CN203552115U

CN203552115U - 一种程控电流源输出电路

Info

Publication number: CN203552115U
Application number: CN201320680733.5U
Authority: CN
Inventors: 杨宁; 惠晓强; 於二军; 林清
Original assignee: AVIC No 631 Research Institute
Current assignee: AVIC No 631 Research Institute
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2023-10-30

Abstract

本实用新型一种程控电流源输出电路，包括D/A转换器、第一运算放大器单元、场效应管V1、第二运算放大器单元，第一运算放大器单元包括第一运算放大器U1、电阻R1、电阻R2、场效应管V1、电阻R3，电阻R1、电阻R2串联，电阻R1的另一端与D/A转换器的输出端连接，D/A转换器的输入端输入数字电压信号，电阻R2的另一端接地；第一运算放大器U1的同向输入端连接在电阻R1和电阻R2之间；第一运算放大器U1的输出端与场效应管V1的栅极连接，场效应管V1的漏极通过电阻R3接地。本实用新型D/A转换器的输入信号可由计算机程序控制，通过两个运算放大单元输出恒定的电流，该电流值不随负载变化。

Description

一种程控电流源输出电路

技术领域

本实用新型属于机载计算机控制接口技术领域，涉及一种程控电流源输出电路。

背景技术

机载作动器常常用到压力伺服阀，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且高度稳定，以往的设计常常使用集成电路芯片实现，由于集成电路工艺的原因，每个芯片内部的电阻误差在±20%左右，导致电路调试时每个芯片需要用电位计单独进行调节，电位计在使用中由于振动和高低温环境因素，往往造成触点偏移，导致输出电流不稳甚至超差，因此，程控输出高精度的电流源成为驱动压力伺服阀的机载计算机接口设计中的难点。

发明内容

本实用新型提供一种程控电流源输出电路，可以解决输出电流不稳的技术问题。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种程控电流源输出电路，包括D/A转换器、第一运算放大器单元、场效应管V1、第二运算放大器单元，

所述第一运算放大器单元包括第一运算放大器U1、电阻R1、电阻R2、场效应管V1、电阻R3，

所述电阻R1、电阻R2串联，所述电阻R1的另一端与D/A转换器的输出端连接，所述D/A转换器的输入端输入数字电压信号，所述电阻R2的另一端接地；

所述第一运算放大器U1的同向输入端连接在电阻R1和电阻R2之间；所述第一运算放大器U1的输出端与场效应管V1的栅极连接，所述场效应管V1的漏极通过电阻R3接地，所述第一运算放大器U1的异向输入端与场效应管V1的源极连接，

所述第二运算放大器单元包括第二运算放大器U2、电阻R4、电阻R5、场效应管V2,

所述电阻R4的1端与电源连接，所述电阻R4的2端与第二运算放大器U2的同向输入端连接，所述电阻R5的1端与R4的1端的连接，所述电阻R5的2端与第二运算放大器U2的异向输入端连接，所述第二运算放大器U2的输出端与场效应管V2的栅极连接，所述场效应管V2的源极与电阻R5的2端连接，所述场效应管V2的漏极输出电流。

