【圖解】使用運算放大器和MOSFET構建電流負載-KIA MOS管

測試電源和電池需要電流負載，該電流負載能夠吸收大電流并消耗大量功率。只需使用一個(gè)運算放大器和一個(gè)功率MOSFET就可以構建一個(gè)簡(jiǎn)單而準確的電流負載，如圖1所示。

圖1這種簡(jiǎn)單的電流負載和并聯(lián)的MOSFET可用于更大的電流和功耗。

通過(guò)以下公式得出通過(guò)Q1的電流：

可以通過(guò)更改參考電壓（V REF）輕松控制它。運算放大器應具有低輸入失調電壓，并能夠通過(guò)單電源供電。

如果電路需要能夠吸收大電流或消耗數十瓦的功率，則可以使用一個(gè)運算放大器來(lái)控制多個(gè)并聯(lián)工作的MOSFET。

但是，簡(jiǎn)單地并聯(lián)MOSFET會(huì )產(chǎn)生兩個(gè)不良影響。一方面，導通閾值通常在晶體管之間（即使是同一型號）也有所不同，并且它們的閾值具有負溫度系數。

這意味著(zhù)開(kāi)始時(shí)每個(gè)晶體管中的漏極電流之間可能會(huì )有很大的差異，一旦晶體管預熱，其閾值就會(huì )降低，從而進(jìn)一步增加電流并使之更熱。

為了均衡晶體管電流，可以添加一個(gè)與每個(gè)晶體管的源極串聯(lián)的小電阻器。為使此效果有效，源電阻兩端的壓降必須與閾值相當，這使其成為很大一部分電壓。

結果是均衡電阻會(huì )耗散大功率，并且它們兩端的壓降會(huì )消耗到電路可以工作的最小電壓。

建立高電流，高功率負載的更好方法是分別控制每個(gè)MOSFET，避免由于閾值擴展而引起的電流不平衡。圖2示出了兩個(gè)并聯(lián)的這種電路塊，但如果需要，可以添加更多的電路塊。

在跳線(xiàn)J1閉合且J2斷開(kāi)的情況下，電路以恒定電流模式工作，總負載電流由下式給出：

如果檢測電阻相等（R 2 = R 5 = R S），則總負載電流為：

圖2此電流負載原理圖使用兩個(gè)獨立控制的MOSFET。

為了測量總負載電流，我們需要對每個(gè)晶體管的電流求和，在這種情況下，需要將所有感測電阻器的壓降相加。

通常，這是由一個(gè)反相加法器和一個(gè)由兩個(gè)運算放大器構成的反相器完成的。缺點(diǎn)是由于加法器輸出端的電壓反轉，它們需要雙極性電源。

本設計展示了一種使用電阻R 7和R 8以及僅一個(gè)運放的增加電壓降的更簡(jiǎn)單方法。此添加的原理在圖3中說(shuō)明。

N個(gè)電阻器中的每一個(gè)均由一個(gè)具有非常低阻抗的電壓源驅動(dòng)，這就是在感測電阻器兩端施加的電壓降得到的阻抗。

圖3該圖說(shuō)明了VOUT處的電壓求和。

如果沒(méi)有電流從VOUT端子汲取，根據基爾霍夫定律，我們可以：

對于兩個(gè)檢測電阻器，如圖2所示，U2A的同相輸入端的電壓是R 2和R 5兩端壓降之和的一半。

在通過(guò)U2A增益為2后，輸出電壓IMON是兩個(gè)檢測電阻器電壓的總和，可用于監視總負載電流。

通過(guò)并行添加更多基本模塊，并通過(guò)使用帶有模塊數量的等式3和5，我們可以對電路進(jìn)行擴展，我們可以計算總負載電流和通過(guò)U2A放大之前的電流檢測輸出。方便地，一個(gè)四運算放大器可與三個(gè)電源模塊一起使用。

最后，可以使電流負載充當恒定電阻，這在測試某些電源時(shí)非常有用。

這是通過(guò)提供一部分負載電壓V L作為參考電壓來(lái)實(shí)現的。在跳線(xiàn)J2進(jìn)入（和J1離開(kāi)）的情況下，U1A和U1B的同相輸入端的電壓由V L決定，分壓器由R 9和R 10形成，因此負載電流變?yōu)椋?/span>

從這里我們可以看到有效的負載電阻R L為：

通過(guò)調節分壓比或用電位計代替R 10，負載電阻可以從等式7計算得出的標稱(chēng)值（圖2中的值為2.55Ω）變?yōu)镽 10 = 0時(shí)的幾乎無(wú)窮大。

聯(lián)系方式：鄒先生

聯(lián)系電話(huà)：0755-83888366-8022

手機：18123972950

QQ：2880195519

聯(lián)系地址：深圳市福田區車(chē)公廟天安數碼城天吉大廈CD座5C1

請搜微信公眾號:“KIA半導體”或掃一掃下圖“關(guān)注”官方微信公眾號

請“關(guān)注”官方微信公眾號:提供  MOS管  技術(shù)幫助

免責聲明：本網(wǎng)站部分文章或圖片來(lái)源其它出處，如有侵權，請聯(lián)系刪除。