一种“看起来很稳”，却暗藏坑点的恒流 PWM 驱动电路

最近看到有“电工猴”分享了一个恒流 PWM 驱动电路，第一眼看上去相当规整，功能也很诱人：
恒流 + PWM，一步到位。
考虑到这种方案在实际项目中很可能会被用到，这里干脆系统拆一遍，顺便把其中的坑也挖出来给大家看看。

如图 1：恒流 PWM 驱动电路整体结构：

表面上，它只是“恒流源 + PWM”

如果你之前接触过 sink 型恒流源，那对这套电路一定不会陌生。

从拓扑结构来看，它本质上仍然是一个标准的恒流源框架，只不过在原有基础上：

额外引入了PWM 控制信号

利用二极管 D1对运放输入进行“钳制干预”

也正是这个看似不起眼的改动，后面埋下了一个非常隐蔽的问题。

不同 PWM 状态下，电路是如何“切换人格”的？

先从最基础的工作状态说起。

① PWM = 低电平（0V）

此时：

D1 反向截止

运放输入不受 PWM 干扰

恒流回路完整闭合

MOS 管稳定工作在恒流区

负载电流完全由 VDAC 和 R3 决定，表现得相当“老实”。

② PWM = 高电平

一旦 PWM 拉高：

D1 迅速导通

运放反相输入端电压被强行抬高（约 3V）

该电压明显高于 VDAC

运放输出被压向低电平（接近负电源轨）

MOS 管被彻底关断

负载电流归零

仿真一跑，问题开始浮出水面

把这套电路丢进仿真环境后，可以得到一个看起来“非常标准”的结果：

PWM 作用下的恒流负载电流

电流幅值约等于 VDAC / R3 ≈ 100 mA

但如果你只看到这里就放心了，那问题也正是从这里开始的。

放大一看：电流为什么会“蹿一下”？

将负载电流波形放大后，会发现一个细节：

在 PWM 从低电平跳变到高电平的瞬间，电流出现了明显的上冲。

这个上冲时间很短，但幅值是真实存在的。

如果这是一个功率器件、激光器、红外灯或者对瞬态极其敏感的负载——
这一“蹿”，就可能不是仿真里的小瑕疵，而是实物里的大麻烦。

真正的“幕后推手”：不是 MOS，而是 C1

很多人第一反应会怀疑 MOS 管或者 PWM 边沿，但实际上：

罪魁祸首是电容 C1！

在 PWM 上升沿到来时：

运放反相输入端电压被 D1 强行拉高

但 C1 两端电压不能突变

为了维持电容电压连续性

运放输出端被迫短暂上冲

MOS 管栅极电压随之被抬高

恒流值在极短时间内被“推高”

于是，一个本不该存在的瞬态电流就这样被“制造”了出来。

从仿真中也能直接看到：
MOS 管栅极电压在 PWM 上升沿时确实存在一个异常抬升。

去掉它，世界立刻清净了

解决方法并不复杂，甚至可以说非常“粗暴”：

减小 C1 容值

或者直接移除 C1

当 C1 被去掉后，再次观察仿真结果：

PWM 负载电流的上冲现象完全消失

电流边沿干净利落

行为与预期高度一致！

总结：这不是坏电路，但一定要懂它

这套方案并不是不能用，相反，它在很多场合非常合适：

需要恒流控制精度

又希望通过PWM 实现调制或开关

DAC 用来设定电流幅值

PWM 用来控制节奏和占空比

比如：红外发射、LED 调制、功率可控的脉冲负载，但前提是：
你必须清楚每一个电容，在瞬态里都可能“多做点事”。

那么你觉得，这种恒流 + PWM 的组合，还适合用在哪些应用里？
欢迎在评论区一起拆电路！

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