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恒流电源

[ 浏览次数:约1660次 ] 发布日期:2016-12-14


恒流电源与稳流电源意思接近,就是指电源输出的电流大小是恒定不变的,不会随着电压的变化而变化,但是现实生活中,常见的多是恒压电源,恒流电源不常见。

恒流电源



目录
什么叫恒流电源
恒流电源的特点
精准恒流电源电路图


什么叫恒流电源


恒流亦可叫稳流,意思相近,一般可以不加区别。与恒压的概念相比,恒流的概念就难于理解一些了,因为日常生活中恒压源是多见的,蓄电池、干电池是直流恒压电源,而 220V 交流电,则可认为是一种交流恒压电源,因为它们的输出电压是基本不变的,是不随输出电流的大小而大幅变化的。

首先举例说明:一个恒定电流值调至 1A 的,最高输出电压可达 100V 的一个恒流电源,当你打开这个恒流源的电源开关时,你会看到电源的电压表和电流表显示什么数值呢?可以肯定的说:输出电压为 100V ,输出电流为 0A 。有人曾经这样问,你不是 100V 1A 的恒流源吗?怎么输出不是 100V 1A 呢?这里仍然要用欧姆定律来解释,理论上可以这样来计算,电源的输出电压 U=IR ,式中 U 为输出电压, I 为输出电流, R 为负载电阻。


以下分 5 种情况来说明恒流电源:

如果电源为空载, R 可以用无穷大来表示, U=I* ∞,由于电源能输 1A 的电流,如果电源电流为 1A ,那么 U=1A* ∞ = ∞,而电源电压最多只能输出 100V ,无疑电源只能输出其最大电压 100V ,由于电源不能输出无穷大的电压,因而电流只能是很小很小的值,即电流输出为 0A ,即 I=U/R=100V/ ∞ =0A 。

如果负载电阻 R=200 欧,那么又因电源只能输出 100V ,因此电流只能为 0.5A ,即 I=U/R=100V/200R=0.5A

如果负载电阻 R=100 欧,由于电源能输出 100V ,就使得电流能达到 1A ,即 I=U/R=100V/100R=1A, 此时输出电流正好达到电源的恒流值。

如果负载电阻继续减小,改为 50 欧,如果根据公式 I=U/R=100V/50R=2A. 但这里的关键是我们的电源是个恒流值为 1A 的电源,因此此时的输出电流只能被强迫限制在 1A 而不能为 2A, 因而输出电压只能被迫降到 50V 而不能为 100V 。这里仍然要符合欧姆定律,即 U=IR=1A*50R=50V

如果负载电阻变为 0 欧(即短路),那么由于输出电流只能为 1A ,输出电压就只能为 0V ,即 U=I*R=1A*0R=0V

从以上 5 个例子可以看出,如果负载电阻太大,使电源输出电流不能达到恒流值,那么恒流源的输出电压就会自动升到电源的最大输出电压,只有当负载电阻小到一定的程度,使电源输出电流达到恒流值,电源才真正处于恒流工作状态,随着负载电阻值的逐步减小,输出电压也按规律下降,以保持输出电流的恒定不变。这就是恒流的概念。

实际上无论是恒压电源,还是恒流电源,它们本质上都是一致的,它们的输出都是电压和电流,两个量中,电源只能控制其中的一个量,要么稳住电压,要么稳住电流,另一个量是一定要由负载电阻来决定的,而负载电阻是由使用者来决定的,因而电源的两个输出量中,必然有一个由使用者来决定的,这才能符合逻辑,符合欧姆定律,才能为使用者所用,决无所谓既能给定输出电压,又能同时给定输出电流的电源。



恒流电源的特点


  1、运行可靠性高

  我厂恒流电源没有复杂的电子线路,无接插件,允许高压持续短路和突发短路(相当于电场的频繁火花放电),不会烧坏任何元件。对于除酸雾的塑料电场本体来说恒流还有一个重要意义,当火花击穿时,不易烧穿塑料阳极筒壁。


  2、节电效果明显

  功率因素高,COSφ=0.9~1 。而且不随运行的功率水平变化,可以显著降低前级供电变压器的容量。高压发生器的体积重量比可控硅电源小得多,在一些无防爆要求的场合,高压发生器可以直接装在电场本体顶部。


  3、具备多种保护措施

  具有过电压、持续欠电压和过氧保护电路,能自动报警和跳闸。

  恒流电源的发展,给静电沉积技术带来了新的特点,在化工、冶金、建材、纺织和发电等行业的实际应中,取得了始料未及的效果,运行效率明显提高。通过两千多台套的工业应用,我们得到了诸多领域的应用经验,并取得了显著的社会效益和环境效益。


精准恒流电源电路图


  精准恒流电源实在给LED节能灯的设计非常实用,那我们就为大家分析一下精准恒流电源设计思路。下图1所示电路中,在恒流电路与负载之间增设接地回路,这样,负载变化时电流快速恢复稳定。A1和VT1构成电压/电流转换电路,可将地电平信号转换为后级恒流电路所需要的+15V电平,A2、VT2、VT3等构成标准的恒流电路,设定R1=R2而提供相等电流I1=I2。VT5的基极由稳压二极管VS1提供+5V的稳定电压,因此,VT5的发射极电压不受负载变化的影响而保持为+5.7V。另外,由于共基极电路的发射极输人阻抗低,因此A2与VT2构成的恒流源不受负载变化的影响,处于理想的工作状态。


  下图2所示所示为精准恒流电源的应用实例,它是将这种恒流电路与开关电路组合成高精度脉冲发生电路。VD2和V D3构成电平移动电路,VD1和VD4是采用肖特基二极管构成的开关电路。多个这种电路的组合可构成高精度D/A转换器。

精准恒流电源电路图1

精准恒流电源电路图2

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