CN108762365A - 一种输出隔离的可pwm调控的恒流源电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种输出隔离的可PWM调控的恒流源电路，属于设计领域。本发明包括隔离控制电路、恒流源电路及滤波电路；其可通过PWM信号的控制而产生脉冲电流，在经过滤波后产生与PWM信号的脉冲宽度成线性关系的恒定电流，电路结构简单，实现成本低廉，便于小型化、轻量化生产。

Description

一种输出隔离的可PWM调控的恒流源电路
技术领域
本发明涉及一种恒流源电路，属于恒流源设计领域。
背景技术
在当前许多电路系统中，都会用到恒流源，但现有的恒流源技术很少有将隔离与PWM调控融为一体的，即便融为一体，成本也是比较高的。
发明内容
本发明针对现有技术存在的以上问题，提出了一种可使用常见低价元器件实现的输出隔离的可PWM调控的恒流源电路，有效的降低了恒流源的材料成本；
为了达到以上目的，本发明采用了如图1所示的技术方案，描述如下：
一种输出隔离的可PWM调控的恒流源电路，其包括：
隔离控制电路、恒流源电路和滤波电路；
所述隔离控制电路包括光耦及阻容元件，用于将输入的PWM控制信号和输出电路进行隔离，并产生一个恒定电流A1，用以维持三端稳压器的工作；
所述恒流源电路受隔离控制电路的控制，其在隔离控制电路输出A1时能同步产生一个恒定电流A2，然后与A1合并，经滤波电路后流向负载；
所述滤波电路用以对产生的脉冲直流电流进行滤波，以输出平滑的电流；
本发明的有益效果
1) 本发明所描述的输出隔离的可PWM调控的恒流源电路所用元器件价格低廉、数量不多，如此便大大节约了成本；
2) 本发明所描述的输出隔离的可PWM调控的恒流源电路，其隔离控制电路能够直接对接微处理的PWM通道，且在使用普通四端光耦的情况下也能够快速的通断，其上升沿、下降沿延时能够控制在10us内，非常利于实现程控恒流源；
3) 本发明所描述的输出隔离的可PWM调控的恒流源电路精度高、温度特性和恒流效果都很好，能够适用于绝大多数的恒流源应用场合；
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能根据这些附图获得其他的附图；
图1:为本发明所述的输出隔离的可PWM调控的恒流源电路原理图；
图2:为本发明所述的输出隔离的可PWM调控的恒流源电路抽象符号图；
具体实施方式
关于本发明创造的详细内容及技术说明，现以实施例来作进一步说明，但应了解的是，这些实施例仅为用于示例说明，而不应被解释为本发明创造实施的限制。
参考图1所示一种输出隔离的可PWM调控的恒流源电路原理图，包括光耦U1、三端并联稳压器U2、电阻R1-R3、N-JFET管Q1-Q3、N-MOSFET管Q4、电感L1-L2，电容C1-C3；
所述光耦U1的1脚和4脚相连后经所述电阻R1接外部PWM差分控制信号正端，所述光耦U1的2脚与3脚相连后接外部PWM差分控制信号负端，5脚与所述三端并联稳压器U2的阳极、N-JFET管Q1的控制极相连后经电感L1和L2的串联电路接外部负载，6脚连接到N-JFET管Q1的源极，7脚连接到所述三端并联稳压器U2的阴极、N-JFET管Q3的控制极和N-MOSFET管Q4的控制极，8脚连接到N-JFET管Q2的控制极和N-JFET管Q3的源极；所述N-JFET管Q2的漏极与N-MOSFET管的漏极相连后接外部电源正极，源极接N-JFET管Q3的漏极；所述三端并联稳压器U2的参考极接N-MOSFET管Q4的源极；所述电阻R2并联于所述三端并联稳压器U2的参考极和阳极两端；电阻R2并联于三端并联稳压器U2的阴极和阳极两端；电容C1并联于N-MOSFET管Q4的漏极和所述L1与L2的串联电路的一端；电容C3并联于N-MOSFET管Q4的漏极和所述L1与L2的串联电路的另一端；电容C2并联于N-MOSFET管Q4的漏极和所述L1与L2的串联电路的节点之间；
所述光耦U1、N-JFET管Q1-Q3、电阻R1-R2组成了隔离控制电路，要求输入的控制信号为差分信号，理所当然的，如果不用本实施例所述的连接方式，其控制信号也不必为差分信号，但须保证所搭建的隔离控制电路的通断速度在控制恒流源电路时能够满足整个电路所要输出的恒定电流的要求；
所述N-JFET管Q1-Q3的型号为2SK508，所述光耦U1采用型号为TLP281-2的普通双路光耦；
所述三端并联稳压器U2、N-MOSFET管Q4、采样电阻R3组成了恒流源电路，其由隔离控制电路控制，在隔离控制电路输出电流A1时，所述恒流源电路随之输出电流A2，在隔离控制电路输出电流为0时，所述恒流源电路输出电流也为0。
所述三端并联稳压器U2的型号为AZ432，N-MOSFET管Q4也可以用NPN型三极管或者NPN型达林顿管代替；
所述电感L1-L2，电容C1-C3组成了滤波电路；电容C1-C3为电解电容；
基于以上电路，本发明所述一种输出隔离的可PWM调控的恒流源电路可抽象为图2的电路符号，其输出端为一个开关和一个恒流源的串联电路，应用时需要将输出端串入目标电路中。
需要说明的是，本发明所述的输出隔离的可PWM调控的恒流源电路，其输出端有一定的压降，压降值与所用器件的特性有关系。
本发明的工作原理：
在隔离控制电路的控制信号电压幅度固定的情况下，输出部分是一个恒流源电路，其保证了流过三端并联稳压器的电流值A1在外界电压或者负载变化时恒定不变，而三端并联稳压器和N-MOSFET管、采样电阻组成的恒流源电路亦可保证流过采样电路的电流值A2恒定不变，因此总输出电流A1+A2可保证恒定不变；
另外，在隔离控制电路中光耦的输出端串入N-JFET管，并用N-JFET管限定光耦输出端电流的方式，不但使光耦输出的电流更加稳定，而且大大提高了光耦的通断速度，更适合PWM控制的场合；
综上所述，结合图1，当PWM信号控制光耦的导通端导通、关断端关断时，隔离控制电路对外输出恒定电流值A1，继而恒流源电路对外输出恒流值A2，当PWM信号控制光耦的导通端关断、关断端导通时，隔离控制电路和恒流源电路对外输出的电流值均为0，因此，本发明所述的输出隔离的可PWM调控的恒流源电路可在PWM信号的控制下输出脉冲恒定电流，继而经滤波电路滤波后可输出与PWM信号的脉宽成线性关系的电流。

