高性能電流源
出處:維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于:2025-04-11 16:16:48 | 514 次閱讀
基本LM317當(dāng)前來(lái)源 我想知道,如果由LM317和電阻RS和RC組成的子電路,如果電路是從合適的控制電流驅(qū)動(dòng)的。在圖1中,研究此過(guò)程的第一步是模擬由U1和RS1制成的基本LM317電流源[1]驅(qū)動(dòng)負(fù)載RL1。負(fù)載電流為10 mA。

模擬了電路的寬帶PSRR,以歐姆測(cè)量,并定義為V1電源與AC電流通過(guò)RL1的交流電壓之比。從DC到近1 kHz,結(jié)果略高于100kΩ,在10kHz下降至10kΩ以下。到目前為止,一切都很好。接下來(lái),測(cè)試了包含U2的候選子路。理想的無(wú)限阻抗DC電流源I1(選擇為了確保子電路性能的降解)安排RL2也接收10 mA DC。我希望在這里幾乎相同的PSRR。但令我驚訝的是,DC至1KHz的阻抗降至2kΩ略低于2kΩ,在10 kHz時(shí)降至100Ω以上!
,根本沒(méi)有流過(guò)LM317調(diào)整引腳的電流,甚至沒(méi)有數(shù)據(jù)表的標(biāo)稱(chēng)50 A DC。結(jié)果,也沒(méi)有任何AC電流流過(guò)RC2或調(diào)整,以解釋PSRR降低。顯然,LM317文件[2]用于模擬不適合測(cè)試PSRR。
對(duì)PSRR進(jìn)行了測(cè)試的電路是將U3作為中心元素的電路。結(jié)果比從直流到1 kHz的模擬U1:500kΩ更接近,但也更好,在10 kHz時(shí)下降至360kΩ,在50 kHz時(shí)跌至80kΩ。但是當(dāng)我在板凳上時(shí),我開(kāi)始仔細(xì)觀察其他一些事情。
U3電路通過(guò)從LM317的VREF(OUT和ADJ之間的電壓差)從RC3上減去VDROP的電壓下降,并在RS3上施加VREF - VDROP。必須仔細(xì)注意VDROP的準(zhǔn)確性,這是足夠的挑戰(zhàn)。但是那是vref;它的極限是什么?
我決定進(jìn)行一些DC測(cè)量。我有八個(gè)Texas Instruments LM317KCS IC(TO-220套件),所有這些都帶有相同的日期代碼標(biāo)記。使用U4電路,我測(cè)量了其中每個(gè)電路的VO(OUT),將V4設(shè)置為12 VDC。 VO范圍從1.243 V到1.263 V,差異為20毫伏。對(duì)于其中一個(gè),我將V4設(shè)置為5分鐘,然后在同一時(shí)間段內(nèi)將V4設(shè)置為25 V。
經(jīng)過(guò)這些時(shí)間間隔后,測(cè)量結(jié)果顯示VO中的27 mV下降。這超過(guò)25°C下的5 mV,該5 mV來(lái)自規(guī)格線調(diào)節(jié),每1V線電壓變化為.04%。因此,我重新檢查了我的測(cè)量結(jié)果,但得到了相同的結(jié)果。從所有這些測(cè)量值中,不可能確定VREF在不同IC,負(fù)載電流,直流輸入電壓和任意電路的連接溫度上的極限。當(dāng)然,諾亞的報(bào)仇是:每40天,長(zhǎng)期穩(wěn)定參數(shù)每40天就可以給我們帶來(lái)1%的VREF班次:12.5 mv。從所有這些方面,我對(duì)VREF的規(guī)格參考電壓極限為1.25 v±50 mV。那么這種歧義有什么影響?
我們確實(shí)需要一個(gè)可編程的供應(yīng),因此,讓我們堅(jiān)持使用U2配置并延期考慮實(shí)用的可編程電流源代替I1。不管電阻值如何,該電路傳遞給負(fù)載的電流為:
iload = vref / rs +(iadj - i1) * rc / rs 當(dāng)i1為零時(shí),會(huì)發(fā)生ILOAD,IMAX的最大值。當(dāng)要求電路傳遞IMAX/10時(shí),(IADJ - I1) * RC理想情況下將設(shè)置為約9 * VREF。但是現(xiàn)在ILOAD等于125±50mV; ±40%的變化!如果需要小于iMax/10,情況會(huì)變得更糟。我歡迎有關(guān)如何處理此處看到的有限準(zhǔn)確性和操作范圍的建議。但是現(xiàn)在,讓我們考慮圖2電路。

在圖2中,v_supply在12 VDC處提供功率。 V_IN采用10、100和1000 mV的直流電壓,以產(chǎn)生10、100和1000 mA的直流電流通過(guò)V_負(fù)載。示意圖中的每個(gè)電壓源以1、10、100、1000或10000 Hz的頻率產(chǎn)生一個(gè)正弦波,以測(cè)試PSRR(圖3),輸出阻抗(圖4)和信號(hào)傳遞(圖5);但是一次只有一個(gè)正弦源活躍。 當(dāng)活動(dòng)為1-V峰時(shí),V_LOAD和V_SUPPLY的正弦振幅,而對(duì)于V_IN為1 mV;因此,當(dāng)用V_IN所采用的三個(gè)不同的直流電壓總結(jié)時(shí),凈電壓和電流將保持正值。所有仿真測(cè)量均通過(guò)V_load進(jìn)行電流。表1列出了流過(guò)該負(fù)載的模擬經(jīng)文所需的直流電流。

圖3歐姆經(jīng)文中的PSRR阻抗頻率如V_load所示,對(duì)于三種不同的DC電流。更高的阻抗與更理想的當(dāng)前來(lái)源有關(guān)。 (曲線上的點(diǎn)表示模擬測(cè)量。)

圖4 V_負(fù)載在三種不同的DC電流下看到的歐姆阻抗。更高的阻抗與更理想的當(dāng)前來(lái)源有關(guān)。曲線上的點(diǎn)表示模擬測(cè)量。

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