CN210119719U - 一种直流电流源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种直流电流源，包括直流稳压电路、调压电路、电压电流转换电路和MCU，直流稳压电路分别与调压电路、电压电流转换电路和MCU电性连接，MCU的输出端与调压电路的输入端电性连接，调压电路的输出端与电压电流转换电路的输入端电性连接；所述电压电流转换电路包括第一放大器、第二放大器和反馈回路，第一放大器的输出端与第二放大器的输入端电性连接，第二放大器的输出端分别与负载电阻和反馈回路的输入端电性连接，反馈回路的输出端与第一放大器的反相输入端电性连接。本实用新型通过在电压电流转换电路上配置反馈回路，使得负载电阻上流过全部输出电流，并将反馈信号返回至第一放大器的输入端，实现精确的电流输出。

Description

一种直流电流源

技术领域

本实用新型涉及配电柜设备领域，尤其涉及一种直流电流源。

背景技术

电子行业及其他领域均离不开电源。一般对电源的要求有电流大小、电流稳定性或者精度等动态参数要求，传统恒流源通过电位器调整电流输出值，电流调节不够精确，使得电源输出不稳定，需要人工不断调整才能达到所需电流，非常不方便。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种具有输出反馈功能、输出较稳定的直流电流源。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种直流电流源，包括直流稳压电路(1)、调压电路(2)、电压电流转换电路(3)和MCU，直流稳压电路(1)分别与调压电路(2)、电压电流转换电路(3)和MCU电性连接，MCU的输出端与调压电路(2)的输入端电性连接，调压电路(2)的输出端与电压电流转换电路(3)的输入端电性连接；所述电压电流转换电路(3)包括第一放大器A3、第二放大器A4和反馈回路，第一放大器A3的输出端与第二放大器A4的输入端电性连接，第二放大器A4的输出端分别与负载电阻RL和反馈回路的输入端电性连接，反馈回路的输出端与第一放大器A3的反相输入端电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述调压电路(2)的输出端与第一放大器A3的反相输入端和电阻R4的一端电性连接，第一放大器A3的同相输入端与电阻R5的一端电性连接，电阻R4的另一端和电阻R5的另一端并联后接地；第一放大器A3的输出端分别与可调电阻RP1和电阻R7的一端电性连接，可调电阻RP1的另一端与电阻R6的一端电性连接，可调电阻RP1的可调端还与第一放大器A3的输出端并联；电阻R6的另一端还与第一放大器A3反相输入端并联；电阻R7的另一端分别与电阻R8的一端、电阻R9的一端和第二放大器A4的同相输入端电性连接，电阻R8的另一端与可调电阻RP2的可调端电性连接，可调电阻RP2的一端还与+12V电源和稳压二极管D3的负极电性连接，可调电阻RP2的另一端与稳压二极管D3的正极并联后接地；第二放大器A4的反相输入端与电阻R10串联后接地；电阻R9的另一端与可调电阻RP3的一端电性连接，可调电阻RP3的另一端和可调端均与第二放大器A4的输出端并联，第二放大器A4的输出端上还与负载电阻RL串联后接地。

进一步优选的，所述反馈回路包括第三放大器A5和第四放大器A6，第二放大器A4的输出端与电阻R11的一端电性连接，电阻R11的另一端与第三放大器A5的同相输入端电性连接，第三放大器A5的反相输入端与第三放大器A5的输出端之间并联有电阻R12，第三放大器A5的输出端还与电阻R13的一端电性连接，电阻R13的另一端与第四放大器A6的反相输入端电性连接；第四放大器A6的同相输入端与电阻R14串联后接地；第四放大器A6的输出端分别与电阻R15的一端和电阻R16的一端并联，电阻R15的另一端与第四放大器A6的反相输入端并联，电阻R16的另一端与第一放大器A3的反相输入端并联。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述调压电路(2)包括D/A转换芯片LTC1595B和电压基准芯片MAX6225；电压基准芯片MAX6225的引脚2与+12V电源电性连接，引脚4接地，引脚8与电阻R1的一端电性连接，电阻R1的另一端与放大器A1的反相输入端电性连接，放大器A1的同相输入端接地，放大器A1的反相输入端与其输出端之间还并联有电阻R2；放大器A1的输出端还与D/A转换芯片LTC1595B的引脚1电性连接；D/A转换芯片LTC1595B的引脚5、引脚6和引脚7均与MCU电性连接；D/A转换芯片LTC1595B的引脚3与放大器A2的反相输入端电性连接，放大器A2的同相输入端接地，D/A转换芯片LTC1595B的引脚2与放大器A2的输出端电性连接；D/A转换芯片LTC1595B的引脚2和引脚3之间还并联有电容C14；D/A转换芯片LTC1595B的引脚8与+5V电源电性连接。

