电流基础知识回顾以及电流源的介绍
与电池和交流墙上电源等电压源相比，电流源不太熟悉。电流源通常埋在电子电路内，看不见。了解它们是什么以及如何设计它们。
我们大多数人都了解电压源。无论您只将一个设备还是多个设备插入墙上插座，电压都保持不变。当您将两三个电池串联时，电压会增加一倍或三倍。
测量电压很容易。如果您有电压表，请将其设置为适当的比例，然后将两个探头放入墙上插座（当然要小心）或穿过电池。
然而，电流不太熟悉。甚至一些技术人员也不真正了解电流或知道如何测量它。了解当前来源甚至知道它们存在的更少。在本文中，让我们快速回顾一下电流的基础知识，然后再进入电流源。
电压与电流
深入研究，让我们看一下图1，它将电流与水流进行了比较。
图1. 水流类似于电流。
电压是泵产生的压力，电流是流量。添加电阻（限制）会降低电流（流量）。如果电路断开（管道堵塞），仍然会有电压（压力）但没有电流（流量）。
为了测量水流量，在管道中串联添加流量计。同样，为了测量电流，需要串联添加电流表，如图2所示。
图2. 电流测量要求仪表串联连接，而不是并联。
电路通常必须断开（断线或连接打开）才能添加仪表。这与电压不同，电压可以通过触摸两个测量点之间的仪表探头来测量。
顺便说一句，有夹式电流计缠绕在电线上，并通过测量电线的磁场间接测量电流。这些不需要断开电路。这些类似于使用超声波束测量水流量的外夹式流量计。
电流源与电压源
接下来，请看图3，其中比较了电压和电流源。
图3. 电压负载并联连接（a），而电流负载串联（b）。
将负载并联到电压源会增加电流，但不会改变电压，除非总电流大于电源（发电机或电池）可以提供的电流。
在图3b所示的电流源示例中，负载串联添加。如果添加额外的发光二极管（led），电阻会发生变化。如果电机被移除（用短路代替），电压会改变，但电流不会改变。除非总负载电压超过电流源可以提供的电压，否则电流将保持恒定。
电流源应用
电流源电路广泛用于工业控制系统。电流而不是电压用于长距离传输模拟测量值。电流传输具有过电压信号的优点。电流不受长接线增加电阻的影响。此外，电流信号不太容易受到电噪声或电磁干扰（emi）的影响。
工业两线制传输
在工业应用中，通常使用电流范围为 4 至 20 ma dc 的提升零点信号。提升零点信号意味着4
ma表示范围的低端（通常为零）。电流范围的高满量程端为20 ma。例如，4 到 20 ma 可能表示角度位置传感器的 0 到 250
度。图4显示了一个典型的4–20 ma工业电流通信系统。
图4. 用于传输测量信号的典型工业 4-20 ma 电流环路。
电流源的另一个优点是，在某些系统中，可以通过与电流信号相同的两根线发送功率。工业两线制变送器控制回路中的电流与测量值成正比，并从环路电流中“窃取”其工作功率。
电流源和 led 驱动器
led通常由电流源驱动。如上所述，一个、两个或几个led可以串联，电流不会改变。电流源通常是专用的led驱动器ic，而不是您可以自己设计的简单电路。通常，它们使用脉宽调制
（pwm） 来在负载和电源电压变化的情况下保持高效运行。许多可用，具有针对不同应用的不同功能。
要了解更多信息，以下是 diodes inc. 的简单 ic 的链接。还有一个来自安森美。
集成电路中的电流源
电流源也用于ic的内部电路，特别是模拟电路。电流源也称为电流镜。流行的电流镜设计包括widlar电流源，以传奇模拟设计师bob
widlar的名字命名。
如何设计电流源？
请看一下图5，它显示了一个简单的单晶体管电流源电路。
图5.单晶体管电流源。
由于npn晶体管的基极-发射极压降，发射极电压比基极电压（vb）低约0.7伏。发射极电流，即，等于ve/r。无论集电极上的电压如何，集电极电流都将是恒定的，大约等于ie。总体而言，由于通过底座的轻微电流，它将降低约百分之一。
该电路有时被称为吸电流，因为它从电源吸收或吸收电流。要将其更改为源，请将npn晶体管替换为pnp晶体管，然后将电路倒置，将负输出连接到公共输出。
如果vb是可变的，则ie和ic将按比例变化。图5还显示了两个可能的固定电压源。如果电源电压变化，使用两个电阻的电阻器会发生变化，从而导致电流发生变化。无论电源电压发生变化，齐纳电源仍将保持不变。
用于工业过程测量的精密 4-20 ma 电源
图6增加了一个运算放大器，以创建一个精密电压控制的4–20 ma电流源。
图6. 精密 4-20 ma 源。
0–1 vdc 输入可能是来自热电偶、应变片或其他传感器的放大测量信号。两个输入电阻将其转换为0.2-1.0 v，产生4
ma输出失调。运算放大器反馈使发射极输出等于0.2–1.0 v输入。50 ω电阻将其转换为4–20 ma输出电流。
如图所示，由于电阻的典型容差为+/-1%，1 v电源的变化以及发射极和集电极电流之间的微小差异，电路的精度将低于完全。
另一方面，图7显示了一个实用版本，该版本增加了增益和失调调整，并使用了5 v基准电压源。
图7. 改进的4-20 ma电路，可精确调整增益和失调。
运算放大器工作电压不超过5 v。24 v输出电源支持高达约1100 ω（20 ma时为22 v）的输出电阻，但在较低电阻下可以使用较低的电压。
运算放大器的规格并不重要。晶体管的最大功率发生在低输出电阻下：如果负载为零欧姆，则为 0.48 w（20 ma 时为 24
v）。它的额定功率应至少为1 w，以安全处理超过20 ma的电流。
其他电流源设计
还有其他几种设计电流源的方法。以下是一些示例，包括以前的“关于电路”文章详细描述的一些示例：
使用mosfet电流源（fet电流镜）的示例
使用结型晶体管电流镜的示例
使用稳压器ic制作电流源
使用运算放大器电路设计电压控制双向输出电流源的文章
