电压和电流源的类型:增强您的设计能力

我是吃着甜甜圈长大的，喜欢每一口甜甜圈香甜可口的口感。当百吉饼来到镇上时，我很难区分它们。事实上，我一直以为百吉饼只是甜甜圈的另一种叫法直到我吃了一口。就在那时，我意识到，中间的洞是唯一的共同点。

如果你分不清甜甜圈和百吉饼也没关系。如果你在节食，我不建议你服用。但是如果你不能区分电压源和电流源，你就会很困难。更糟糕的是，一些PCB设计者认为电流源是一个神话，只存在于教科书中。

在我的PCB设计生涯中，我处理过电压源和电流源。让我们来看看在PCB设计中每种都意味着什么。

什么是电压源

电压源可以定义为向负载提供恒定电压的设备。从理论上讲，电压源是理想的，它将保持特定的电压，而不管输入的电流是多少。理想的电压源没有内阻。

在现实中，理想的电压源是不存在的。你拥有的是实际的电压源，它有内阻影响负载的电压水平。电压源可以产生变化的电压，比如交流电源，也可以像电池一样提供恒定的电压。

电池是典型的电压源

在PCB设计中，使用电压源是必须的，因为所有的集成电路都需要一定水平的电压才能工作。像开关稳压器这样的电压源是由它们的电流容量定义的，这是最大电流。该负载能够可靠地运行，不会因内阻损耗而导致输出电压显著下降或温度升高。

什么是电流源

与电压源不同，电流源很难在物理上形象化。理论上，它被定义为一种可以产生稳定电流的设备，而不管负载所需的电压是多少。理论上理想的电流源可以提供无限电压。

然而，理想的电流源不可能存在于物理世界中。一个实际的电流源有一个巨大的电阻值，但它仍然是有限的。这意味着，如果负载的电压上升到一定水平，实际的电流源无法维持所需的电流。

电流源通常涉及到晶体管。

你没有一个单独的部件，即一个特定的电流源．PCB设计中的电流源通常来自于晶体管。

例如，BJT晶体管的发射极电流是由流过基极的电流定义的。通过在基极-发射极连接处提供一个正电压，恒流将通过发射极，这是基极电流的直接函数。

PCB中电压电流源的设计

现在我们已经完成了理论，让我们来处理PCB设计中的电压和电流源。在使用这两种类型的组件进行设计时，您需要牢记一些最佳实践。

最常见的电压源是稳压器和电池。在选择电压源时，需要确保它满足负载的功率要求。对于电池，你要考虑的关键参数是它的容量。对于稳压器来说，最大额定电流对于确保稳压器可靠地提供所需电压非常重要。

如前所述，电压源的电阻不是零。稳压器，也就是电压源，有内阻。这意味着热量将从通过内阻的电压下降中消散。当设计电压调节器时，你要确保散热得到很好的照顾。

在PCB设计中，电流源的一个极好的例子是电流环驱动器。电流环驱动程序用于远距离传输模拟信号。在工业应用中，4-20 mA驱动程序通常用于将操作参数传输到集中控制器。

在设计电流源时，例如4-20 mA驱动器，重要的是要记住驱动器的电阻不是无限的。这意味着电流分成两部分，一部分通过内阻，另一部分通过负载。当内阻减小时，通过内部的电流更多，而通过负载的电流更小。

在设计电流源时，同样重要的是要记住，它将只输出受驱动器所能支持的电压限制的电流。4-20mA驱动器将不断调整其电流到指定的水平。然而，当电缆长度增加到一定的阈值时，驱动器将无法产生所需的电压来推动所需的电流通过。

无论你设计的是电压源还是电流源，散热都是一个重要的考虑因素，你需要一个先进的PCB设计软件的。PSpice软件选择吸烟会让你对设计中的热热点有一个清晰的视角。

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