CN204695152U - 一种高精度恒流源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电源电路技术领域，尤其是一种高精度恒流源电路。它包括第一电压放大器、第二电压放大器、第三电压放大器、第四电压跟随器、第一三极管、第二三极管以及第三三极管；第二三极管以及第三三极管组成复合管，第三三极管的发射极通过高精度采样电阻连接切换开关来控制负载电阻的接通与切断。本实用新型由基准电压源、高性能运算放大器、复合管及精密电阻等元器件组成，通过负载电压反馈，在高精度采样电阻上产生恒定的压降，则与该精密采样电阻相串联的支路中就可以得到恒定的输出电流，该电路经过简单的元器件参数调整或电路并联等设计后，可满足多数应用电路的需求，并具有精度高、稳定性好的优点。

Description

一种高精度恒流源电路

技术领域

本实用新型涉及电源电路技术领域，尤其是一种高精度恒流源电路。

背景技术

恒流源是指能够向负载提供恒定电流的电源，在仪器仪表、电子通信等领域有着广泛的应用。目前市场上较成熟的恒流产品的输出虽然可达毫安培到百安培量级，但通常并不能完全满足于具体的应用电路，对输出电流大小、稳定度及精度等指标有特殊要求的恒流源电路仍有待改善。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、稳定性好、能满足具体电路要求的高精度恒流源电路。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高精度恒流源电路，它包括第一电压放大器、第二电压放大器、第三电压放大器、第四电压跟随器、第一三极管、第二三极管以及第三三极管；

所述第一电压放大器的反相输入端通过第一电阻连接有5V基准电压源、反相输入端与输出端之间连接有第二电阻、输出端通过第三电阻连接所述第二电压放大器的反相输入端、同相输入端接地；

所述第二电压放大器的反相输入端通过第四电阻连接所述第三电压放大器的输出端、同相输入端接地、输出端通过第九电阻连接第一三极管的基极；

所述第三电压放大器的反相输入端分两支路，一支路通过第六电阻连接所述第三电压放大器的输出端，另一支路通过第八电阻连接所述第四电压跟随器的输出端，所述第三电压放大器的同相输入端分两支路，一支路通过第五电阻接地，另一支路通过第七电阻连接所述第三三极管的发射极；

所述第四电压跟随器通过第十三电阻连接有负载电阻；

所述第一三极管的发射极依次通过第十二电阻与第十一电阻连接+12V电压、集电极连接-12V电压；

所述第二三极管的基极通过第一电容连接所述第二电压放大器的反相输入端并通过第十电阻连接所述第三三极管的基极和第二二极管的发射极、集电极连接在所述第十一电阻与第十二电阻之间；

所述第三三极管的集电极连接+5V电压、发射极分别通过第一采样电阻、第二采样电阻、第三采样电阻、第四采样电阻、第五采样电阻、第六采样电阻、第七采样电阻连接有相对应的切换开关；

所述切换开关控制所述负载电阻的通断。

优选地，所述第一电压放大器、第二电压放大器、第三电压放大器、第四电压跟随器均为OP177型运算放大器。

优选地，所述第一采样电阻、第二采样电阻、第三采样电阻、第四采样电阻、第五采样电阻、第六采样电阻均为RX71型线绕电阻，所述第七采样电阻为RX24型线绕电阻。

由于采用了上述方案，本实用新型由基准电压源、高性能运算放大器、复合管及精密电阻等元器件组成，通过负载电压反馈，在高精度采样电阻上产生恒定的压降，则与该精密采样电阻相串联的支路中就可以得到恒定的输出电流，该电路经过简单的元器件参数调整或电路并联等设计后，可满足多数应用电路的需求，并具有精度高、稳定性好的优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可

以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，本实施例的一种高精度恒流源电路，它包括第一电压放大器A1、第二电压放大器A2、第三电压放大器A3、第四电压跟随器A4、第一三极管Q1、第二三极管Q2以及第三三极管Q3；

第一电压放大器A1的反相输入端通过第一电阻R1连接有5V基准电压源Vref、反相输入端与输出端之间连接有第二电阻R2、输出端通过第三电阻R3连接第二电压放大器A2的反相输入端、同相输入端接地；

第二电压放大器A2的反相输入端通过第四电阻R4连接第三电压放大器A3的输出端、同相输入端接地、输出端通过第九电阻R9连接第一三极管Q1的基极；

第三电压放大器A3的反相输入端分两支路，一支路通过第六电阻R6连接第三电压放大器A3的输出端，另一支路通过第八电阻R8连接第四电压跟随器A4的输出端，第三电压放大器A3的同相输入端分两支路，一支路通过第五电阻R5接地，另一支路通过第七电阻R7连接第三三极管Q3的发射极；

