CN101634867B - 高精度标准直流电流源大电流装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高精度标准直流电流产品领域，其公开了一种高精度标准直流电流源大电流装置，包括标准直流功放支路、信号控制模块以及输出模块；所述标准直流功放支路、信号控制模块以及输出模块进行电连接。所述标准直流功放支路包括信号处理模块、电流放大模块以及反馈采样模块。本发明的有益效果是：本发明通过采用标准直流电流功放支路，可根据实际情况非常方便的进行扩展，可输出更大的高指标直流大电流，提高了电路的性噪比，增强了整体的抗干扰能力，拥有高信噪比的反馈信号组成数字闭环，可大大加强电路的可重复性和长期稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及高精度标准直流电流产品领域，尤其涉及一种高精度标准直流电流源大电流装置。
背景技术
随着现代化科技的发展，社会上对高精度仪器仪表的要求也越来越高，而在标准直流电流源领域中，目前市场上流行的标准直流电流源都是在30A以下，所采用的技术都是使用霍尔传感器采样或者将大电流流过采样电阻直接采样电压，通过欧姆定律I＝U/R来保证电流指标，但是霍尔传感器的敏感度太低，因此很难得到高稳定性的直流大电流输出；使用采样电阻则面临电阻发热而导致电阻本身阻值的变化，若减小采样电阻则将导致采样电压过低，抗烦扰性能差，这些问题导致现有直流电流源大电流的技术指标难以提高。
发明内容
为了解决上述现有技术中的不足，本发明提供一种高精度标准直流电流源大电流装置，解决了标准直流电流源的大电流输出问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：设计和制造高精度标准直流电流源大电流装置，包括标准直流功放支路、信号控制模块以及输出模块；所述标准直流功放支路、信号控制模块以及输出模块进行电连接。
本发明进一步改进的是：所述标准直流功放支路包括信号处理模块、电流放大模块以及反馈采样模块。
本发明进一步改进的是：所述信号控制模块设有单一标准控制信号模块或/和独立标准控制信号模块。
本发明进一步改进的是：所述标准直流功放支路为独立工作系统，所述标准直流功放支路由至少一个所述标准直流功放支路构成。
本发明进一步改进的是：所述标准直流功放支路还设有电流补偿模块；所述电流补偿模块和输出模块进行连接；所述电流补偿模块为反偏电流用于抵消漏电流；所述反偏电流和所述漏电流具有相同的变化比率。
本发明进一步改进的是：所述反馈采样模块为数字闭环反馈采样模块以便获取高保真反馈信号。
本发明进一步改进的是：所述反馈采样模块中通过软件控制的A/D模数采样获取高保真的闭环型号，并根据输出的漂移状态动态的调整信号输出。
本发明进一步改进的是：所述标准直流功放支路的电流和所述信号控制模块的标准控制信号大小保持对应；所述标准直流功放支路的电流在所述输出模块中进行合流后输出。
本发明进一步改进的是：所述电流补偿模块为单一电流补偿模块或/和独立电流补偿模块。
本发明的有益效果是：本发明通过采用标准直流电流功放支路，可根据实际情况非常方便的进行扩展，可输出更大的高指标直流大电流，提高了电路的性噪比，增强了整体的抗干扰能力，拥有高信噪比的反馈信号组成数字闭环，可大大加强电路的可重复性和长期稳定性。
附图说明
图1是本发明高精度标准直流电流源大电流装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对发明作进一步的描述。
如图1，一种高精度标准直流电流源大电流装置，包括标准直流功放支路、信号控制模块1以及输出模块3；所述标准直流功放支路、信号控制模块1以及输出模块3进行电连接。
所述标准直流功放支路包括信号处理模块21、电流放大模块22以及反馈采样模块23。
所述信号控制模块21设有单一标准控制信号模块或/和独立标准控制信号模块；可以根据实际情况，为每条标准直流功放支路配置独立的标准控制信号，也可以将整个大电流装置配置单一的标准控制信号模块。
