CN104407660A - 在线式集成一体化高精密恒流源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在线式集成一体化高精密恒流源，包括工频变压器、整流和滤波电路、恒流控制电路、恒流功率电路和输出滤波电路。利用工频变压器隔离降压，利用运算放大器和三极管线性调整输出电压进而调整输出电流实现恒定，利用放大器正负供电实现短路恒流。本发明所述线性调整电路采用调整管线性放大原理控制技术，所述交流降压电路采用稳固的在线式工频变压器调整技术。本发明一种在线式集成一体化高精密恒流源具有电网适应能力强，输出稳压精度高、输出纹波电压低、输出电流大、输出功率大、可靠性高、环境适应能力强等特点。

Description

在线式集成一体化高精密恒流源
技术领域
本发明涉及一种电源电路，具体地说，涉及一种在线式集成一体化高精密恒流源电路。
背景技术
目前，公知的线性恒流电源是恒定输出电流源的一种。他利用调整管线性放大原理，通过调整晶体管的线路压降实现调整输出电压，进而实现输出电流恒定，其恒流精度和响应速度远远高于其他恒流电源。但传统的线性恒流源只能实现相对恒流，即负载接近短路时已经失去恒流控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种在线式集成一体化高精密恒流源，并支持短路恒流。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种在线式集成一体化高精密恒流源，包括工频变压器、整流和滤波电路、恒流控制电路、恒流功率电路和输出滤波电路。AC220伏交流经在线式工频变压器T1变压后输出给集成桥式整流器D1，经D1整流后经电容C1滤波输出稳定的直流电压VIN，直流电压VIN经恒流功率电路输出给输出滤波电路，恒流功率电路由恒流控制电路控制。
所述在线式集成一体化高精密恒流源，其恒流功率电路由三极管Q11、Q12，电阻R20、R11，电容C11、C12、C13和二级管D11组成，其连接关系是：直流电压VIN连接三极管Q11、Q12的集电极，三极管Q12的发射极与三极管Q11的基极相连，三极管Q11的发射极经电阻R20输出+VOUT，同时三极管Q11的发射极连接点I与恒流控制电路的连接点I相连，三极管Q12的基极连接点b与恒流控制电路的连接点b相连，输出+VOUT连接点R与恒流控制电路的连接点R相连；电容C12和C13并联在+VOUT和-VOUT之间，二级管D11正及与-VOUT相连，负极与+VOUT相连，电阻R11与电容C11并联，一端与-VOUT相连，另一端为连接点ADJ与恒流控制电路的连接点ADJ相连。
所述在线式集成一体化高精密恒流源，其恒流控制电路由整流桥、直流电源模块、运算放大器及外围电路组成，其连接关系是：变压器T2变压后输出两路低压交流分别给整流桥B1和B2，整流桥B1正端连接直流电源模块IC1的Vin端和电容C1的正极，负端连接电源模块IC1地、电容C1负端、电容C2负端、二极管D1阳极、二极管D2阴极、可调电阻R12和电阻R5一端、电容C5正极及连接点I；电源模块IC1的Vout端连接C2正极、R1和运算放大器IC3的8脚；R3一端接R2和运算放大器IC3的1路放大器同相端，另一端串接可调电阻R13后连接ADJ连接点；运算放大器IC3的1路放大器反相端连接在电阻R4和R5之间，输出端串接电阻R6后连接连接点b；整流桥B2正端连接直流电源模块IC2的Vin端和电容C3的正极，负端连接直流电源模块IC2地、电容C3和C4负端、电阻R11、运算放大器IC3的4脚、三极管Q3发射极；直流电源模块IC2的Vout端接电容C4和C5正极、三极管D2阴极和可调电阻R12一端；运算放大器IC3的2路放大器同相端连接电容C5负极、可调电阻R12的另一端以及电阻R10一端，电阻R10另一端连接在二极管D2阳极和电阻R11之间；运算放大器IC3的2路放大器反相端串接电阻R8后连接连接点R，电容C6连接在运算放大器IC3的2路放大器反相端与输出端之间，输出端串接电阻R9后连接三极管Q3基极，三极管Q3集电极与连接点b相连。
