CN205826708U - 电流源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电参数计量技术领域，公开了一种电流源，包括：采样头、功率放大器组和驱动单元，所述采样头为二级线圈绕组结构，所述功率放大器组连接所述采样头的第一级绕组，所述驱动单元的反馈信号端连接所述采样头的第二级绕组，输出端连接所述功率放大器组，还包括：电阻阵列，电阻阵列的第一端连接所述采样头的第二级绕组和驱动单元的反馈信号端，第二端接地。本实用新型的电流源通过电阻阵列作为直流电流的扩展测量中的第二次绕组的负载电阻，并在功率放大器组和驱动单元之间进行电流控制，将消除由于负载特性使直流电流扩展测量水平难以提高的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电参数计量技术领域，特别涉及一种电流源。
背景技术
随着新能源检测等产业需求的不断增长，各行业对恒流源稳定度、电流表测量精度、检测设备测量及量值溯源的量程范围提出更高的要求。现在存在的一些线性驱动电流源，由于研发受制于采样电阻阻值、功率、负载效应和温度变化等的影响，制约了源的稳定度、测量仪表的精度、比较仪的量限及输出范围；负载电阻的负载特性成为直流电流比较仪扩展量程测量中的主要技术障碍。国内外也存在一些线性驱动电流源和电流输出较大的开关驱动的直流电流源，但它存在电磁干扰较大、稳定度不高、纹波也较大等缺点，不能满足社会经济各领域发展的需求。因此，提高稳定度，扩展测量量程，提高仪表测量准确度是这类电流源的难点。
实用新型内容
本实用新型提出一种电流源，解决了现有技术的电流源稳定度低、测量量程小及准确度低的问题。
本实用新型的电流源，包括：采样头、功率放大器组和驱动单元，所述采样头为二级线圈绕组结构，所述功率放大器组连接所述采样头的第一级绕组，所述驱动单元的反馈信号端连接所述采样头的第二级绕组，输出端连接所述功率放大器组，还包括：电阻阵列，电阻阵列的第一端连接所述采样头的第二级绕组和驱动单元的反馈信号端，第二端接地。
其中，所述功率放大器组包括：四个功率放大器，每个功率放大器与所述驱动单元的输出端之间分别串联一个第一电阻。
其中，所述每个功率放大器包括若干并联的功率管，且每个功率管的发射极分别串联一个第二电阻。
本实用新型的电流源通过电阻阵列作为直流电流的扩展测量中的第二次绕组的负载电阻，并在功率放大器组和驱动单元之间进行电流控制，将消除由于负载特性使直流电流扩展测量水平难以提高的问题，使测量范围扩展到数百乃至数千安培后，总体变换测量精度和稳定度高达10-5量级(稳定度可达0.002％/1分钟)、纹波低于0.5％。通过级联方式，将高精度测量的量程扩展到数万乃至几十万安培，满足能源、轨道交通、化工、有色冶金等领域从数百至数万安培精密测量或校验的需要。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的一种电流源(直流反馈激励和检波电路部分)结构示意图；
图2为图1中电流源中的一种电阻阵列示意图；
图3为图1中功率放大器组和驱动单元的具体连接结构图；
图4为图1中功率放大器组中每个功率放大器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实施例的电流源如图1所示，包括：采样头1、功率放大器组2和驱动单元3。其中采样头2为二级线圈绕组结构，功率放大器组2连接采样头1的第一级绕组W1，驱动单元3的反馈信号端R连接采样头1的第二级绕组W2，输出端OUT连接功率放大器组2，Iout为电流输出端。该电流源还包括：电阻阵列4，电阻阵列4的第一端连接采样头1的第二级绕组W2和驱动单元3的反馈信号端R，第二端接地。其中，电阻阵列4优选采用极低负载效应分布式采样电阻。
