CN108227812A - 一种高稳定高精度电流源电路 - Google Patents

一种高稳定高精度电流源电路 Download PDF

Info

Publication number
CN108227812A
CN108227812A CN201611155266.9A CN201611155266A CN108227812A CN 108227812 A CN108227812 A CN 108227812A CN 201611155266 A CN201611155266 A CN 201611155266A CN 108227812 A CN108227812 A CN 108227812A
Authority
CN
China
Prior art keywords
operational amplifier
field
effect tube
resistance
way
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611155266.9A
Other languages
English (en)
Inventor
刘炜
吕俊
王晓勇
张晓敏
於二军
惠亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Aeronautics Computing Technique Research Institute of AVIC
Original Assignee
Xian Aeronautics Computing Technique Research Institute of AVIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Aeronautics Computing Technique Research Institute of AVIC filed Critical Xian Aeronautics Computing Technique Research Institute of AVIC
Priority to CN201611155266.9A priority Critical patent/CN108227812A/zh
Publication of CN108227812A publication Critical patent/CN108227812A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/565—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor
    • G05F1/567—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for temperature compensation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本技术属于机载计算机接口领域，涉及一种高稳定高精度电流源电路，包括D/A转换器、第一运算放大器OP1、第二运算放大器OP2、第一场效应管V1、第二场效应管V2、二极管V3，二极管V3位于第二运算放大器OP2和电阻R4与电源+15V之间，使得第二运算放大器OP2在电路输出小电流时避开非线性区，第一运算放大器OP1的连接方式为正反馈，输出端连接第一场效应管V1。

