适应电压范围极宽的低压差两端恒流源

locky_z

EDN上的电路，

机器翻译END的英文原文如下：
该设计思想是一种两线式电流调节器，在性能和零件数量之间取得了良好的平衡。采用三个晶体管，三个电阻和一个LED，与其他电路相比，它实现了良好的调节（在大多数电压范围内低于1％），较低的工作电压（典型值为1.2V）和更好的温度系数（0.07％/ K）。类似的复杂性。它的设计工作电流范围为数十毫安至几安。它不费劲地寻找零件；例如：LM10可用于制造性能更高的电路，但该IC不是多源的，因此很可能会停产。
红外LED用作1.05V基准，由Q1的自举电流源驱动。Q2和Q3构成主电流调节器。R1提供启动电流，R2设置参考电流，R3设置流经Q2的电流，Q2控制流经稳压器的电流的99％。在启动时，R1中的所有电流流入Q3的基极，这又使Q1和Q2导通，从而为Q3提供更多的电流。这一直持续到D1开始导通并且R3中的电流产生足够的电压以开始关断Q3，从而产生负反馈。由于Q3调节Q2中的电流，因此它也调节Q1中的电流，Q1接收相同的偏置，但发射极电阻R2减小电流。现在，Q1和Q2中的电流将稳定在R3设定的值，R2较小。
在Q1中保持恒定电流需要将其热耦合到Q2，因为Q2将消耗电路中的大部分功率。最简单的方法是使Q1与Q2成为相同的晶体管，并在散热器的相对侧都用螺栓固定。或者，可以将Q1粘贴到Q2。对于低电流，可以选择双晶体管。第四个选择是放弃热跟踪，并通过减小R1来实现补偿措施。由于Q2中的功耗将是电压的函数，因此这将使Q1中的电流减小也是电压的函数，从而允许通过R1进行补偿。不幸的是，所有四种方法都将显示出瞬态功率瞬变的热瞬态，最后一种方法最长且最长。
Q2中的电流由D1的电压与 Q3 的V BE（通常为0.3-0.4V）之差除以R3（V D1 – V BE）/ R3来设定。D1的正向电压的温度系数几乎与Q3的温度系数相匹配（相差0.25mV / K），从而为调节器创造了大约0.07％/ K的整体温度系数。由于R3通常为几欧姆或更小，因此通过修整R2最容易实现修整电流，这将改变D1中的电流，从而改变R3上的电压。
在大多数情况下，R1可以为几兆欧，因为启动电流非常小。当D1不导通时，反馈完全为正。R2通常为200到300欧姆；即使主通电流只有几安培，Q1和D1中的电流也仅需要一个毫安左右，因为Q2和Q3的增益会倍增。
对于测试电路，电流在1.2V时下降了5％。该最小电压由 Q1和Q3的V D1 和V sat设定。您应该选择具有低饱和电压的晶体管（例如，Q3使用2N3904，Q1和Q2使用MJE210）。该最小电压将随温度而变化，在较高温度下降低，但在较低温度下升高。PNP用于主传输晶体管，但电路很容易转换为NPN。
可以通过短接D1来关闭稳压器。电流将降至流经R1的电流。




按这个做一个适应电压范围广的两线恒流源，
因为手头NPN管多，并且打算较高电压也能用，于是Q1Q2是TIP41C，Q3是MPSA94。R1是910K，R2是220欧，D1是红色LED，只是换不同的R3得到不同的电流
实际测量的效果很好，最小压降2V就开始恒流。
R3=1K左右的恒流效果，内阻大概1.4M，如果将R1换成更大。例如4.7M,可能效果更好。

100mA下的横流效果，内阻大概700K

350mA以及1.3A下的横流效果，内阻大概30K吧

但1.3A时，两端电压超过17V后就开始不稳定了。有自激振荡，可能和这个电路本身带有点正反馈有关吧。

3AG1

R1 用910K ，有点偏小吧。

电压从2V 到30 多伏，R1 上的电流就不是稳定的，从接近2uA 到30 多微安变化。

这个电路多年前见过，我还曾经试验过改进型电路，感觉恒流效果不像文章中说的那样好。
还不如用TL431 / TL432 之类的电压基准配合恒流二极管和NMOS 场管做，恒流效果比这个电路要好。

3AG1

使用恒流二极管或JFET 结型场管给TL431 /TL432 提供1mA 左右稳定的工作电流：


通过调整R1 的阻值大小，就又可以改变输出电流。

locky_z

如果这个电路用300V耐压的管(我这里用MPSA92就是耐压300V的PNP)，就能直接适应2-300V这么宽的电压范围。而用恒流源或者LM317等等，适应范围不超过100V。
我主要是喜欢这个电路的适应范围，以及只需2端串联，就像一个电阻那样用。用在宽范围耐压（恒流）测量很方便。

MXPRO48

谢谢两位的分享。三哥那个jfet具体用什么型号的？最好便宜易购买的，耐压能过60V更好

3AG1

MXPRO48 发表于 2021-11-25 17:09
谢谢两位的分享。三哥那个jfet具体用什么型号的？最好便宜易购买的，耐压能过60V更好 ...

JFET 结型场管现在产量较少，价格也比较高，常见的就是2SK30A 、2SK246 ，耐压50V ，一般结型场管耐压普遍不高，大部分20 ~ 30V 间。

3AG1

可以直接到淘宝买恒流二极管，价格比JFET 要便宜些，耐压也高，可达到100V 。

刚才搜了下：
https://item.taobao.com/item.htm ... a230r.1.14.3#detail
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3AG1

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MXPRO48

3AG1 发表于 2021-11-25 20:51
JFET 结型场管现在产量较少，价格也比较高，常见的就是2SK30A 、2SK246 ，耐压50V ，一般结型场管耐压普 ...

谢谢，收藏了

段智刚

电压范围很大，2v的时候也能恒流但偏低只有68ma，3v---120v基本100ma变化很小（楼主验证到了300v，我没有找到元件）。