基于极低负载效应采样电阻的超高稳定电流源采用极低负载效应分布式采样电阻作为恒流源反馈和输出信号采样元件。提高恒流源产品的稳定度。开发系列高稳定恒流源满足不同行业领域需求。恒流源以比较仪作为反馈元件，用磁平衡代替电流的直接传输和测量，能通过电流比较仪将被测大电流高精度地按比较转变为二次小电流，提高了源的稳定性。其中的技术关键是二次电流量限与匝比的确定。由于电流比较仪的匝数比过大会带来震荡等一系列的问题，因此，匝数比不能过大。但降低匝数比，又会增大二次电流，增加二次绕组负载电阻负载效应影响。因此采用极低负载效应分布式采样电阻，并确定应用于仪表中的电阻的负载系数，实现大直流电流的高精度密测量，用于直流比较仪二次电流的测量，从而降低安匝比，实现比较仪的扩展量程。这样可用于大量程恒流电源设备的开发，并提高其稳定度等性能。
如图2所示，其中R表示被并联的每个电阻，r是连接两个电阻元件之间导线的电阻，多个环并联连接形成极低负载效应分布式采样电阻。
本实施例的电流源通过低负载效应电阻阵列作为直流电流的扩展测量中的第二次绕组的负载电阻，并在功率放大器组和驱动单元之间进行电流控制，将消除由于负载特性使直流电流扩展测量水平难以提高的问题，使测量范围扩展到数百乃至数千安培后，总体变换测量精度和稳定度能达到10-5量级(稳定度可达0.002％/1分钟)、纹波低于0.5％。通过级联方式，将高精度测量的量程扩展到数万乃至几十万安培，满足能源、轨道交通、化工、有色冶金等领域从数百至数万安培精密测量或校验的需要。
本实施例的电流源还包括反馈放大电路5、检波电路6和激磁电路7，其连接结构与现有电流源相同，如图1所示，此处不再赘述。
如图3所示，功率放大器组2包括：四个功率放大器，由于采用了一个驱动单元驱动功率放大器组2的方式，电流较大，大功率三级管并联较多，各功率放大器之间会出现四个功率放大器之间电流不平衡问题，相差超过100％，这种情况会产生纹波较大甚至自激的问题，使输出偏大的功率放大器因过热损坏。因此，每个功率放大器与驱动单元3的输出端之间分别串联一个第一电阻8，以产生电流串联负反馈，从而能够在一定程度上平衡了各个功率放大器电流。通过分析与实验，第一电阻8为4.7Ω。
进一步地，如图4所示，每个功率放大器包括若干并联的功率管，且每个功率管的发射极分别串联一个第二电阻9，以产生电流串联负反馈，进一步地平衡了各个功率放大器电流，通过分析与实验，第二电阻9为0.2Ω。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种电流源，包括：采样头、功率放大器组和驱动单元，所述采样头为二级线圈绕组结构，所述功率放大器组连接所述采样头的第一级绕组，所述驱动单元的反馈信号端连接所述采样头的第二级绕组，输出端连接所述功率放大器组，其特征在于，还包括：电阻阵列，电阻阵列的第一端连接所述采样头的第二级绕组和驱动单元的反馈信号端，第二端接地。
2.如权利要求1所述的电流源，其特征在于，所述功率放大器组包括：四个功率放大器，每个功率放大器与所述驱动单元的输出端之间分别串联一个第一电阻。
3.如权利要求2所述的电流源，其特征在于，所述每个功率放大器包括若干并联的功率管，且每个功率管的发射极分别串联一个第二电阻。
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|---|---|---|---|---|
| CN107315143A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-11-03 | 常熟理工学院 | 多量程多工位的高精度电流信号源电路 |
| CN109085529A (zh) * | 2018-10-16 | 2018-12-25 | 国家电网有限公司 | 一种可仿真脉动换流站谐波信号的综合误差检测平台 |
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| CN107315143B (zh) * | 2017-08-08 | 2023-10-31 | 常熟理工学院 | 多量程多工位的高精度电流信号源电路 |
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