第四电压跟随器A4通过第十三电阻R13连接有负载电阻Rx；

第一三极管Q1的发射极依次通过第十二电阻R12与第十一电阻R11连接+12V电压、集电极连接-12V电压；

第二三极管Q2的基极通过第一电容C1连接第二电压放大器A2的反相输入端并通过第十电阻R10连接第三三极管Q3的基极和第二二极管Q2的发射极、集电极连接在第十一电阻R11与第十二电阻R12之间；

第三三极管Q3的集电极连接+5V电压、发射极分别通过第一采样电阻RN1、第二采样电阻RN2、第三采样电阻RN3、第四采样电阻RN4、第五采样电阻RN5、第六采样电阻RN6、第七采样电阻RN7连接有相对应的切换开关S1～S7；切换开关S1～S7控制负载电阻Rx的通断。

其中，基准电压源Vref为5V，第二三极管Q2与第三三极管Q3组成复合管，以便输出较大的电流，切换开关S1～S7为输出电流切换开关。实际运用中，为保证精度，元器件的选择使用很重要。第一电压放大器A1、第二电压放大器A2、第三电压放大器A3、第四电压跟随器A4均为OP177型运算放大器；第一采样电阻RN1、第二采样电阻RN2、第三采样电阻RN3、第四采样电阻RN4、第五采样电阻RN5、第六采样电阻RN6均为RX71型精密线绕电阻，第七采样电阻RN7为RX24型功率线绕猛铜电阻。第一采样电阻RN1、第二采样电阻RN2、第三采样电阻RN3、第四采样电阻RN4、第五采样电阻RN5、第六采样电阻RN6、第七采样电阻RN7的阻值分别为1MΩ、100MΩ、10KQ、1KΩ、100Ω、10Ω、1Ω，切换开关S1～S7分别接通时，即可输出1μA～1A的恒定电流。

本实施例的具体工程过程如下：设切换开关S1～S7中某一路接通，当负载电阻Rx变大时，其上瞬间压降Vx随之增大，则第三电压放大器A3的同相输入端与反相输入端之间的压差减小，输出电压V2小于基准电压Vref，此时，第二电压放大器A2的反相输入端产生微小的负电压，第二电压放大器A2将其同相输入端与反相输入端之间的压差进行线性放大，输出的正电压使得第三三极管Q3的发射极电压增大，从而维持精密采样电阻上的压降保持不变。当负载电阻Rx减小时，工作过程与上述相似。

另外，第一三极管Q1应加装散热片，以保证工作过程中其上热量的迅速散发，从而保证输出电流的稳定。切换开关S1～S7可由微控制 器控制的模拟电子开关代替，结合多路转换器即可实现输出电流的自动切换。

本实施例通过负载电压反馈，在高精度采样电阻上产生恒定的压降，则与该精密采样电阻相串联的支路中就可以得到恒定的输出电流，电路经过简单的元器件参数调整或电路并联等设计后，可满足多数应用电路的需求，并具有良好的稳定性和较高的精度。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种高精度恒流源电路，其特征在于：它包括第一电压放大器、第二电压放大器、第三电压放大器、第四电压跟随器、第一三极管、第二三极管以及第三三极管；

所述第一电压放大器的反相输入端通过第一电阻连接有5V基准电压源、反相输入端与输出端之间连接有第二电阻、输出端通过第三电阻连接所述第二电压放大器的反相输入端、同相输入端接地；

所述第二电压放大器的反相输入端通过第四电阻连接所述第三电压放大器的输出端、同相输入端接地、输出端通过第九电阻连接第一三极管的基极；

所述第三电压放大器的反相输入端分两支路，一支路通过第六电阻连接所述第三电压放大器的输出端，另一支路通过第八电阻连接所述第四电压跟随器的输出端，所述第三电压放大器的同相输入端分两支路，一支路通过第五电阻接地，另一支路通过第七电阻连接所述第三三极管的发射极；

所述第四电压跟随器通过第十三电阻连接有负载电阻；

所述第一三极管的发射极依次通过第十二电阻与第十一电阻连接+12V电压、集电极连接-12V电压；

所述第二三极管的基极通过第一电容连接所述第二电压放大器的反相输入端并通过第十电阻连接所述第三三极管的基极和第二二极管的发射极、集电极连接在所述第十一电阻与第十二电阻之间；

所述第三三极管的集电极连接+5V电压、发射极分别通过第一采样电阻、第二采样电阻、第三采样电阻、第四采样电阻、第五采样电阻、第六采样电阻、第七采样电阻连接有相对应的切换开关；

所述切换开关控制所述负载电阻的通断。

2.如权利要求1所述的一种高精度恒流源电路，其特征在于：所述第一电压放大器、第二电压放大器、第三电压放大器、第四电压跟随器均为0P177型运算放大器。

3.如权利要求1所述的一种高精度恒流源电路，其特征在于：所述第一采样电阻、第二采样电阻、第三采样电阻、第四采样电阻、第五采样电阻、第六采样电阻均为RX71型线绕电阻，所述第七采样电阻为RX24型线绕电阻。