顾名思义，在电压控制电流源电路中，输入端的少量电压将成比例地控制输出负载上的电流。这种电路通常用于电子设备中，以驱动电流控制设备，例如BJT，SCR等。我们知道，在BJT中，流经晶体管基极的电流控制着多少个晶体管闭合，可以提供该基极电流通过许多类型的电路，一种方法是使用这种压控电流源电路。您还可以检查恒流电路，该电路也可用于驱动电流控制设备。
在本项目中，我们将说明如何设计使用运放的压控电流源，并构建它以演示其工作原理。这种类型的压控电流源电路也称为电流伺服。该电路非常简单，可以用最少的元件构成。
运算放大器的基础
要了解该电路的工作原理，必须了解运算放大器的工作原理。
上图是单个运算放大器。放大器可以放大信号，但是除了放大信号之外，它还可以进行数学运算。Ô对-安培或运算放大器 是模拟电子的主干，并且在许多应用中，如加法放大器，差分放大器，仪表放大器，运算放大器积分器等使用
如果我们仔细观察上图，则有两个输入和一个输出。这两个输入具有+和-符号。正输入称为同相输入，负输入称为同相输入。
放大器工作的第一个规则是使这两个输入之间的差始终为零。为了更好地理解，让我们看下面的图片-
上述放大器电路是电压跟随器电路。输出连接到负端子，使其成为1倍增益放大器。因此，输入两端提供的电压在输出端可用。
如前所述，运算放大器对两个输入进行微分。当输出跨接在输入端时，运算放大器将产生与其他输入端相同的电压。因此，如果在输入两端提供5V，则由于放大器输出连接在负端子上，因此将产生5V，这最终将证明规则5V – 5V =0。这在放大器的所有负反馈操作中都会发生。
设计压控电流源
按照相同的规则，让我们看下面的电路。
现在，负反馈不是从直接连接到负输入的运放的输出，而是从跨N沟道MOSFET连接的并联电阻得到。运放输出跨Mosfet门连接。
假设在运算放大器的正输入端提供1V输入。运算放大器将不惜一切代价将负反馈路径设为1V。输出将导通MOSFET，以在负极端子两端获得1V的电压。分流电阻的规则是根据欧姆定律产生降压，V = IR。因此，如果有1A电流流过1欧姆电阻，则会产生1V下降电压。
运算放大器将使用该压降并获得所需的1V反馈。现在，如果连接的负载需要电流控制才能运行，则可以使用此电路并将负载放置在适当的位置。
下图提供了运算放大器压控电流源的详细电路图–
施工
要构建此电路，我们需要一个运算放大器。LM358是一款非常便宜，易于找到的运算放大器，是该项目的理想选择，但是，它在一个封装中有两个运算放大器通道，但我们只需要一个。我们以前已经构建了许多基于LM358的电路，您也可以将它们检出。下图是LM358引脚图的概述。
接下来，我们需要一个N沟道MOSFET，使用此IRF540N时，其他MOSFET也可以使用，但是如果需要，请确保MOSFET封装具有连接其他散热器的选项，并且需要仔细考虑以选择合适的规格。根据需要MOSFET。IRF540N引脚排列如下图所示–
第三个要求是并联电阻。让我们坚持使用1ohms 2watt电阻器。另外两个电阻器是必需的，一个用于MOSFET的栅极电阻，而另一个是所述反馈电阻。这两个是减少加载效果所必需的。但是，这两个电阻之间的压降可以忽略不计。
现在，我们需要一个电源，它是台式电源。台式电源中有两个可用通道。其中一个通道，第一通道用于向电路供电，另一个通道是第二通道，用于提供可变电压以控制电路的源电流。由于从外部电源施加了控制电压，因此两个通道都必须处于相同的电位，因此第二个通道的接地端子跨接在第一个通道的接地端子上。
但是，可以使用任何一种电位计从可变分压器提供该控制电压。在这种情况下，单个电源就足够了。因此，制造电压控制可变电流源需要以下组件-
- 运算放大器（LM358）
- MOSFET（IRF540N）
- 分流电阻（1欧姆）
- 1K电阻
- 10k电阻
- 电源（12V）
- 供电单元
- 面包板和其他连接线
压控电流源工作
电路构建在试验板中，用于测试目的，如下图所示。电路中未连接负载，使其接近理想的0欧姆（短路），用于测试电流控制操作。
输入电压从0.1V变为0.5V，电流变化反映在另一个通道中。如下图所示，以0电流汲取的0.4V输入有效地成为了第二个通道，以9V输出汲取400mA的电流。该电路使用9V电源供电。
您也可以查看此页面底部的视频以获取详细的工作信息。它的响应取决于输入电压。例如，当输入电压为.4V时，运算放大器将在其反馈引脚中响应以具有相同的.4V电压。运算放大器的输出打开并控制MOSFET，直到分流电阻两端的电压降达到0.4V。
在这种情况下应用欧姆定律。如果流经电阻的电流为400mA（.4A），则该电阻只会产生0.4V的压降。这是因为电压=电流x电阻。因此，.4V =.4A x 1欧姆。
在这种情况下，如果我们按照示意图中的说明串联一个负载（电阻性负载），则在电源的正端与MOSFET的漏极引脚之间，运算放大器将打开MOSFET，并且通过产生与以前相同的电压降，相同的电流量将流经负载和电阻器。
因此，可以说流过负载的电流（有电流）等于流过MOSFET的电流，而流经MOSFET的电流也等于流经分流电阻的电流。以数学形式得出，
负载电流=压降/分流电阻。
如前所述，电压降将与运算放大器上的输入电压相同。因此，如果输入电压发生变化，则通过负载的电流源也会发生变化。因此，
负载电流=输入电压/分流电阻。
设计改进
- 电阻器瓦数的增加可以改善并联电阻器的散热。要选择并联电阻的功率，可以使用R w = I 2 R，其中R w是电阻功率，I是最大源电流，R是并联电阻的值。
- 与LM358一样，许多运算放大器IC在一个封装中具有两个运算放大器。如果输入电压太低，则可以根据需要使用第二个未使用的运算放大器来放大输入电压。
- 为了改善散热和效率问题，可以使用低导通电阻MOSFET和适当的散热器。