CN216485258U - 一种可以恒定输出直流电流的电路结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种可以恒定输出直流电流的电路结构，包括依次顺序连接的第一级主输出电路模块、第二级电流反馈回路模块和第三级电流控制环路模块，第一级主输出电路模块完成直流电流输出和带载，通过直流源POWER_DC提供能量；第二级电流反馈回路模块负责监控输出电流值大小，并将电流值反馈回第一级主输出电路模块的IC1器件，形成控制参考信号；第三级电流控制环路模块保证输出电流大小满足设定值Iset要求，实时提供给第一级主输出电路模块的IC1器件控制PWM占空比的参考信号。本实用新型通过精密控制电路和反馈电路调理输出恒定的直流电流，设计和元器件参数选择更合理，相对精度更高，加强了滤波效果，截止频率低，运放偏置电流可以忽略影响。
Description
技术领域
本实用新型属于安规测试技术领域，具体涉及一种可以恒定输出直流电流的电路结构，可应用于光伏设备、新能源电动汽车领域等的专项安全检测。
背景技术
接地阻抗测试，也称为接地连续性(Ground Continuity)测试，测量在DUT(被检测设备)的机架与接地柱之间的阻抗。接地连接测试确定，即使DUT出现故障，其内部的保护电路也必须能够正常处理故障电流。接地阻抗测试仪将产生通过接地电路的最大达到30A的DC电流或AC有效值电流，从而确定接地电路的阻抗，其一般在100mΩ以下。
因此，需要提供一个恒定的直流或交流电流恒流源，让其通过被检设备接地阻抗上产生一个压降，通过测试该压降，计算得到接地保护阻抗的值。
一般条件下，为了实现一个恒定的直流电流输出，是将工频交流电流整流滤波，尽可能使输出波形平滑无纹波，但是整流桥和滤波电容体积会特别大，发热严重，效率极低。
发明内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种可以恒定输出直流电流的电路结构，可应用于光伏设备、新能源电动汽车等安规测试项目中的直流接地电阻测试仪，可以帮助生产厂家在产品出厂前提前测试产品的保护阻抗防护是否有效，确保设备处理故障电流的功能正常。本实用新型所采用的技术方案如下：
一种可以恒定输出直流电流的电路结构，包括：依次顺序连接的第一级主输出电路模块、第二级电流反馈回路模块和第三级电流控制环路模块，所述的第一级主输出电路模块完成直流电流输出和带载，通过直流源POWER_DC提供能量；所述的第二级电流反馈回路模块负责监控输出电流值大小，并将电流值反馈回第一级主输出电路模块的IC1器件，形成控制参考信号；所述的第三级电流控制环路模块保证输出电流大小满足设定值Iset要求，实时提供给第一级主输出电路模块的控制芯片IC1控制PWM占空比的参考信号。
本实用新型的有益效果：
1)本实用新型从直流电流产生、测试时长入手，通过精密控制电路和反馈电路调理输出恒定的直流电流。
2)本实用新型电路结构的设计和元器件参数选择更合理，相对精度更高。电流反馈回路、控制环路和运放器件的设计运用加强了滤波效果，截止频率低，运放偏置电流可以忽略影响。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的具体实施方式、或者现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些具体实施方式，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属于本申请保护范围之内的附图。
图1是本实用新型实施例的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，具体说明本实用新型的实施方式。
如图1所示，是本实用新型实施例的电路结构示意图。一种可以恒定输出直流电流的电路结构，包括依次顺序连接的第一级主输出电路模块、第二级电流反馈回路模块和第三级电流控制环路模块。所述的第一级主输出电路模块完成直流电流输出和带载，通过直流源POWER_DC提供能量；所述的第二级电流反馈回路模块负责监控输出电流值大小，并将电流值反馈回第一级主输出电路模块的IC1器件，形成控制参考信号；所述的第三级电流控制环路模块保证输出电流大小满足设定值Iset要求，可以实时提供给第一级主输出电路模块的控制芯片IC1器件控制PWM占空比的参考信号。
所述的第一级主输出电路模块的输入端为直流电源POWER_DC，包括电容C1、MOS管Q1、电阻R1、二极管D1、电感L1、电容C2、电阻R2、电阻Rd和控制芯片IC1，其中C1与Q1连接，Q1分别与D1和IC1连接，D1分别与C1、L1和C2连接，L1再与C2连接，C2再与R2连接，R2与Rd连接，C2与Rd连接，它们组合输出直流电流。
