图1中的负恒流源一直以来都是LM337稳压器的经典应用。它通过强制OUTPUT引脚为相对于ADJ引脚的负Vadj值，来精确地维持恒定的输出电流(Iout)。因此，Iout=Vadj/Rs。
图1：经典LM337恒定负电流源，其中Iout≃Vadj/Rs=1.25/Rs。
尽管这个设计缺乏灵活性，但它已经稳定运行了半个世纪。我说它缺乏灵活性，是因为你需要通过改变电阻值(R)来编程Iout。也许很难相信，像337这样成熟(好吧，也算老旧)的器件竟然还能学到很多新花样，不过图2确实给了我们一些新的东西。这是一种具有更高灵活性的新型拓扑结构，电阻值保持恒定，用(小得多的)控制电流(Ic)来编程Iout。
图2：Rc通常>100Rs，因此Ic<Iout/100且Iout≃-(1.25–(IcRc))/Rs。
Rc>100Rs可以仅使用毫安级Ic控制Iout电流。图3展示了该方案的具体实现，即一个完整的PWM控制18V、1A接地负载负电流源。
图3：采用新型LM337拓扑的18V、1A PWM编程接地负载负电流源。采用此拓扑，精度将不受电源轨公差的影响，标有星号的电阻精度为1%或更高，Rs=1.25Ω。
PWM频率Fpwm假设为10kHz左右，如果不是，则适当调整C1和C3：
C1=0.5µF*10kHz/Fpwm，
C3=2µF*10kHz/Fpwm。
Q1产生的5Vpp PWM开关会产生一个可变电阻，该电阻由C1平均分配至R4/Df，其中Df=0至1的PWM占空比。因此，在Z1的Adj点：
Ic = 0至1.24V/R4 = 3.1 mA，
Fpwm=10kHz时，二阶PWM纹波滤波提供了6ms的8位稳定时间。
Z1伺服Q3的V1栅极驱动，使FET源极保持在1.24V的精准基准电压，然后将产生的Ic电平移位至跟踪U1的ADJ引脚。此外，R2提供的Iadj偏置补偿(1.24V/20k=62µA)也与Ic叠加。
该项将U1的典型Iadj归零，并将其最大100µA误差降低60%。同时，D1通过使Q2饱和并使Ic大到能完全关闭U1，来确保在5V电压下降时将Iout强制归零，从而保护负载。
关于1N4001菊花链：当Ic=最大值时，Iout有可能>0，从而导致负载反向偏置，某些负载可能无法承受这种情况。1N4001可以阻止这种情况，并且在+5V电源轨关闭时，还能为Iout的断电截止提供偏置。
请注意，IcRc=Vadj的精度由Rc电阻的匹配度以及Z1和U1内部基准电压源的精度保证。因此，它与+5V电源轨的容差无关，但为了获得最佳的PWM纹波抑制效果，其精度需达到±5%。Iout与PWM占空比Df=0至1呈线性关系：
Iout = -1.25 Df/Rs
如果Rs=1.25Ω，则Iout(max)=1A。
请注意，如果Iout(max)=1A且负载电压较低，U1可能需要耗散高达23W的功率。此外，Rs的额定功率应为1.252/Rs。
图4显示了为消除组件公差而进行的修改，包括U1和Z1基准以及所有电阻器的公差。
图4：为消除元件公差而进行的修改，包括U1和Z1基准电压源以及所有电阻的公差。注意，Rs=1.1Ω。
一次校准顺序是：
完成。Iout=1.1Df/Rs
(原文刊登于EDN美国版，参考链接：A negative current source with PWM input and LM337 output，由Ricardo Xie编译)
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