恒流電源電路設計的六個提示
恒流電源電路LED電源的工程師經常提及“恒流”驅動，其實，在很多電子設備中，有許多用電設備要求供給的電流(而不是電壓)保持恒定。一般把這種能夠向負載提供恒定電流的電源稱爲恒流源。所謂恒流，是一種習慣說法，並不是電流值絕對不變，只是這種變化相對的小而已，在一個規定的工作範圍內保持足夠的穩定性。
基本的恒流源電路主要是由輸入級和輸出級構成，輸入級提供參考電流，輸出級輸出需要的恒定電流。
恒流源電路就是要能夠提供一個穩定的電流以保證其它電路穩定工作的基礎。即要求恒流源電路輸出恒定電流，因此作爲輸出級的器件應該是具有飽和輸出電流的伏安特性。這可以采用工作于輸出電流飽和狀態的BJT或者MOSFET來實現。
爲了保證輸出晶體管的電流穩定，就必須要滿足兩個條件：
a）其輸入電壓要穩定——輸入級需要是恒壓源；
b）輸出晶體管的輸出電阻盡量大（最好是無窮大）——輸出級需要是恒流源。
基本的恒流源电路，这里依据主要组成器件的不同，可分为三类：晶体管恒流源、場效應管恒流源、集成运放恒流源等。
一、 晶体管恒流源
這類恒流源以晶體三極管爲主要組成器件，利用晶體三極管集電極電壓變化對電流影響小，並在電路中采用電流負反饋來提高輸出電流之恒定性，通常，還采用一定的溫度補償和穩壓措施。其基本型電路如圖1的A，B兩種類型。
如图1中的A图， R1、R2分压稳定b点电位为Vb，Re形成电流负反馈 ,输出电流IO=(Vb-Vbe)/Re≈Vb / Re (Vb >>Vbe)。B图的计算参考A图。
提示1：
图1中的电路的不足就是晶体管的集射极间电阻一般为几十千欧以上，当只需几伏的工作电压，采用这种恒流源电路 ,其等效内阻是非常大，功耗大，且精度不高。
實際電路中，最常用的簡易恒流源如圖2所示，用兩只同型三極管，利用三極管相對穩定的be電壓作爲基准，電流數值爲：I=Vbe/R1。
提示2：
图2的这种恒流源优点是简单易行，而且电流的数值可以自由控制，也没有使用特殊的元件，有利于降低产品的成本。缺点是不同型号的管子，其be 电压不是一个固定值，即使是相同型号，也有一定的个体差异。同时不同的工作电流下，这个电压也会有一定的波动。因此不适合精密的恒流需求。
二、場效應管恒流源
由場效應晶體管作爲主要組成器件的恒流電路如圖3所示。
图3A ,R1,R2分压稳定b点电位 , Vb =R2*VCC\(R1+R2)，而 Vgs=Vb-Id*RSId=Idss( 1- Vgs*Vp)*2，式中Vp表示为夹断电压 ，Idss为饱和漏极电流。也可以去掉电源辅助回路 ,变成一纯两端网络 ,电路如图3 B所示 ,由图可得Vgs =- Id*RS
提示3：
这种恒流源电路的場效應管为JEFT，超低噪声，输出电流有JEFT决定，检测电压与JEFT有关。
三、集成運放恒流源
为了能够精确输出电流，通常使用一个运放作为反馈，同时使用場效應管避免三极管的be电流导致的误差。典型的运放恒流源如图4所示，如果电流不需要特别精确，其中的場效應管也可以用三极管代替如图4B。如图4B中，工作时，输入电压Vref与输出电流成比例的检测电压，Vs(Vs=Rs*Iout)相等，Is=Ib+Iout=Iout(1+1/Hfe)其中1/Hfe为误差。
提示4：
這個電路可以認爲是恒流源的標准電路，除了足夠的精度和可調性之外，使用的元件也都是很普遍的，易于搭建和調試。只不過其中的Vin還需要用戶額外提供。
從以上兩個電路可以看出，恒流源有個定式，就是利用一個電壓基准，在電阻上形成固定電流。有了這個定式，恒流源的搭建就可以擴展到所有可以提供這個"電壓基准"的器件上，最典型的就是利用TL431組成的恒流源電路。
TL431是另外一个常用的电压基准，利用TL431搭建的恒流源如图5所示，其中的三极管替换为場效應管可以得到更好的精度。
電流計算公式爲：Iout=Vref/Rs，檢測電壓根據Vref不同，即1.25V或者是2.5V不同而已。
提示5：
這種恒流源電路，使用並聯穩壓器TL431，簡單實用且精度高。有經驗的模擬電路工程師經常會用三端穩壓IC做恒流源，使用這些三端穩壓電源IC，本身精度已經很高，需要的維持電流也很小。利用三端穩壓構成恒流源，也有非常好的性價比，如圖5所示的LM317的兩種類型。
電流計算公式爲：I=V/R1，其中V是三端穩壓的穩壓數值。
提示6：
這種結構的恒流源，不適合太小的電流，因爲這個時候，三端穩壓自身的維持電流會導致較大的誤差。
總結
恒流源的實質是利用器件對電流進行反饋，動態調節設備的供電狀態，從而使得電流趨于恒定。只要能夠得到電流，就可以有效形成反饋，從而建立恒流源。
能够进行电流反馈的器件，还有电流互感器，或者利用霍尔元件对电流回路上某些器件的磁场进行反馈，也可以利用回路上的发光器件(例如光电耦合器，发光 管等)进行反馈。这些方式都能够构成有效的恒流源，而且更适合大电流等特殊场合，不过因为这些实现形式的电路都比较复杂，这里就不一一介绍了。
