首先说明这个电路经过我的测试发现恒流值不够稳定，就是负载发生变化时恒流值会有一些变化（几十mA）。后面我会进行改进，并且记录下改进的过程，知道我满意位置。

要想设计一个精密的恒流源需要一些前提，并非随便拿个运放和MOS管简单焊接就能实现的，其中需要精选合适的元器件参数，包括运放的一些关键参数，采样电阻的类型、温度系数和合适的电压参考源等。

理想的恒流源是一个电流不随负载变化而变化的，但实际的恒流源需要一些前提，如负载的范围和恒流值的大小，因为供电电压是有限的，$I=\frac{U}{R}$ 在电流源中 R 分为两个，一就是我们的实际负载，另一个就是我们的调整管如MOS管，$I$ 不变我们改变我们的负载大小时，为了保持电流不变，调整管的电阻会自动发生改变。恒流值不能大出电源电压所能提高的能力，如：一个 24V 的电源，带一个12欧姆的负载，那么恒流值最大能到多少？就算调整管完全导通（理想）后变为 0 欧姆，那么电流为 $I=\frac{24}{12}=2A$ ，也就是你无法设置恒流值超出 2A（物理限制）。

简易恒流源电路图：

该电路大概分为3个部分，分别为参考电压生成电路（设置恒流值）、LM358 调整部分（闭环控制）、功率输出部分（MOS管“可变电阻”）。

参考电压生成电路

通过 TL431 生成一个固定的 2.5V 电压，在经过一个电位器生成一个可变的电压（0~2.5V）作为电流设置，恒流值 $I = \frac{RV1中点电压}{R7}$。

闭环控制

LM358 作为核心调整控制部分，上电后运放的反相输入端会从 R7 采样电阻获取采样值（值的大小不用在意），这个值和同相端的参考电压比较，然后运放的输出做出正确的调整（增大或减小），然后影响MOS的导通程度，经过几轮（不要在意具体的次数）很快（你的感觉就是瞬间）达到平衡状态（同相端和反相端几乎相等），这时候电流就保持不变了。

功率输出

MOS 管作为可调电阻完成功率输出，注意如果功率很大需要给MOS管增加足够大的散热片和散热风扇。

需要考虑的几个关键参数

• 采样电阻 R7 阻值的大小应该如何选型
  • 如果电流很大，采样电阻要减小，如：1mΩ
  • 为了减小采样电阻的功耗，减小采样电阻，可增加信号调理（放大采样信号）
• 运放供电电压有何要求
• 散热片应该怎么选型（不能太大，但是要够用）

该电路只是原理性的，实际需要调整器件的参数来满足具体的需求。

由什么想法可以在评论区给我评论，欢迎多多讨论。