Description

一种高稳定高精度电流源电路
技术领域
本技术属于机载计算机接口领域，涉及一种高稳定高精度电流源电路。
背景技术
随着国内一系列小型飞机特别是无人机设计研发的开展，飞机结构设计越来较小，为有效降低飞行器的尺寸和重量，起落架系统采用结构较为紧凑的装置实现，直接造成飞机机轮和机轮刹车片面积减少，刹车效率降低，对飞机刹车控制系统的精确和高效要求越来越高。这要求刹车系统具有更高的压力伺服阀控制精度和更快的控制速度。
机载作动器使用的压力伺服阀是通过电流驱动输出压力的，它的输出压力和输入控制电流成线性关系，为了实现输出压力的稳定和准确，要求控制电流必须准确、快速且高度稳定。一般的设计电路存在如下缺陷：
1.运算放大器具有一定的非线性区，导致输出临近0mA微小电流值时处于非线性工作而无法稳定输出预定电流；
2.三极管因集成电路工艺的原因，内部的漏电流较大，会直接降低电流输出的精度和增加电路反应时间。
特别是在振动和高低温环境因素，往往造成导致输出电流不稳甚至超差等问题，进而降低刹车系统的控制精度和效率。本发明是为了解决上述问题，提出了一种基于运算放大器、场效应管和二极管的电流源电路，有效解决了电流输出电路在小电流域不稳定、电流精度差、反应时间长等的问题，实现了稳定、高精度电流源输出，提高刹车系统的控制精度和效率。
发明内容
本发明的目的是提出了一种高稳定高精度电流源电路，解决输出小电流域不稳定、电流精度差、反应时间长等问题。
具体发明技术方案如下：
一种高稳定高精度电流源电路，包括D/A转换器、第一运算放大器OP1、第二运算放大器OP2、第一场效应管V1、第二场效应管V2、二极管V3，二极管V3位于第二运算放大器OP2和第四电阻R4与电源+15V之间，使得第二运算放大器OP2在电路输出小电流时避开非线性区，第一运算放大器OP1的连接方式为正反馈，输出端连接第一场效应管V1。
所述的一种高稳定高精度电流源电路，其特征在于，具体连接关系如下：D/A转换器的输出端与第一电阻R1、第二电阻R2串联连接到AGND，第一运算放大器OP1的负端连接第一电阻R1和第二电阻R2的连接点，第一运算放大器OP1的正端分为两路，一路通过第三电阻R3连接到AGND，一路连接到第一场效应管V1的漏极，形成正反馈连接，第一运算放大器OP1的输出端连接第一场效应管V1的栅极；第二运算放大器OP2的负端分为两路，一路连接第二电阻R2的一端，一路连接第二场效应管V2的源极，形成负反馈连接，第二运算放大器OP2的正端分为两路，一路连接第四电阻R4的一端、一路连接第一场效应管V1的源极，第二运算放大器OP2的输出端连接第二场效应管V2的栅极；第四电阻R4与第二电阻R2直接相连，+15V电源通过二极管V3连接到第四电阻R4和第二电阻R2的连接点上，第二场效应管V2的漏极的连接对外部输出的接口。
本发明的有益效果是：有效解决了电流输出电路在小电流域不稳定、电流精度差、反应时间长等的问题，实现了稳定、高精度电流源输出，提高刹车系统的控制精度和效率。
附图说明
图1为高稳定高精度电流源电路的原理图。
具体实施方式
D/A转换器的输出端与电阻R1、R2串联连接到AGND。当D/A转换器的输出电压Uin时，R1、R2之间的连接点上会产生电压U1+＝Uin*(R2/(R1+R2))。
第一运算放大器OP1的负端连接电阻R1、R2的连接点。第一运算放大器OP1的正端分为两路，一路通过电阻R3连接到AGND，一路连接到第一场效应管V1的漏极，形成正反馈连接，产生电压U1-。第一运算放大器OP1的输出端连接第一场效应管V1的栅极。由OP1、V1共同形成的负反馈电路，使得U1+＝U1-，进而I2＝U1-/R3＝U1+/R3。因第一运算放大器OP1为正反馈连接，U1-的建立时间缩短50％；第一场效应管V1漏电流很小，使得I2精度提升5％以上。
第二运算放大器OP2的负端分为两路，一路连接电阻R5的一端，一路连接第二场效应管V2的源极，形成负反馈连接，并产生电压U2-。第二运算放大器OP2的正端分为两路，一路连接电阻R4的一端、一路连接第一场效应管V1的源极，并产生电压U2+。第二运算放大器OP2的输出端连接第二场效应管V2的栅极。由OP2、V2共同形成的负反馈电路，使得U2+＝U2-，可知R4和R5上的分压是相等的，所以通过R4和R5的电流之比为R4、R5电阻值的反比，即I0:I1＝R4:R5。由于I1和I2在同一条回路上，所以I1＝I2。
R4、R5的另一端直接相连。+15V电源通过二极管V3连接到R4、R5的连接点上。二极管V3的电压降(0.7V)使得第二运算放大器OP2在电路输出小电流时正负端电压不超过14.3V,可以避开非线性区(14.5V以上)，一直稳定工作在线性区。
第二场效应管V2的漏极的连接对外部输出的接口。第二场效应管V2漏电流同样很小，所以Iout＝I0＝(R4/R5)*I2＝(R4/R5)*(U1+/R3)
即Iout＝Uin*(R4/R5)R2/R3(R1+R2)＝Uin*(R2R4/(R1+R2)R3R5)
第一、第二运算放大器选择LF147J；第一、第二场效应管选用VPO300；二极管选用1N5806；将电阻R1、R2、R3、R4、R5的电阻阻值分别使用15KΩ、5KΩ、500Ω、1KΩ和5Ω，均为B档0.1％的精度。
将各参数代入公式得：Iout＝100Uin；单位是mA。
当D/A转换器输出0V电压时，输出电流是0mA。
当D/A转换器输出10V电压时，输出电流是1000mA。
可见输出电流范围为0-1A，电路适用范围非常广泛。
本发明应用于刹车控制系统中，按本发明中所提出的电路原理设计电路，有效的提高了电流输出精度和加快了反应时间，并同时增加了电路在输出小电流域的稳定性，提升了压力伺服阀控制效率。

Claims (2)

1.一种高稳定高精度电流源电路，包括D/A转换器、第一运算放大器(OP1)、第二运算放大器(OP2)、第一场效应管(V1)、第二场效应管(V2)、二极管(V3)，其特征在于，二极管(V3)位于第二运算放大器(OP2)和第四电阻(R4)与电源+15V之间，使得第二运算放大器(OP2)在电路输出小电流时避开非线性区，第一运算放大器(OP1)的连接方式为正反馈，输出端连接第一场效应管(V1)。
2.根据权利要求1所述的一种高稳定高精度电流源电路，其特征在于，具体连接关系如下：D/A转换器的输出端与第一电阻(R1)、第二电阻(R2)串联连接到AGND，第一运算放大器(OP1)的负端连接第一电阻(R1)和第二电阻(R2)的连接点，第一运算放大器(OP1)的正端分为两路，一路通过第三电阻(R3)连接到AGND，一路连接到第一场效应管(V1)的漏极，形成正反馈连接，第一运算放大器(OP1)的输出端连接第一场效应管(V1)的栅极；第二运算放大器(OP2)的负端分为两路，一路连接第二电阻(R2)的一端，一路连接第二场效应管(V2)的源极，形成负反馈连接，第二运算放大器(OP2)的正端分为两路，一路连接第四电阻(R4)的一端、一路连接第一场效应管(V1)的源极，第二运算放大器(OP2)的输出端连接第二场效应管(V2)的栅极；第四电阻(R4)与第二电阻(R2)直接相连，+15V电源通过二极管(V3)连接到第四电阻(R4)和第二电阻(R2)的连接点上，第二场效应管(V2)的漏极的连接对外部输出的接口。
CN201611155266.9A 2016-12-14 2016-12-14 一种高稳定高精度电流源电路 Pending CN108227812A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611155266.9A CN108227812A (zh) 2016-12-14 2016-12-14 一种高稳定高精度电流源电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611155266.9A CN108227812A (zh) 2016-12-14 2016-12-14 一种高稳定高精度电流源电路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108227812A true CN108227812A (zh) 2018-06-29