本发明在线式集成一体化高精密恒流源，输入采用工频变压器降压，直流输出采用运算放大器和调整三极管调整电压，进而实现输出电流恒定，利用放大器正负供电实现短路恒流，采用实体灌封全金属密闭结构提高环境适应能力。
本发明的工作过程是：交流220V输入先经工频变压器进行隔离降压，以满足后级调整三极管的低压差要求，经整流滤波电路转换为脉动直流，再利用运算放大器组成的稳压控制电路通过调整三极管基极电流实现调整电压输出。其中，输出采样采用电阻器串联在输出线路上，通过检测采样电阻两端的电压变化检测输出电流变化，反馈给调整电路进行输出电压调整，使负载变动时输出电压同时适应性调整，实现了输出电流的恒定。
本发明与传统的线性电源相比有如下优点：
1、    在线式工作模式，直接接入市电电网工作。
2、    恒流精度高于5‰。
3、    支持短路恒流模式。
4、    全金属密封，实体灌封，耐苛刻使用环境。
5、    供电电网兼容性强。
本发明在线式集成一体化高精密恒流源的有益效果是恒流精度高，可0V恒流输出，支持短路恒流，具有电网适应能力强，输出稳压精度高、输出纹波电压低、输出电流大、输出功率大、可靠性高、环境适应能力强等特点。
附图说明
图1为本发明电路原理框图。
图2 为本发明输入工频降压和整流滤波电路原理图。
图3为本发明恒流功率电路原理图。
图4 为本发明恒流控制电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1和2所示，本发明在线式集成一体化高精密恒流源，包括工频变压器、整流和滤波电路、恒流控制电路、恒流功率电路和输出滤波电路。AC220伏交流经在线式工频变压器T1变压后输出给集成桥式整流器D1，经D1整流后经电容C1滤波输出稳定的直流电压VIN，直流电压VIN经恒流功率电路输出给输出滤波电路，恒流功率电路由恒流控制电路控制。
如图3所示，所述在线式集成一体化高精密恒流源，其恒流功率电路由三极管Q11、Q12，电阻R20、R11，电容C11、C12、C13和二级管D11组成，其连接关系是：直流电压VIN连接三极管Q11、Q12的集电极，三极管Q12的发射极与三极管Q11的基极相连，三极管Q11的发射极经电阻R20输出+VOUT，同时三极管Q11的发射极连接点I与恒流控制电路的连接点I相连，三极管Q12的基极连接点b与恒流控制电路的连接点b相连，输出+VOUT连接点R与恒流控制电路的连接点R相连；电容C12和C13并联在+VOUT和-VOUT之间，二级管D11正及与-VOUT相连，负极与+VOUT相连，电阻R11与电容C11并联，一端与-VOUT相连，另一端为连接点ADJ与恒流控制电路的连接点ADJ相连。
如图4所示，所述在线式集成一体化高精密恒流源，其恒流控制电路由运算放大器、三极管等组成，通过输出端的分压电阻对输出电压采样，然后反馈到运算放大器1的同相端，与反相端的基准电压比较，输出信号放大后控制三极管基极电流，以调整三极管导通电阻，进而调整输出电压，实现输出电压相对稳定；通过输出线路上串联的取样电阻对输出电流进行采样，然后反馈给运算放大器2的同相端，与反相端的基准电压比较，输出信号放大后控制三极管基极电流，以调整三极管导通电阻，进而调整输出电压，实现输出电电流恒定。稳压输出经滤波电容滤波后供给负载。