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基于LM 的恒流源电路调试总结

IT圈 admin 22浏览 0评论

2024年6月3日发(作者:迟濡霈)

基于LM334芯片做的1mA恒流源电路

最近因为工作需要,设计了一款基于LM334MX/NOPB的1mA恒

流源电路,根据实际效果来看,也基本能够满足设计需求,虽然网上

已经有很多关于这个设计的帖子、芯片手册上也有相关说明,但我还

是想把自己在调试过程中遇到的问题做一个整理,然后共享出来让更

多的人看到,最大限度避免有人跟我走同样的弯路,提高我们这些苦

逼硬件工程师的工作效率,如果文中内容有错误的地方也欢迎大家指

出来,我们一起进步。

最近手头接到一个项目,需要做一个位移传感器,经项目小组开

会讨论,最后决定电路设计以恒流源为基础,采集负载端接入电路不

同电阻情况时横流输入端的不同电压,以确定此时传感器的不同行程。

为了设计恒流源电路,在网上查看了很多资料,看了很多大家发

的总结,也比较了很多种恒流源电路的优劣,最后从产品精度要求、

产品成本、实际设计中电路板尺寸综合考虑,决定使用LM134系列

芯片做恒流源电路,该系列芯片datasheet在网上随处可见,很好下

载,在这里就不多做描述,直接上图:

下图1为我画的恒流源电路,图2为芯片datasheet上给的恒流

源电路。对比图1和图2,有三处区别,

区别1:开关二极管替换,没有别的考虑,只是手头只有1N4148,

查看资料后确定能够直接替换;

区别2:电阻数量,主要是为了能够调整输出电流,所以设计

两两电阻并联形式,可以根据自己手头现有器件,搭建满足要求

的电阻。(图1中右侧标注为1mA时的电阻理想值)

区别3:恒流源输出端串0Ω电阻,只是为了调试中能够方便

使用万用表测量电路是否横流而设计

图1 恒流源电路

图2 官方恒流源电路

注意三点:

1、 图1中芯片供电为12V,这个电压值可根据自己实际需求调

整,芯片本身可兼容0~40V供电电压,而根据后端恒流源

电流输入的负载阻抗可计算出芯片输出端最高电压,保证工

作电压与输出端电压最少1V以上压差,才能保证芯片输出

横流;

2、 计算公式

公式1 温飘计算公式

公式2 恒流计算公式

设计过程中,可根据电路实际所需的电流值,将两个电阻设

为未知数,列出一个二元一次方程组(注意不要使用资料中给

出的0.134V数值,该值对于精度要求较高的电路并不太适用),

接下来就是最基础的初中知识啦。

根据公式1可知,如果设计过程中电路温飘不符合要求,可

适当调整R1或是R2阻值大小。

3、 PCB设计

PCB设计中,芯片封装尽量选用LM334MX/NOPB对应的封

装,注意该系列芯片有四种不同的封装,两种直插封装很好

区分,两种贴片封装分别对应了不同的型号,其中的区别如

下图3

图3 两种贴片封装区别

建议大家选择第一种封装芯片,且在PCB绘制时将2、3、

6、7引脚通过走线连接起来,(这是IC中多次用到了V-作

参考,所以前部连接起来有助于芯片内部更精确的电压降,

同时也有利于更大的散热和有效增加通过电流),括号中内

容引自电子论坛发烧友某工程师回帖内容。

这是我第一次写经验总结,可能看着逻辑也比较混乱,漏洞也较

多,望大家海涵,多多关注,多多讨论,多多进步。

2024年6月3日发(作者:迟濡霈)

基于LM334芯片做的1mA恒流源电路

最近因为工作需要,设计了一款基于LM334MX/NOPB的1mA恒

流源电路,根据实际效果来看,也基本能够满足设计需求,虽然网上

已经有很多关于这个设计的帖子、芯片手册上也有相关说明,但我还

是想把自己在调试过程中遇到的问题做一个整理,然后共享出来让更

多的人看到,最大限度避免有人跟我走同样的弯路,提高我们这些苦

逼硬件工程师的工作效率,如果文中内容有错误的地方也欢迎大家指

出来,我们一起进步。

最近手头接到一个项目,需要做一个位移传感器,经项目小组开

会讨论,最后决定电路设计以恒流源为基础,采集负载端接入电路不

同电阻情况时横流输入端的不同电压,以确定此时传感器的不同行程。

为了设计恒流源电路,在网上查看了很多资料,看了很多大家发

的总结,也比较了很多种恒流源电路的优劣,最后从产品精度要求、

产品成本、实际设计中电路板尺寸综合考虑,决定使用LM134系列

芯片做恒流源电路,该系列芯片datasheet在网上随处可见,很好下

载,在这里就不多做描述,直接上图:

下图1为我画的恒流源电路,图2为芯片datasheet上给的恒流

源电路。对比图1和图2,有三处区别,

区别1:开关二极管替换,没有别的考虑,只是手头只有1N4148,

查看资料后确定能够直接替换;

区别2:电阻数量,主要是为了能够调整输出电流,所以设计

两两电阻并联形式,可以根据自己手头现有器件,搭建满足要求

的电阻。(图1中右侧标注为1mA时的电阻理想值)

区别3:恒流源输出端串0Ω电阻,只是为了调试中能够方便

使用万用表测量电路是否横流而设计

图1 恒流源电路

图2 官方恒流源电路

注意三点:

1、 图1中芯片供电为12V,这个电压值可根据自己实际需求调

整,芯片本身可兼容0~40V供电电压,而根据后端恒流源

电流输入的负载阻抗可计算出芯片输出端最高电压,保证工

作电压与输出端电压最少1V以上压差,才能保证芯片输出

横流;

2、 计算公式

公式1 温飘计算公式

公式2 恒流计算公式

设计过程中,可根据电路实际所需的电流值,将两个电阻设

为未知数,列出一个二元一次方程组(注意不要使用资料中给

出的0.134V数值,该值对于精度要求较高的电路并不太适用),

接下来就是最基础的初中知识啦。

根据公式1可知,如果设计过程中电路温飘不符合要求,可

适当调整R1或是R2阻值大小。

3、 PCB设计

PCB设计中,芯片封装尽量选用LM334MX/NOPB对应的封

装,注意该系列芯片有四种不同的封装,两种直插封装很好

区分,两种贴片封装分别对应了不同的型号,其中的区别如

下图3

图3 两种贴片封装区别

建议大家选择第一种封装芯片,且在PCB绘制时将2、3、

6、7引脚通过走线连接起来,(这是IC中多次用到了V-作

参考,所以前部连接起来有助于芯片内部更精确的电压降,

同时也有利于更大的散热和有效增加通过电流),括号中内

容引自电子论坛发烧友某工程师回帖内容。

这是我第一次写经验总结,可能看着逻辑也比较混乱,漏洞也较

多,望大家海涵,多多关注,多多讨论,多多进步。

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