这是一个实用的数控恒压/流源电路图,单片机将数字信号经D/A后(图中未划出)输出信号用作该恒压/流源的输入信号V1,仅用一个开关S1,就可以实现恒压/流源的切换。当开关打在上面时,为恒流源。当开关打在下面时,为恒压源。是不是很方便呢?下面来解释下它的的工作原理吧。
图中,U1为功率运放,所用的型号为OPA544T。U2,U4为普通运放,U3为差动运放,型号为AD620AN,根据运放虚断和虚短的概念,单开关打在下面时,有以下程式:
V1+V2=-V3 (1) ,U1作反相器
V3- V4=V6 (2) ,差动
V7= -V6 (3) ,U4作反相器
V2=V7 (4),同一电气接点
将(4)代入(3),得
V2= -V6 (5),得
V6= -V2 (6),代入(2),得
V3-V4= -V2 (7) ,得
V3=V4-V2 (8) ,代入(1),得
V1+V2=V2-V4 得
V4=-V1
输出电压仅是输入电压的反相值,和取样电阻RS和负载电阻RL等无关,为恒压源。
开关打在下面,有以下程式:
V1+V2=-V3 (9) ,U1作反相器
V4=V5 (10),跟随
V7=-V5 (11),反相
V2=V7 (12),同一电气接点,将(12) 代 入(11),得
V2=-V5 得
V5=-V2 (13) 代入(10),得
V4=-V2 得
V2=-V4 (14)
代入 (9),得
V1-V4= -V3 得
V3-V4= -V1
根据串联电路原理,流过IRL的电流与IRS相等,所以
IRL=IRS=V3-V4/RS=-V1/RS。
负载电流仅与输入电压和取样电阻有关,把取样电阻固定下来。与负载电阻无关,故为恒流源。