Claims (6)

1.一种输出隔离的可PWM调控的恒流源电路，其特征在于其包括隔离控制电路、恒流源电路和滤波电路；
所述隔离控制电路包括光耦及阻容元件，用于将输入的PWM控制信号和输出电路进行隔离，并产生一个恒定电流A1作为恒流源电路的工作维持电流；
所述恒流源电路受隔离控制电路的控制，其在隔离控制电路输出A1时能同步产生一个恒定电流A2，然后与A1合并，经滤波电路后流向负载；
所述滤波电路用以对产生的脉冲直流电流进行滤波，以输出平滑的电流。
2.根据权利要求1所述的输出隔离的可PWM调控的恒流源电路，其特征在于整个电路包括光耦U1、三端并联稳压器U2、电阻R1-R3、N-JFET管Q1-Q3、N-MOSFET管Q4、电感L1-L2，电容C1-C3；
所述光耦U1的1脚和4脚相连后经所述电阻R1接外部PWM差分控制信号正端，所述光耦U1的2脚与3脚相连后接外部PWM差分控制信号负端，5脚与所述三端并联稳压器U2的阳极、N-JFET管Q1的控制极相连后经电感L1和L2的串联电路接外部负载，6脚连接到N-JFET管Q1的源极，7脚连接到所述三端并联稳压器U2的阴极、N-JFET管Q3的控制极和N-MOSFET管Q4的控制极，8脚连接到N-JFET管Q2的控制极和N-JFET管Q3的源极；所述N-JFET管Q2的漏极与N-MOSFET管的漏极相连后接外部电源正极，源极接N-JFET管Q3的漏极；所述三端并联稳压器U2的参考极接N-MOSFET管Q4的源极；所述电阻R2并联于所述三端并联稳压器U2的参考极和阳极两端；电阻R2并联于三端并联稳压器U2的阴极和阳极两端；电容C1并联于N-MOSFET管Q4的漏极和所述L1与L2的串联电路的一端；电容C3并联于N-MOSFET管Q4的漏极和所述L1与L2的串联电路的另一端；电容C2并联于N-MOSFET管Q4的漏极和所述L1与L2的串联电路的节点之间。
3.根据权利要求1和2所述的一种输出隔离的可PWM调控的恒流源电路，其特征在于所述隔离控制电路由所述光耦U1、N-JFET管Q1-Q3、电阻R1-R2组成，其中所述N-JFET管的型号为2SK508，所述光耦U1采用型号为TLP281-2的普通双路光耦。
4.根据权利要求1和2所述的一种输出隔离的可PWM调控的恒流源电路，其特征在于所述恒流源电路由三端并联稳压器U2、N-MOSFET管Q4、电阻R3组成，其中三端并联稳压器U2的型号为AZ432，N-MOSFET管也可以用NPN型三极管或者NPN型达林顿管代替。
5.根据权利要求1和2所述的一种输出隔离的可PWM调控的恒流源电路，其特征在于所述滤波电路由电感L1-L2，电容C1-C3组成；电容C1-C3为电解电容。
6.根据权利要求2所述的一种输出隔离的可PWM调控的恒流源电路，其特征在于要求输入的控制信号为差分信号，理所当然的，如果不用权利要求2所述的连接方式，其控制信号也不必为差分信号，但须保证所搭建的隔离控制电路的通断速度在控制恒流源电路时能够满足整个电路所要输出的恒定电流的要求。
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