其连接关系是：变压器T2变压后输出两路低压交流分别给整流桥B1和B2，整流桥B1正端连接直流电源模块IC1的Vin端和电容C1的正极，负端连接电源模块IC1地、电容C1负端、电容C2负端、二极管D1阳极、二极管D2阴极、可调电阻R12和电阻R5一端、电容C5正极及连接点I；电源模块IC1的Vout端连接C2正极、R1和运算放大器IC3的8脚；R3一端接R2和运算放大器IC3的1路放大器同相端，另一端串接可调电阻R13后连接ADJ连接点；运算放大器IC3的1路放大器反相端连接在电阻R4和R5之间，输出端串接电阻R6后连接连接点b；整流桥B2正端连接直流电源模块IC2的Vin端和电容C3的正极，负端连接直流电源模块IC2地、电容C3和C4负端、电阻R11、运算放大器IC3的4脚、三极管Q3发射极；直流电源模块IC2的Vout端接电容C4和C5正极、三极管D2阴极和可调电阻R12一端；运算放大器IC3的2路放大器同相端连接电容C5负极、可调电阻R12的另一端以及电阻R10一端，电阻R10另一端连接在二极管D2阳极和电阻R11之间；运算放大器IC3的2路放大器反相端串接电阻R8后连接连接点R，电容C6连接在运算放大器IC3的2路放大器反相端与输出端之间，输出端串接电阻R9后连接三极管Q3基极，三极管Q3集电极与连接点b相连。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下得出的其他任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种在线式集成一体化高精密恒流源，包括工频变压器、整流和滤波电路、恒流控制电路、恒流功率电路和输出滤波电路；其特征在于：AC220伏交流经在线式工频变压器T1变压后输出给集成桥式整流器D1，经D1整流后经电容C1滤波输出稳定的直流电压VIN，直流电压VIN经恒流功率电路输出给输出滤波电路，恒流功率电路由恒流控制电路控制。
2.根据权利要求1所述的在线式集成一体化高精密恒流源，其特征在于：恒流功率电路由三极管Q11、Q12，电阻R20、R11，电容C11、C12、C13和二级管D11组成，其连接关系是：直流电压VIN连接三极管Q11、Q12的集电极，三极管Q12的发射极与三极管Q11的基极相连，三极管Q11的发射极经电阻R20输出+VOUT，同时三极管Q11的发射极连接点I与恒流控制电路的连接点I相连，三极管Q12的基极连接点b与恒流控制电路的连接点b相连，输出+VOUT连接点R与恒流控制电路的连接点R相连；电容C12和C13并联在+VOUT和-VOUT之间，二级管D11正及与-VOUT相连，负极与+VOUT相连，电阻R11与电容C11并联，一端与-VOUT相连，另一端为连接点ADJ与恒流控制电路的连接点ADJ相连。
3.根据权利要求1所述的在线式集成一体化高精密恒流源，其特征在于：恒流控制电路由整流桥、直流电源模块、运算放大器及外围电路组成，其连接关系是：变压器T2变压后输出两路低压交流分别给整流桥B1和B2，整流桥B1正端连接直流电源模块IC1的Vin端和电容C1的正极，负端连接电源模块IC1地、电容C1负端、电容C2负端、二极管D1阳极、二极管D2阴极、可调电阻R12和电阻R5一端、电容C5正极及连接点I；电源模块IC1的Vout端连接C2正极、R1和运算放大器IC3的8脚；R3一端接R2和运算放大器IC3的1路放大器同相端，另一端串接可调电阻R13后连接ADJ连接点；运算放大器IC3的1路放大器反相端连接在电阻R4和R5之间，输出端串接电阻R6后连接连接点b；整流桥B2正端连接直流电源模块IC2的Vin端和电容C3的正极，负端连接直流电源模块IC2地、电容C3和C4负端、电阻R11、运算放大器IC3的4脚、三极管Q3发射极；直流电源模块IC2的Vout端接电容C4和C5正极、三极管D2阴极和可调电阻R12一端；运算放大器IC3的2路放大器同相端连接电容C5负极、可调电阻R12的另一端以及电阻R10一端，电阻R10另一端连接在二极管D2阳极和电阻R11之间；运算放大器IC3的2路放大器反相端串接电阻R8后连接连接点R，电容C6连接在运算放大器IC3的2路放大器反相端与输出端之间，输出端串接电阻R9后连接三极管Q3基极，三极管Q3集电极与连接点b相连。
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