原创 4~20ma的压控电流源电路

4~20ma的压控电流源电路

利用输入电压Vi(0~5v)控制输出电流Io(4~2Oma)，且当输入电压固定时，输出电流不随负载RL的变化而变化。

       输出电流的最小值4ma和最大值20ma ，可以由电阻R4、R3控制调节。

当vi = 0时，Io最小； ，通过调节 、 可控制 。

此题：

当vi = 5时，Io最大； ，通过调节 、 可控制 。

此题：

通过两个方程可以解得 下图用计算的电阻替代了两个可调电阻。V2 = 8.6V。

进行下列实验：

1）输入从0V到5V改变，负载为200欧姆，输出电流的变化情况。横轴是输入电压从0V到5V改变，纵轴是电流。

2）当输入电压为5V，输出电流变化范围为：19.2750~19.2625。（我的初始值没有很准确的调到24ma）。图中横轴为负载电阻；纵轴为电流。

3）当输入电压为0V，电压变化范围为3.7725~3.7550ma。

  由2）、3）可知电路的恒流特性还是很不错的。

附资料：

电路的功能

OP放大器A2为恒流输出电路，电流敏感电阻R11产生的电压为0.4~2.0V。A2的输入包括两部分：0.4V的置偏和输入信号，在无信号时，为了使偏置为0.4V，因R3=10R4，所以VR2的输出端电压必须为-4V。

由于A2偏压是-0.4V，所以A2输入信号必须为0~1.6V，两部分合起来相当于-0.04V~2.0V。设计时为要加大敏感电压，使OP放大器A1成为衰减器，其放大倍数为0.16。

调整

输入电压等于0V，调整VR2，使电流敏感电阻R11上有4MA电流流过，于是，OP放大器A1可不设失调调节。输入10V电压，调节VR1使A1输出为-0.16V，调节中包括了恒流输出电路的误差，应把其输出电流调到20MA。

VR3用来调节恒流特性，在负载上串联一个电流计，负载在0欧和500欧切换，把电流变化调到最小。

元件的选择

OP放大器无特殊要求，可用普通产品。4MA的齐纳二极管、可变电阻VR2和电阻R11的误差对电路精度起决定作用，应选用绝对精度高的新产品，电阻R4~R7是调整电阻，允许有一定的误差。

使用注意事项

本电路的负载往往为长电缆，如电路产生振荡，可在OP放大器A2的反馈端加0.001~0.01UF的电容，这时虽然高频响应会变差，但从其用途看，仍能满足要求。

象本电路这种恒流电路，从原理上看，不需要负载短路保护，但要注意输出端开路或来自外部的异常电压。

输出晶体管TT1的发射极上如有比+VCC高的电压，就容易损坏元件，所以基极-发射极间的二极管必不可少。如有可能，也应在集电极-发射极之间加保护二极管。D2对负电压箝们，如改用10V左右的齐纳二极管，效果会更好。

4-20mA电路.jpg

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