更进一步优选的，所述MCU为STM32F106单片机，MCU的引脚31、引脚32和引脚33分别与D/A转换芯片LTC1595B的引脚5、引脚6和引脚7一一对应且电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述直流稳压电路(1)包括变压器、若干电源电路，电源电路包括整流桥、三端稳压芯片和滤波电容，变压器的一次侧与220V市电电性连接；变压器的二次侧与整流桥的输入端电性连接；整流桥的输出端与三端稳压芯片的输入端和地线电性连接，三端稳压芯片的输入端与地线之间、端稳压芯片的输出端与地线之间均设置有滤波电容。

本实用新型提供的一种直流电流源，相对于现有技术，具有以下有益效果：

(1)本实用新型通过在电压电流转换电路上配置第一放大器、第二放大器和反馈回路，使得负载电阻RL上流过全部输出电流，并将反馈信号返回至第一放大器的输入端，实现更加精确的电流输出；

(2)调压电路可根据MCU的输入数字信号来输出对应的输出电压，该电压为电压电流转换电路的输入电压；

(3)直流稳压电路可为调压电路、电压电流转换电路和MCU提供稳定的工作电压和参考电压。

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为本实用新型一种直流电流源的结构图；

图2为本实用新型一种直流电流源的电压电流转换电路的接线图；

图3为本实用新型一种直流电流源的调压电路的接线图；

图4为本实用新型一种直流电流源的直流稳压电路的接线图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1结合图2所示，本实用新型提供了一种直流电流源，包括直流稳压电路1、调压电路2、电压电流转换电路3和MCU，直流稳压电路1分别与调压电路2、电压电流转换电路3和MCU电性连接，MCU的输出端与调压电路2的输入端电性连接，调压电路2的输出端与电压电流转换电路3的输入端电性连接；电压电流转换电路3包括第一放大器A3、第二放大器A4和反馈回路，第一放大器A3的输出端与第二放大器A4的输入端电性连接，第二放大器A4的输出端分别与负载电阻RL和反馈回路的输入端电性连接，反馈回路的输出端与第一放大器A3的反相输入端电性连接。MCU可输出数字信号到调压电路2中，调压电路经D/A转换后，放大并输出电压信号，由电压电流转换电路3对该电压信号进行电压电流转换，并向外输出稳定的电流。

具体的，如图2所示，调压电路2的输出端与第一放大器A3的反相输入端和电阻R4的一端电性连接，第一放大器A3的同相输入端与电阻R5的一端电性连接，电阻R4的另一端和电阻R5的另一端并联后接地；第一放大器A3的输出端分别与可调电阻RP1和电阻R7的一端电性连接，可调电阻RP1的另一端与电阻R6的一端电性连接，可调电阻RP1的可调端还与第一放大器A3的输出端并联；电阻R6的另一端还与第一放大器A3反相输入端并联；电阻R7的另一端分别与电阻R8的一端、电阻R9的一端和第二放大器A4的同相输入端电性连接，电阻R8的另一端与可调电阻RP2的可调端电性连接，可调电阻RP2的一端还与+12V电源和稳压二极管D3的负极电性连接，可调电阻RP2的另一端与稳压二极管D3的正极并联后接地；第二放大器A4的反相输入端与电阻R10串联后接地；电阻R9的另一端与可调电阻RP3的一端电性连接，可调电阻RP3的另一端和可调端均与第二放大器A4的输出端并联，第二放大器A4的输出端上还与负载电阻RL串联后接地。第一放大器A3的输出经可调电阻RP2分压后由第二放大器A4放大输出，可调电阻RP3可对调节第二放大器A4输出的反馈量。