所述的第一级主输出电路模块，其中Q1通过受IC1输出的PWM波控制，PWM占空比越大，最后输出电流越大，流过R2产生的压降被第二级电流反馈回路模块监控，反馈给第一级主输出电路模块的IC1，IC1再去调节PWM占空比。
所述的第二级电流反馈回路模块的输入端为第一级主输出电路模块中R2两端的电势差，包括电阻R3、电容C3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C4和第一运放OP07，其中电阻R4和R5分别接R2两端，R3与C3并联后分别接电路参考地和电阻R4，R6与C4并联后分别接R5和第一运放OP07输出端，电阻R4和R5与第一运放OP07输入端连接，它们组合共同构成差分放大器。第一运放OP07输出端接第一级主输出电路模块的控制芯片IC1器件。
所述的第三级电流控制环路模块的输入端为第二级电流反馈回路模块的输出端，包括电阻R7、R8、R9和R10，电容C5和C6，第二运放OP07和二极管D2，R10、D2、C5、R9和R8串联组成一条回路，R8与第一运放OP07的输出端连接，第二运放OP07的输入端分别连接R7和R8，第二运放OP07的输出端连接在D2与C5之间，R7连接设定电流Iset，C6的一端连接在D2与C5之间，C6的另一端连接在R9与R8之间。它们组成一个比较器的功能，用来控制输出电流If与设定电流Iset保持一致。
本实用新型实施例中，第一级主输出电路模块为最后输出的直流电流提供能源通道。第二级电流反馈回路模块实时检测输出电流的大小，并将其反馈给第一级主输出电路模块的控制芯片IC1，IC1根据该值调节PWM占空比，增加或减小输出电流值，使其在设定值附近变化。第三级电流控制环路模块根据第二级电流反馈回路模块的电流输出信号If与设定电流值Iset作比较，实现零误差矫正，矫正结果也需要反馈给第一级主输出电路模块的控制芯片IC1，提供控制参考信号。
最后需要说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此。本领域技术人员应该理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种可以恒定输出直流电流的电路结构，其特征在于，包括：依次顺序连接的第一级主输出电路模块、第二级电流反馈回路模块和第三级电流控制环路模块，所述的第一级主输出电路模块完成直流电流输出和带载，通过直流源POWER_DC提供能量；所述的第二级电流反馈回路模块负责监控输出电流值大小，并将电流值反馈回第一级主输出电路模块的IC1器件，形成控制参考信号；所述的第三级电流控制环路模块保证输出电流大小满足设定值Iset要求，实时提供给第一级主输出电路模块的IC1器件控制PWM占空比的参考信号。
2.根据权利要求1所述的一种可以恒定输出直流电流的电路结构，其特征在于，所述的第一级主输出电路模块的输入端为直流电源POWER_DC，包括电容C1、MOS管Q1、电阻R1、二极管D1、电感L1、电容C2、电阻R2、电阻Rd和控制芯片IC1，其中C1与Q1连接，Q1分别与D1和IC1连接，D1分别与C1、L1和C2连接，L1再与C2连接，C2再与R2连接，R2与Rd连接，C2与Rd连接，它们组合输出直流电流。
3.根据权利要求2所述的一种可以恒定输出直流电流的电路结构，其特征在于，所述的第二级电流反馈回路模块的输入端为第一级主输出电路模块中R2两端的电势差，包括电阻R3、电容C3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C4和第一运放OP07，其中电阻R4和R5分别接R2两端，R3与C3并联后分别接电路参考地和电阻R4，R6与C4并联后分别接R5和第一运放OP07输出端，电阻R4和R5与第一运放OP07输入端连接，它们组合共同构成差分放大器；第一运放OP07输出端接第一级主输出电路模块的控制芯片IC1。
4.根据权利要求3所述的一种可以恒定输出直流电流的电路结构，其特征在于，所述的第三级电流控制环路模块的输入端为第二级电流反馈回路模块的输出端，包括电阻R7、R8、R9和R10，电容C5和C6，第二运放OP07和二极管D2；R10、D2、C5、R9和R8串联组成一条回路，R8与第一运放OP07的输出端连接，第二运放OP07的输入端分别连接R7和R8，第二运放OP07的输出端连接在D2与C5之间，R7连接设定电流Iset，C6的一端连接在D2与C5之间，C6的另一端连接在R9与R8之间，它们组成一个比较器。
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