用运算放大器设计一种简单的恒流吸收电路
电流源和电流汇是电子设计中使用的两个主要术语，这两个术语决定了电流的大小…
电流源和电流汇是电子设计中使用的两个主要术语，这两个术语决定了有多少电流可以离开或进入端子。例如汇源电流典型的8051微控制器数字输出引脚分别为1.6mA和60uA。这意味着当设置为高电平时，引脚可以传输（源）高达60uA，当设置为低电时，引脚可以接收（汇）高达1.6mA。在我们的电路设计过程中，我们有时不得不建立自己的电路电流源和电流汇电路。在上一个教程中，我们构建了电压控制电流源电路使用公共运算放大器和MOSFET，可以用于向负载提供电流，但在某些情况下，我们需要电流吸收器选项，而不是提供电流。
因此，在本教程中，我们将学习如何构建电压控制恒流吸收电路电压控制的恒定电流吸收电路，顾名思义，基于施加的电压来控制通过其吸收的电流量。在继续进行电路构造之前，让我们先了解一下恒流吸收电路。
什么是恒流吸收电路？
恒流吸收电路实际上吸收电流与负载电阻无关只要输入电压不改变。对于电阻为1欧姆的电路，使用1V输入供电，根据欧姆定律但是，如果欧姆定律决定了有多少电流流过一个电路，那么我们为什么需要恒流源和电流汇电路呢？
从上图中可以看出电流源电路提供电流来驱动负载。负载接收的电流量将由电流源电路决定，因为它充当电源。类似地电流吸收电路就像接地一样，负载接收的电流量将再次由电流吸收电路控制。主要区别在于，源电路必须向源电路（向负载提供）足够的电流，而宿电路必须仅限制通过电路的电流。
使用运算放大器的电压控制电流吸收器
电压控制恒流吸收电路的工作方式与我们之前构建的电压控制电流源电路完全相同。
对于电流吸收电路，运算放大器的连接会发生变化，即负输入连接到分流电阻器。这将提供必要的负反馈到运算放大器。然后我们有一个PNP晶体管，其连接在运算放大器输出两端，使得运算放大器输出引脚可以驱动PNP晶体管。现在，请始终记住，运算放大器将尝试使两个输入（正极和负极）的电压相等。
假设运算放大器的正输入端上有1V的输入。运算放大器现在将尝试使另一个负输入也为1V。但如何做到这一点呢？运算放大器的输出将以另一个输入将从我们的电源获得1V的方式导通晶体管。
分流电阻器将根据欧姆定律产生压降，V=红外线因此，流过晶体管的1A的电流将产生1V的压降。PNP晶体管将吸收这1A的电流，运算放大器将使用这一电压降并获得所需的1V反馈。通过这种方式，改变输入电压将控制基极以及通过分流电阻器的电流。现在，让我们将必须控制的负载引入我们的电路。
正如你所看到的，我们已经设计好了使用运算放大器的电压控制电流吸收电路。但为了进行实际演示，与其使用RPS为Vin提供可变电压，不如使用电位计。我们已经知道，下面显示的电位计作为分压器以提供0V到Vsupply（+）之间的可变电压。
现在，让我们构建电路并检查它是如何工作的。
建设
与上一个教程，我们将使用LM358，因为它非常便宜，很容易找到，而且可以广泛使用。然而，它在一个封装中有两个运算放大器通道，但我们只需要一个。我们之前已经建造了许多基于LM358的电路你也可以去看看。下图是LM358引脚图的概述。
接下来我们需要一个PNP晶体管，BD140型用于此目的。其他晶体管也可以工作，但散热是个问题。因此，晶体管封装需要有一个连接额外散热器的选项。BD140引脚如下图所示——
另一个主要部件是分流电阻器。让我们为这个项目选择47欧姆2瓦特的电阻器。细节所需组件在下面的列表中进行了描述。
- 运算放大器（LM358）
- PNP晶体管（BD140）
- 分流电阻器（47欧姆）
- 1k电阻器
- 10k电阻器
- 电源（12V）
- 50k电位计
- 面包板和额外的连接线
电压控制电流吸收电路工作
电路是在一个简单的试验板中构建的，用于测试目的，如下图所示。为了测试恒流设备，使用不同的电阻器作为电阻负载.
使用电位计改变输入电压，电流变化反映在负载中。如下图所示，负载消耗0.16A电流。您也可以查看此页面底部链接的视频中的详细工作。但是，电路内部到底发生了什么？
如前所述，在8V输入期间，运算放大器将使其反馈引脚中的分流电阻器两端的电压降为8V。运算放大器的输出将接通晶体管，直到分流电阻器产生8V的压降。
根据欧姆定律，当电流为170mA（.17A）时，电阻器只会产生8V的压降。这是因为电压=电流x电阻。因此，8V=.17A x 47欧姆。在这种情况下，如示意图所示串联的电阻负载也将有助于电流的流动。运算放大器将导通晶体管，并且与分流电阻器相同的电流量将被吸收到地。
现在，如果电压是固定的，无论连接什么电阻负载电流将相同，否则，运算放大器两端的电压将与输入电压不同。
因此，我们可以说，通过负载的电流（电流被吸收）等于通过晶体管的电流，晶体管的电流也等于通过分流电阻器的电流。因此通过重新排列上述方程，
负载的电流消耗=电压降/并联电阻。
如前所述，电压降将与运算放大器两端的输入电压相同。因此
负载的电流消耗=输入电压/并联电阻。
如果输入电压发生变化，通过负载的电流消耗也将发生变化。
设计改进
- 如果散热较高，请增加分流电阻器的功率。为了选择分流电阻器的瓦数，R<sub>w=我2.R可以使用，其中Rw是电阻器的瓦数，以及我是最大电流R是分流电阻器的值。
- LM358在单个封装中有两个运算放大器。除此之外，许多运算放大器IC在单个封装中有两个运算放大器。如果输入电压太低，可以根据需要使用第二运算放大器来放大输入电压。