所述标准直流功放支路为独立工作系统，所述标准直流功放支路由至少一个所述标准直流功放支路2构成，通过增加标准直流功放支路2的方式进行叠加从而实现电流的叠加，进而生成大电流输出。
所述标准直流功放支路还设有电流补偿模块24；所述电流补偿模块24和输出模块3进行连接；所述电流补偿模块24为反偏电流用于抵消漏电流；所述反偏电流和所述漏电流具有相同的变化比率。所述电流补偿模块24为单一电流补偿模块或/和独立电流补偿模块，可根据实际需求实现。
所述反馈采样模块23为数字闭环反馈采样模块以便获取高保真反馈信号。
所述反馈采样模块23中通过软件控制的A/D模数采样获取高保真的闭环型号，并根据输出的漂移状态动态的调整信号输出。
所述标准直流功放支路的电流和所述信号控制模块1的标准控制信号大小保持对应；所述标准直流功放支路的电流在所述输出模块3中进行合流后输出。
由于本装置中的各电流支路均可独立工作，彻底解决了不均流向问题；由于各个支路均为独立工作系统，因此流经每条支路的电流大小只和标准控制信号的大小有关；而由于各支路流过的电流很小，且配有特殊的采样模块，因此在内损允许的范围内可以大大提高采样值，从而提高了性噪比。由于电路元器件的生产工艺的限制和器件的参数误差，任何电路不可避免的存在漏电流，因此导致了在标准控制信号为零时不可避免的有电流输出，且该电流纹波非常大，这就影响了标准功率源的线性度和稳定度，并且不能获得我们要求的零电流输出。另外，由于器件相对于温度的变化而产生的参数漂移也不可避免的引起输出的漂移。本发明中包含有电流补偿模块，专门用于消除漏电流和温漂造成的输出电流不稳定。采用电流叠加原理，为电路本身加入一足够大的反偏电流抵消漏电流；并且该反偏电流可随温度的变化和漏电流保持相同的变化比率，保证整体电路中的电流矢量和为一恒定值。
本发明高精度标准直流电流源大电流装置设有数字闭环，由于其强抗干扰能力，所以能获得高保真反馈信号，能实时的监测输出端口，并根据端口输出的变化实时的调整标准控制信号，从而使输出始终为一恒定值，且能得到非常好的重复性(即每次要求输出同一电流时，实际测量值也相同)。通过软件控制的A/D采样获取高保真的闭环型号，根据输出的轻微漂移，软件动态的调整信号输出，即可实时的保证整体输出的长期稳定性。
综上所述，本发明的实现方法实际上是将大电流分解成多路可以保证其指标的小电流，然后再通过合流形成高指标的大电流。不仅解决了因电路内损而导致的控制偏差，也增大了系统的整体抗干扰能力，同时也可以根据实际需要很方便扩展。
本发明适用于需要高技术指标的标准直流大电流系统，同时标准直流小电流系统也同样适用。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种高精度标准直流电流源大电流装置, 其特征在于：包括多条标准直流功放支路、信号控制模块(1)以及输出模块(3)；所述标准直流功放支路、信号控制模块(1)以及输出模块(3)进行电连接，其中，所述标准直流功放支路的电流和所述信号控制模块(1)的标准控制信号大小保持对应；所述标准直流功放支路的电流在所述输出模块(3)中进行合流后输出，所述标准直流功放支路包括信号处理模块(21)、电流放大模块(22)以及反馈采样模块(23)，所述信号控制模块(1)设有单一标准控制信号模块或/和独立标准控制信号模块，所述标准直流功放支路为独立工作系统，所述标准直流功放支路还设有电流补偿模块(24)；所述电流补偿模块(24)和输出模块(3)进行连接；所述电流补偿模块(24)生成反偏电流来抵消漏电流；所述反偏电流和所述漏电流具有相同的变化比率。
2.根据权利要求１所述高精度标准直流电流源大电流装置，其特征在于：所述反馈采样模块(23)为数字闭环反馈采样模块以便获取高保真反馈信号。
3.根据权利要求２所述高精度标准直流电流源大电流装置，其特征在于：所述反馈采样模块(23)中通过软件控制的A/D模数采样获取高保真的闭环信号，并根据输出的漂移状态动态的调整信号输出。
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