Howland电流是一种由麻省理工学院的Brad Howland发明的运算放大器(OPA)电流源,它在电路设计中具有重要的应用。这个电路利用运放的特性,能够提供一个独立于负载电阻的恒定电流输出。对于不熟悉电子工程的人来说,理解这种电流源可能有些困难,但通过逐步解析其基本原理,我们可以更好地了解它的工作机制。 我们从简单的电流镜电路开始。电流镜是一种常见的电路结构,它可以复制电流,其中一个支路的电流与另一个支路的电流保持一致。在运放电流镜中,运放的反相输入(-)和同相输入(+)之间的电压相等,即v-= v+。在这种情况下,运放的输出电流iL并不依赖于负载电阻RL或输入电压vL,而是由Rf+上的电压决定。Rf+的电压必须与Rf-的电压相同,且不受地电位影响。 接下来,我们将电流镜转变为Howland电流,通过将Rf+连接到不同的电压点,如vR。在vR=0V时,电路成为一个单运放差分放大器。当vR=VOS(恒定偏置电压)时,输出电压vO会增加,但为了保持v-=v+,v+/vO必须小于1,以防止运放输出达到饱和。为了实现这一目标,Rf+被分解为Rf-Rs和Rs两个串联电阻,这样可以引入正反馈,调整输出电压以保持输入平衡。 在这个电路中,Rs上的电流iL与Rf-Rs上的电流iB分离,由一个电压增益为a的缓冲器实现。运放的输入电压vL可通过以下公式计算:vL = (iI * Rs) / (1 + a),其中iI是输入电流,a是缓冲器的增益。最终的输出电流iL与vL无关,仅与输入电压vI有关,这是因为正反馈环路会抵消vL的变化。 当负载电阻RL增大导致vL增加时,正反馈环路会放大vL的增量,通过运放的同相比例增益Av+进行补偿,使vO相应增加,从而保持iL不变。这种自举提升的行为确保了vS(Rs两端的电压)保持稳定,进而维持iS(流经Rs的电流)的恒定,即使vL变化,iL也不会受到影响。 在最简单的形式中,Howland电流源可以没有×1缓冲器,但Rf+仍需分为Rf-Rs和Rs,以满足电流源条件。此时,iL和iB共同流经Rs,但仍然可以通过电路分析技术将其分开。反馈路径的总串联电阻Rf保持不变,而Rf/Ri的比例在正反馈和负反馈路径中必须相等,以确保电压自举效应使得iL独立于vL。 Howland电流是一个巧妙的电路设计,它利用运放的特性创建了一个能够提供恒定电流的源,该电流独立于负载电压的变化。通过理解其内部的工作原理,包括反馈机制、电阻分压和电压自举,我们可以更好地应用这个电路于各种电源设计和技术应用中。
2024-08-14 18:41:46 154KB 电源设计 运放电流源 Howland
1
由于IR2110内部不能产生负电压,因此在采用零电压关断IGBT时容易产生毛刺干扰,对此研究了IGBT体寄生二极管反向恢复过程,并结合IGBT的输入阻抗米勒效应,分析出IR2110零电压关断毛刺干扰产生原因,最后对IR2110典型零电压关断电路进行改进,设计一种带负充电的IR2110关断电路。经实验验证,该电路可有效解决IR2110的零电压关断毛刺干扰问题,保证逆变器的工作稳定性。
2024-06-04 10:22:34 90KB IR2110 反向恢复 米勒效应
1
ME7660是一DC/DC电荷电压反转器专用集成电路
2024-05-27 13:14:18 90KB 电压反转
1
本文主要在事件驱动思想的基础上提出了对电荷锁相环锁定时间进行快速仿真的方法,并且用Matlab语言实现了模型。
2024-04-02 02:05:12 73KB
1
针对目前煤矿煤炭回收率低、矸石上井和地面沉降等重大技术难题,开展矸石动力混凝土置换煤柱的沿空留巷技术研究。首先对制作的矸石动力混凝土强度进行测试,实验结果表明:矸石动力混凝土1 d平均强度达到10.739 MPa;28 d强度达到27.659 MPa,完全满足沿空留巷巷旁支护要求;其次优化送矸石混凝土充填系统。现场工业性试验表明,该技术达到了成功沿空留巷的目的,实现混凝土充填、出煤2套系统互不干扰,增强了煤矿井下开采的安全性,提高了劳动生产率及煤炭回收率。
2024-03-03 11:55:42 336KB 行业研究
1
GB 37480-2019 低环境温度空气源热(冷水)机组能效限定值及能效等级 提供国家标准《GB 37480-2019 低环境温度空气源热(冷水)机组能效限定值及能效等级》电子版的,同时提供更多空气源热相关的资料的查询与下载。
2024-02-23 17:49:24 342KB GB/T标准
1
1概况对于高瓦斯矿井,抽放已被广泛地应用于煤矿抽放系统。我矿于2004年安装了两台2BE3-500/2BY4型水环式真空,其中一台备用。但在使用中往往会出现当需要启动备用时,因水垢堵塞水管而无法启动的现象,直接对生产造成影响。
2024-01-18 14:12:23 116KB 行业研究
1
介绍了煤矿井下静液压驱动车辆防爆电比例排量控制系统的总体方案及硬件系统的防爆处理措施;通过防爆电比例减压阀输出特性试验,研究控制电压与输出压力的线性函数关系;通过防爆电控回摆特性试验,研究的回摆特性以及最大扭矩与伺服压力的线性函数关系;根据某防爆发动机台架试验所得的外特性曲线,研究发动机与防爆电控的参数匹配,设置合理的目标负荷值,提出基于转速与控制电压函数关系的排量控制策略,并开发了基于PLUS+1GUIDE的电比例排量控制程序;将开发的防爆电比例排量控制系统应用到某支架搬运车上,获得了比机械-液压伺服控制更好的动力和排放性能。
2024-01-16 20:56:25 750KB 防爆电控泵 负荷设置
1
掘进机液压系统与机载锚杆钻机液压系统组成共系统,液压采用恒功率、恒压、负载敏感,控制阀采用负载敏感液压比例多路换向阀,系统的切换用先导式二位六通换向阀完成,实现2套系统的互锁。
2024-01-16 20:22:55 286KB 机载锚杆钻机 负载敏感
1
四臂锚杆钻机是短壁机械化成套开采设备的重要设备之一,可以有效提高矿井支护效率并降低人工劳动强度。该设备主要功能依靠液压系统实现,简单介绍了CMM25-4四臂锚杆钻机开式液压系统并详细论述了液压系统中开式变量的成功应用。
2024-01-16 20:19:41 228KB 锚杆钻机 开式液压系统
1