1、穩流源技術要求
本穩流源的技術參數如下:負載電阻RL=13±3Ω,要求有一定的通用性,故負載電阻要求為0-30Ω。供電220VAC變動±10%時,負載電流恒定為300mADC,穩流系數Si≤1%。
2、穩流電路的確定
采用串聯穩流電路,如圖所示。穩流電路由運算放大器與反饋電路構成,由于電流串聯負反饋具有恒流特性,也是本電路設計的基礎。穩流就是穩定某一個與負載電流成比例的電壓,如果這個電壓穩定了,與其成比例的電流也就穩定了。圖中的Rs是電流取樣電阻,其與負載串聯,如果Rs的阻值固定不變,則Rs上電壓降的大小便反映出了負載電流的大小,所以穩定電流,就是穩定Rs上的電壓,如果電壓穩定了,負載電流也就穩定了。

3、元器件的選擇
①取樣電阻Rs的確定
由于取樣電壓Us的大小反映了負載電流的大小,Rs的阻值大電壓降也大,讀數誤差會小,但以、越高,對電源的要求也高,且Rs上的耗散功率大、溫升高,不利于工作穩定,因此Us的取值一般為1-3V。Us確定后,則可根據負載電流(IL=0.3A)求出取樣電阻Rs的阻值。本例中Us取1.2V。取樣電阻Rs用錳銅線繞制。則:

②基準電壓Vb的確定
取樣電壓Us和取樣電阻Rs確定后,就可確定基準電壓Vb了。即Vb≈ILRs
基準電壓通過穩壓電源或穩壓管獲得。本例用2DW7C穩壓管,經電阻分壓、W微調來獲得穩定的基準電壓Vb。
③輸入電壓Ui的確定
當輸入電壓最低,而輸出電壓最高時,調整管兩端電壓Uce最低,如用晶體管作放大器,則工作電壓Uce必須高于該管的飽和電壓Uces。,放大器才能正常工作。從手冊知晶體管的Uces值均小于3V。這時可用下式來計算:

本例用原來的變壓器次級雙15V繞組,可滿足設計要求。
④調整管的確定
穩流電源調整管的選擇很重要,大功率晶體管產品的選擇余地很大,故本例未作詳細的計算,已知電源電壓Uimax≈20V、供電電流Icm=300mA,則最大集電極耗散功率Pcm=6W,則選擇的晶體管的參數中要滿足以下要求即可:
BVceo>Uimax;Icm>2-3Icmax;Pcm>2-3Pcmax
其中BVceo為晶體管基極開路時,集電極至發射極的反向擊穿電壓;Icmax為晶體管最大集電極電流;Pcmax為晶體管最大集電極耗散功率。
⑤關于放大器的電壓增益Avf
計算電壓增益Avf的依據是要求的穩流系數和輸出電阻。采用運放可使計算簡化。由于運放電路的理論依據是負反饋,從而可知加了反饋后放大器的閉環增益:Avf≈1/F
這大大簡化了計算過程。確定了電路后,很容易算出它的閉環增益,如果反饋電阻已確定,同時運放的差模電壓增益Avd足夠大,則對不同開環增益的運放,其閉環增益Avf都等于1/F;當滿足Avf≥1的條件時,放大器的閉環增益只與反饋電路有關,而與運放本身無關。這些特點就為選用運放提供了極大的方便。
⑥穩流電源的輔助電路設計
F0007B運放需要±15VDC供電、由于電源變壓器是利用原來的,因此把20VAC經倍壓整流穩壓后供運放使用。同時該電壓經降
壓后作為2DW7C的工作電壓,經電阻分壓后得到基準電壓,調節W就可改變
基準電壓Vb,也就改變了穩流電流值。
4、穩流電源制作及調試
整個電路裝在一塊印刷板上,利用原來的供電器外殼安裝。調試時在其輸出端接入500mADC電流表及負載。調節W使輸出電流合乎要求。使用時待預熱穩定后,調節W使工作電流符合儀器的規定值即可使用。