除了这些文章之外，您还可以举例说明电流源 ic，即 lm134/lm234/lm334，该 ic 可从多家制造商处获得。
总结电流源
快速总结一下，与电压源相比，对电流源的理解不如广泛。电流源产生的电流不受负载变化的影响。它们广泛用于长距离发送模拟过程信号、照明 led 和内部 ic
电路。在本文中，我们回顾了基础知识并分享了几种不同的设计方法。
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然而，电流不太熟悉。甚至一些技术人员也不真正了解电流或知道如何测量它。了解当前来源甚至知道它们存在的更少。在本文中，让我们快速回顾一下电流的基础知识，然后再进入电流源。
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深入研究，让我们看一下图1，它将电流与水流进行了比较。
图1. 水流类似于电流。
电压是泵产生的压力，电流是流量。添加电阻（限制）会降低电流（流量）。如果电路断开（管道堵塞），仍然会有电压（压力）但没有电流（流量）。
为了测量水流量，在管道中串联添加流量计。同样，为了测量电流，需要串联添加电流表，如图2所示。
图2. 电流测量要求仪表串联连接，而不是并联。
电路通常必须断开（断线或连接打开）才能添加仪表。这与电压不同，电压可以通过触摸两个测量点之间的仪表探头来测量。
顺便说一句，有夹式电流计缠绕在电线上，并通过测量电线的磁场间接测量电流。这些不需要断开电路。这些类似于使用超声波束测量水流量的外夹式流量计。
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接下来，请看图3，其中比较了电压和电流源。
图3. 电压负载并联连接（a），而电流负载串联（b）。
将负载并联到电压源会增加电流，但不会改变电压，除非总电流大于电源（发电机或电池）可以提供的电流。
在图3b所示的电流源示例中，负载串联添加。如果添加额外的发光二极管（led），电阻会发生变化。如果电机被移除（用短路代替），电压会改变，但电流不会改变。除非总负载电压超过电流源可以提供的电压，否则电流将保持恒定。
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电流源电路广泛用于工业控制系统。电流而不是电压用于长距离传输模拟测量值。电流传输具有过电压信号的优点。电流不受长接线增加电阻的影响。此外，电流信号不太容易受到电噪声或电磁干扰（emi）的影响。
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在工业应用中，通常使用电流范围为 4 至 20 ma dc 的提升零点信号。提升零点信号意味着4
ma表示范围的低端（通常为零）。电流范围的高满量程端为20 ma。例如，4 到 20 ma 可能表示角度位置传感器的 0 到 250
度。图4显示了一个典型的4–20 ma工业电流通信系统。
图4. 用于传输测量信号的典型工业 4-20 ma 电流环路。
电流源的另一个优点是，在某些系统中，可以通过与电流信号相同的两根线发送功率。工业两线制变送器控制回路中的电流与测量值成正比，并从环路电流中“窃取”其工作功率。
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（pwm） 来在负载和电源电压变化的情况下保持高效运行。许多可用，具有针对不同应用的不同功能。
要了解更多信息，以下是 diodes inc. 的简单 ic 的链接。还有一个来自安森美。
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电流源也用于ic的内部电路，特别是模拟电路。电流源也称为电流镜。流行的电流镜设计包括widlar电流源，以传奇模拟设计师bob
widlar的名字命名。
如何设计电流源？
请看一下图5，它显示了一个简单的单晶体管电流源电路。
图5.单晶体管电流源。
由于npn晶体管的基极-发射极压降，发射极电压比基极电压（vb）低约0.7伏。发射极电流，即，等于ve/r。无论集电极上的电压如何，集电极电流都将是恒定的，大约等于ie。总体而言，由于通过底座的轻微电流，它将降低约百分之一。
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另一方面，图7显示了一个实用版本，该版本增加了增益和失调调整，并使用了5 v基准电压源。
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运算放大器的规格并不重要。晶体管的最大功率发生在低输出电阻下：如果负载为零欧姆，则为 0.48 w（20 ma 时为 24
v）。它的额定功率应至少为1 w，以安全处理超过20 ma的电流。
其他电流源设计
还有其他几种设计电流源的方法。以下是一些示例，包括以前的“关于电路”文章详细描述的一些示例：
使用mosfet电流源（fet电流镜）的示例
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使用稳压器ic制作电流源
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除了这些文章之外，您还可以举例说明电流源 ic，即 lm134/lm234/lm334，该 ic 可从多家制造商处获得。
总结电流源
快速总结一下，与电压源相比，对电流源的理解不如广泛。电流源产生的电流不受负载变化的影响。它们广泛用于长距离发送模拟过程信号、照明 led 和内部 ic
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