如图2所示，反馈回路包括第三放大器A5和第四放大器A6，第二放大器A4的输出端与电阻R11的一端电性连接，电阻R11的另一端与第三放大器A5的同相输入端电性连接，第三放大器A5的反相输入端与第三放大器A5的输出端之间并联有电阻R12，第三放大器A5的输出端还与电阻R13的一端电性连接，电阻R13的另一端与第四放大器A6的反相输入端电性连接；第四放大器A6的同相输入端与电阻R14串联后接地；第四放大器A6的输出端分别与电阻R15的一端和电阻R16的一端并联，电阻R15的另一端与第四放大器A6的反相输入端并联，电阻R16的另一端与第一放大器A3的反相输入端并联。第三放大器A5构成电压跟随器，第四放大器A6为反相比例放大器，反馈回路的反馈信号反馈到第一放大器A3的反相输入端，可对电压电流转换电路3的输入电压Ui进行修正，使得电压电流转换电路3的输出更加稳定、可靠。

如图3所示，调压电路2包括D/A转换芯片LTC1595B和电压基准芯片MAX6225；电压基准芯片MAX6225的引脚2与+12V电源电性连接，引脚4接地，引脚8与电阻R1的一端电性连接，电阻R1的另一端与放大器A1的反相输入端电性连接，放大器A1的同相输入端接地，放大器A1的反相输入端与其输出端之间还并联有电阻R2；放大器A1的输出端还与D/A转换芯片LTC1595B的引脚1电性连接；D/A转换芯片LTC1595B的引脚5、引脚6和引脚7均与MCU电性连接；D/A转换芯片LTC1595B的引脚3与放大器A2的反相输入端电性连接，放大器A2的同相输入端接地，D/A转换芯片LTC1595B的引脚2与放大器A2的输出端电性连接；D/A转换芯片LTC1595B的引脚2和引脚3之间还并联有电容C14；D/A转换芯片LTC1595B的引脚8与+5V电源电性连接。

本实用新型中，MCU为STM32F106单片机，MCU的引脚31、引脚32和引脚33分别与D/A转换芯片LTC1595B的引脚5、引脚6和引脚7一一对应且电性连接。MCU具有外部通信能力和通用输入输出端口GPIO，可以与上位机进行通信并输入数据。由于MCU是常见芯片，本领域技术人员可以毫无疑义的的得到相关程序，本实用新型也不涉及程序上的改进。

如图4所示，直流稳压电路1包括变压器、若干电源电路，电源电路包括整流桥、三端稳压芯片和滤波电容，变压器的一次侧与220V市电电性连接；变压器的二次侧与整流桥的输入端电性连接；整流桥的输出端与三端稳压芯片的输入端和地线电性连接，三端稳压芯片的输入端与地线之间、端稳压芯片的输出端与地线之间均设置有滤波电容。如图所示，图中通过三端稳压芯片78L12输出+12V电源，通过三端稳压芯片79L12输出-12V电源，通过三端稳压芯片78L05输出+5V电源。+12V电源和-12V电源可以作为各放大器的参考电压，+5V电源可为各芯片提供工作电压或参考电压。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，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 (6)

1.一种直流电流源，包括直流稳压电路(1)、调压电路(2)、电压电流转换电路(3)和MCU，直流稳压电路(1)分别与调压电路(2)、电压电流转换电路(3)和MCU电性连接，MCU的输出端与调压电路(2)的输入端电性连接，调压电路(2)的输出端与电压电流转换电路(3)的输入端电性连接；其特征在于：所述电压电流转换电路(3)包括第一放大器A3、第二放大器A4和反馈回路，第一放大器A3的输出端与第二放大器A4的输入端电性连接，第二放大器A4的输出端分别与负载电阻RL和反馈回路的输入端电性连接，反馈回路的输出端与第一放大器A3的反相输入端电性连接。

