达灵顿晶体管构建的高侧电压-电流转换电路

"该电路是一个由运算放大器和达灵顿晶体管组成的电压至电流（V-I）转换器，用于实现恒流源功能。设计目标是提供一个在0V至10V输入电压范围内，能输出0A至5A电流的电路。电路通过低侧电流检测电阻反馈到运算放大器来调节电流，而输出的达灵顿对可以提供比单个离散晶体管更高的电流增益。电源电压为36V，最大功耗为0.25W。" 在电子工程中，恒流源是一种能够保持输出电流恒定，不随负载变化而变化的电路。在这个电路设计中，使用了一个运算放大器（OPA2991）和两个达灵顿晶体管（PBSS4580PA）来实现这一功能。达灵顿对是由两个晶体管串联组成，其目的是提高电流放大倍数，允许电路驱动更大的负载电流。 电路的核心是运算放大器，它工作在负反馈模式下。输入端采用分压器（由R1和R2组成），限制了加在非反相输入端的最大电压，同时也保护了电流感应电阻R5。当输入电压Vi变化时，运算放大器会调整其输出，使得通过R5的电压保持恒定，从而保持通过负载R4的电流Io不变。 R5是一个关键组件，它的值决定了电流的敏感度。较小的R5值意味着对于相同的电压变化，电流变化更大，因此提高了负载的顺应性。R4是负载电阻，其电流由输入电压决定，最大电流受T1和T2达灵顿对的电流能力限制。 C1是一个旁路电容，用于滤除高频噪声，确保运算放大器的稳定工作。Vsense是电流检测电压，它是通过R5产生的，反映了负载电流Io的大小。 设计注意事项强调了以下几点： 1. 分压器R1和R2的作用在于限制输入到运算放大器的电压，防止过载。 2. 达灵顿对的高电流增益降低了对运算放大器输出电流的需求，使得整个系统能驱动更大的电流负载。 3. 减小R4和R5的值可以增加电路的负载适应范围，但可能会增加功耗并降低电源效率。 这个电路设计提供了一种高效的电压到电流转换方法，尤其适用于需要精确控制大电流输出的应用，如LED驱动、电源管理或精密测量系统。