设计目标

设计说明

可编程高侧电流源为以接地为基准的负载提供可调节电流。第一个运算放大器级根据 DAC 输出电压设置基准电流。第二个运算放大器级用作电流镜，用于获取基准电流并调节从输出 PMOS 到负载的电流。R_SET、RA 和 RB 根据 DAC 电压设置输出电流。元件 C_COMP、R_ISO 和 R_FB 可提供补偿，以确保电路的稳定性。利用该电路的常见终端设备包括 PLC 模拟输出模块、现场变送器、数字万用表、打印机、光学模块、LED 驱动器和 EPOS。

设计说明

1. 选择具有低失调电压、增益和漂移误差的 DAC。使用 RRIO 运算放大器来保持低顺从电压，并且应选择具有低失调电压的运算放大器。
2. 通过选择较大的 R_A:R_B 比率来更大程度地降低流经 R_A、Q1 和 R_SET 的电流，从而更大程度地提高效率，同时降低第一级中的发热和漂移。
3. 针对 R_SET、R_A 和 R_B 使用高精度、低漂移电阻器，以更大程度地减小电阻器不匹配和温度漂移导致的误差。
4. 更大程度地减小 R_B 的电阻，从而更大程度地增大顺从电压。
5. 由于功率耗散导致发热，因此应避免将 Q2 放置在布局中的热敏组件附近。

设计步骤

1. 通过根据 V_DAC 选择 R_SET，设置电流阱级中的基准电流。更大程度地减小基准电流，因为它直接流至接地并降低效率。将基准电流设置为 1mA 并计算 R_SET。
   
2. 根据所需的输出电流和 I_OUT/I_SET = 100mA/1mA = 100（这是所需的 R_A:R_B 比率），选择所需的增益比率。
3. 通过允许的最大电压降来计算 R_B 的最大值，以驱动流经最大负载的最大电流。
   
4. 电压 V_A 为 V_CC – I_SETxR_A，由于运算放大器反馈，该电压等于电压 V_B。选择 R_A，以实现小于 500mV 的压降，从而保持所需的顺从电压。选择了 4.7Ω 的标准电阻。
   
   
5. 根据 R_A 和在第 2 步中选择的增益计算 R_B。
   
6. 验证 Q2 的功率耗散。可以通过以下公式计算基于负载的 Q2 功率耗散：
   

   当负载电阻为零时，Q2 的功率耗散达到最大：

   

   确认 Q2 的额定功耗为该功率耗散值。

直流传输特性

小信号阶跃响应

顺从电压

高电压电源修改

该电路设计示例针对 V_CC 使用低电压电源。有些应用（如 4mA 至 20mA 电流环路）需要高电压电源来驱动大阻性负载。要修改此电流源以实现更高的电压电源，请选择高压、轨到轨输入/输出放大器（如 OPA192）。

主要文件链接

米6体育平台手机版_好二三四 (TI)，0V 至 2V、0mA 至 100mA、1% 满标度误差、高侧 V-I 转换器参考设计，TIPD102 概述

米6体育平台手机版_好二三四 (TI)，具有自适应电源管理功能、功耗低于 1W 的四通道模拟输出模块参考设计，TIPD215 概述

米6体育平台手机版_好二三四 (TI)，8 通道、16 位、200mA 电流输出 DAC 参考设计

米6体育平台手机版_好二三四 (TI)，SLAA867 的源文件，软件支持