上述D/A转换器选用12位AD664。

上述电阻R1、R2、R3、R4选用B档0.1%的精度。

上述第一运算放大器和第二运算放大器选用LF147。

上述场效应管V1选用IRFF130,V2选用IRFF9130。

上述第一运算放大器和第二运算放大器选用LF147。

上述场效应管V1选用IRFF130,V2选用IRFF9130。

上述第一运算放大器和第二运算放大器选用LF147。

本实用新型与现有技术相比，优点是：

1.本实用新型D/A转换器的输入信号可由计算机程序控制，通过两个运算放大单元输出恒定的电流，该电流值不随负载变化，负载可以是0Ω-250Ω中的任意阻值。

2.本实用新型可以实现高精度的输出，满量程0mA-50mA,可以连续平滑输出恒定电流，绝对误差不大于±0.1mA，相对误差不大于0.2%。

3.该电路不需要任何的电位计调整，避免了调试中的麻烦以及电位计触点漂移造成的误差，保证了输出电流的高精度和稳定。

附图说明

图1为高精度程控电流源输出电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

程控电流源输出电路的原理图如图1所示，包括D/A转换器、第一运算放大器单元、场效应管V1、第二运算放大器单元。

第一运算放大器单元包括第一运算放大器、电阻R1、电阻R2、场效应管V1、电阻R3，电阻R1、电阻R2串联，电阻R1的另一端与D/A转换器的输出端连接，D/A转换器的输入端输入数字电压信号，电阻R2的另一端接地；第一运算放大器的同向输入端连接在电阻R1和电阻R2之间；第一运算放大器的输出端与场效应管V1的栅极连接，场效应管V1的漏极通过电阻R3接地，第一运算放大器的异向输入端与场效应管V1的源极连接。

第二运算放大器单元包括第二运算放大器、电阻R4、电阻R5、场效应管V2,电阻R4的1端与电源连接，电阻R4的2端与第二运算放大器的同向输入端连接，电阻R5的1端与R4的1端的连接，电阻R5的2端与第二运算放大器的异向输入端连接，第二运算放大器的输出端与场效应管V2的栅极连接，场效应管V2的源极与电阻R5的2端连接，场效应管V2的漏极输出电流。

该电路的工作过程如下：

计算机程序输出ox000-FFF的码值，通过12位D/A转换器对应产生0V-10V的电压，然后经过两个运放与V1,V2组成的电路实现0mA-50mA的电流输出。

当D/A转换器输出Ui电压时，

U1_-=U1₊=U_i×R2/(R1+R2);

第一运算放大器与V1组成闭环反馈电路，R3电阻上流过的电流

I₃=U1_-/R3=U1₊/R3=U_i×R2/(R1+R2)R3；

I1电流也同时流过R4电阻和V1，因此，

U2₊=15V-(I₃×R4);

第二运算放大器和V2也组成了闭环反馈电路，所以

U2_-=U2₊=15V-(I₃×R4);

I₀=(15V-U2_-)/R5=(I₃×R4)/R5=U_i×R2×R4/(R1+R2)R3R5；

所以输入电压和输出电流间的关系是：

I₀=U_i×R2×R4/(R1+R2)R3R5；当电阻R1为15K、R2为5K、R3为500Ω、R4为500Ω、R5为50Ω时，

将各参数代入公式得：I₀=5U_i；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50mA。

本实用新型的器件选型：

D/A转换器选用12位AD664,为了保证精度，所有电阻选用B档0.1%的精度，运算放大器选用LF147,V1选用IRFF130,V2选用IRFF9130。

Claims

1.一种程控电流源输出电路，包括D/A转换器、第一运算放大器单元、场效应管V1、第二运算放大器单元，

2.根据权利要求1所述的程控电流源输出电路，其特征在于：所述D/A转换器选用12位AD664。

3.根据权利要求1或2所述的程控电流源输出电路，其特征在于：所述电阻R1、R2、R3、R4选用B档0.1%的精度。

4.根据权利要求1或2所述的程控电流源输出电路，其特征在于：所述第一运算放大器和第二运算放大器选用LF147。

5.根据权利要求1或2所述的程控电流源输出电路，其特征在于：所述场效应管V1选用IRFF130,V2选用IRFF9130。

6.根据权利要求3所述的程控电流源输出电路，其特征在于：所述第一运算放大器和第二运算放大器选用LF147。

7.根据权利要求3所述的程控电流源输出电路，其特征在于：所述场效应管V1选用IRFF130,V2选用IRFF9130。

8.根据权利要求7所述的程控电流源输出电路，其特征在于：所述第一运算放大器和第二运算放大器选用LF147。