使用运算放大器制作恒流源

恒流源有什么用呢?在电池充电、LED驱动上都有应用。那么如何快速制作一个恒流源呢?使用一个运算放大器就可以实现。

主要的应用原理就是应用运算放大器的基本原则：“虚短”和“虚断”。

虚短：运算放大器反相端和正相输入端电压总是相等;

虚断：运算放大器反相端和正相输入端没有电流输入;

如下图，就是一个用运算放大器制作的恒流源。电阻R1就是用来设定恒流的那个电流值。电阻R2就是对应负载的位置。运算放大器正相输入端的电压就是电流的来源。

那么大家看到下面电路图，I-的电流是多少?I1和I2的关系又是怎样?

先给大家揭晓答案，I-的电流是0mA。I1和I2的电流值是相等的。是为什么呢?大家一起来推理下。

根据运算放大器的虚短原则，V-=V+ =5V，根据运算放大器的虚断原则，I-=0mA。

再根据电路总电流和为0的原则，I1=I2+I-, I-=0, 所以I1=I2。即(V- -0)/R1 =(Vo-V-)/R2 。

就是5V/1K =(V0-5V)/500 =》V0 =7.5V。

其中设定的恒流电流值就是5V/1K =5mA。运算放大器的输出电压随负载阻抗变化变化。理论上负载阻抗越大，输出电压越大，负载阻抗越小，输出电压越小。

由此可以发现，电流不随着负载的改变而改变，电压随负载改变而改变。我们就得到了一个恒流源。

实现恒流源的方式有很多，这只是其中一种。但是通过这，大家可以了解到运算放大器的巨大作用以及广泛性。大家可能在学校里学习运算放大器的时候，非常地头晕，各种公式，各种计算。实际上，大家好好掌握了虚断和虚短的原理，在使用运算放大器的时候，就可以自己去把公式推理出来了。经常动笔推算，算出的结果和书上一样还是很有成就感的。

审核编辑：汤梓红