Family

ID=62651143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611155266.9A Pending CN108227812A (zh) 2016-12-14 2016-12-14 一种高稳定高精度电流源电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108227812A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110687951A (zh) * 2019-10-15 2020-01-14 博能传动(苏州)有限公司 一种可快速关断的高精度压控电流源
CN111596714A (zh) * 2020-05-22 2020-08-28 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 一种可配置高精度电流源电路

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101349927A (zh) * 2008-09-05 2009-01-21 哈尔滨工业大学 一种v-i转换电路及应用这种转换电路的程控电流源
CN101557669A (zh) * 2009-03-11 2009-10-14 深圳市民展科技开发有限公司 一种高精度可控电流源
US20090302949A1 (en) * 2008-06-04 2009-12-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Bias circuit and amplifier using the same
CN203552115U (zh) * 2013-10-30 2014-04-16 中国航空工业集团公司第六三一研究所 一种程控电流源输出电路

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090302949A1 (en) * 2008-06-04 2009-12-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Bias circuit and amplifier using the same
CN101349927A (zh) * 2008-09-05 2009-01-21 哈尔滨工业大学 一种v-i转换电路及应用这种转换电路的程控电流源
CN101557669A (zh) * 2009-03-11 2009-10-14 深圳市民展科技开发有限公司 一种高精度可控电流源
CN203552115U (zh) * 2013-10-30 2014-04-16 中国航空工业集团公司第六三一研究所 一种程控电流源输出电路

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
席鹏等: "高精度线性电流源的设计与实现", 《电子世界》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110687951A (zh) * 2019-10-15 2020-01-14 博能传动(苏州)有限公司 一种可快速关断的高精度压控电流源
CN111596714A (zh) * 2020-05-22 2020-08-28 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 一种可配置高精度电流源电路

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103235624B (zh) 快速响应的低压差稳压系统和低压差稳压系统的操作方法
CN103546021B (zh) 电流反馈方法及电流反馈电路及驱动电路及开关电源
CN102981543A (zh) 超低功耗线性稳压器驱动电路
CN103323653B (zh) 一种低边采样电路
CN203552115U (zh) 一种程控电流源输出电路
CN108958345A (zh) 差分参考电压缓冲器
CN204156724U (zh) 一种正转正电源电压反馈电路
CN108227812A (zh) 一种高稳定高精度电流源电路
CN103701341A (zh) 电压跟随式深度负反馈恒流源装置
CN104780684A (zh) 直流转换led驱动电路
CN102931834B (zh) 一种模拟电路中的高压转低压电路
CN102931833B (zh) 一种模拟电路中的高压转低压电路
CN102467145A (zh) 一种采用高压耗尽nmos管结构的高压转低压电源电路
CN202817742U (zh) 一种过流保护电路
CN108445955A (zh) 高精度、低功耗电源装置的工作方法
CN201878040U (zh) 压电陶瓷驱动电源
CN103926966B (zh) 低压的带隙基准电路
CN206283249U (zh) 一种限流电路及包含该限流电路的电能表
CN202041868U (zh) 具有精密基准源的直流恒流源电路
CN201210261Y (zh) 一种高精度低压差线性稳压电路
CN204559392U (zh) 综合布线系统电流反馈的升压驱动电路
CN203423670U (zh) 一种可变增益的模拟加法器
CN107783583A (zh) 一种电荷泵输出电压温度补偿电路
CN202257347U (zh) 具有高阶温度补偿的电流源电路
CN205356747U (zh) 一种用于恒压电源的控制电路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180629