2.如权利要求1所述的一种直流电流源，其特征在于：所述调压电路(2)的输出端与第一放大器A3的反相输入端和电阻R4的一端电性连接，第一放大器A3的同相输入端与电阻R5的一端电性连接，电阻R4的另一端和电阻R5的另一端并联后接地；第一放大器A3的输出端分别与可调电阻RP1和电阻R7的一端电性连接，可调电阻RP1的另一端与电阻R6的一端电性连接，可调电阻RP1的可调端还与第一放大器A3的输出端并联；电阻R6的另一端还与第一放大器A3反相输入端并联；电阻R7的另一端分别与电阻R8的一端、电阻R9的一端和第二放大器A4的同相输入端电性连接，电阻R8的另一端与可调电阻RP2的可调端电性连接，可调电阻RP2的一端还与+12V电源和稳压二极管D3的负极电性连接，可调电阻RP2的另一端与稳压二极管D3的正极并联后接地；第二放大器A4的反相输入端与电阻R10串联后接地；电阻R9的另一端与可调电阻RP3的一端电性连接，可调电阻RP3的另一端和可调端均与第二放大器A4的输出端并联，第二放大器A4的输出端上还与负载电阻RL串联后接地。

3.如权利要求2所述的一种直流电流源，其特征在于：所述反馈回路包括第三放大器A5和第四放大器A6，第二放大器A4的输出端与电阻R11的一端电性连接，电阻R11的另一端与第三放大器A5的同相输入端电性连接，第三放大器A5的反相输入端与第三放大器A5的输出端之间并联有电阻R12，第三放大器A5的输出端还与电阻R13的一端电性连接，电阻R13的另一端与第四放大器A6的反相输入端电性连接；第四放大器A6的同相输入端与电阻R14串联后接地；第四放大器A6的输出端分别与电阻R15的一端和电阻R16的一端并联，电阻R15的另一端与第四放大器A6的反相输入端并联，电阻R16的另一端与第一放大器A3的反相输入端并联。

4.如权利要求1所述的一种直流电流源，其特征在于：所述调压电路(2)包括D/A转换芯片LTC1595B和电压基准芯片MAX6225；电压基准芯片MAX6225的引脚2与+12V电源电性连接，引脚4接地，引脚8与电阻R1的一端电性连接，电阻R1的另一端与放大器A1的反相输入端电性连接，放大器A1的同相输入端接地，放大器A1的反相输入端与其输出端之间还并联有电阻R2；放大器A1的输出端还与D/A转换芯片LTC1595B的引脚1电性连接；D/A转换芯片LTC1595B的引脚5、引脚6和引脚7均与MCU电性连接；D/A转换芯片LTC1595B的引脚3与放大器A2的反相输入端电性连接，放大器A2的同相输入端接地，D/A转换芯片LTC1595B的引脚2与放大器A2的输出端电性连接；D/A转换芯片LTC1595B的引脚2和引脚3之间还并联有电容C14；D/A转换芯片LTC1595B的引脚8与+5V电源电性连接。

5.如权利要求4所述的一种直流电流源，其特征在于：所述MCU为STM32F106单片机，MCU的引脚31、引脚32和引脚33分别与D/A转换芯片LTC1595B的引脚5、引脚6和引脚7一一对应且电性连接。

6.如权利要求1所述的一种直流电流源，其特征在于：所述直流稳压电路(1)包括变压器、若干电源电路，电源电路包括整流桥、三端稳压芯片和滤波电容，变压器的一次侧与220V市电电性连接；变压器的二次侧与整流桥的输入端电性连接；整流桥的输出端与三端稳压芯片的输入端和地线电性连接，三端稳压芯片的输入端与地线之间、端稳压芯片的输出端与地线之间均设置有滤波电容。