一種帶開路保護的高精度恒流源的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種帶開路保護的高精度恒流源，由基準電壓源、運算放大器、輸出復合管和開路保護電路組成，基準電壓源的輸出依次經運算放大器、輸出復合管接至開路保護電路的輸入端，開路保護電路包括兩只與輸出復合管聯(lián)接的二極管，其中一只二極管輸出加在被測電阻上形成負載測量電路，另一只二極管的輸出經一只穩(wěn)壓管接至設備零線，形成開路保護。本實用新型采用了帶有加熱恒溫功能的基準源以及高輸入阻抗低漂移的運算放大器，輸出級采用場效應管和三極管組成的復合管，具有很高的放大倍數(shù)和較低的溫度系數(shù)，確保了恒流輸出的高精度和穩(wěn)定度；恒流源增加了開路保護電路，當負載撤離恒流源時，能無縫接入假負載，提高了恒流源電路的可靠性。
【專利說明】一種帶開路保護的高精度恒流源
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電路設計【技術領域】，涉及模擬集成電路中的一種單元電路，特別是一種帶開路保護的高精度(精度優(yōu)于0.01%)恒流源。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有恒流源有兩種，一種是進口的高精度的源表如安捷倫的B2911A、愛德萬的6166等，另一種是用戶用各種分立或集成芯片搭建成的恒流源電路。進口的高精度的源表雖然精度優(yōu)于0.01%，穩(wěn)定度也很高，但價格均很昂貴，且體積較大，不容易集成到嵌入式控制系統(tǒng)；用戶用各種分立或集成芯片搭建成的恒流源電路的精度、穩(wěn)定度只能滿足一般使用要求，不具備推廣價值；而且這兩種電路在接入自動測量回路時，均需再外加開路保護電路。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在于對現(xiàn)有技術存在的問題加以解決，提供一種結構簡單、體積小、精度和穩(wěn)定度高、成本低、工作可靠性好、宜于推廣應用的帶開路保護的高精度恒流源。
[0004]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的而采用的技術解決方案是這樣的:所提供的帶開路保護的高精度恒流源由基準電壓源、運算放大器、輸出復合管和開路保護電路組成，基準電壓源的輸出端依次經運算放大器、輸出復合管后接至開路保護電路的輸入端，開路保護電路包括兩只與輸出復合管輸出端聯(lián)接的二極管，其中第一只二極管輸出加在被測電阻上形成負載測量電路，第二只二極管的輸出經一只穩(wěn)壓管接至設備零線，形成開路保護。由于在恒流源中設置了由第二只二極管和穩(wěn)壓管組成的開路保護電路，通過穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓值的合理設置，確保測試時在負載上產生的最大壓降小于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值。這樣，在有負載時，由于電壓隔離作用，恒流只能通過第一只二極管至負載這條回路流動；而當負載開路時，便無縫通過第二只二極管和穩(wěn)壓管的回路流動，確保了恒流源的穩(wěn)定和可靠。
[0005]上述帶開路保護的高精度恒流源中，基準電壓源采用型號為LM199AH的器件。
[0006]上述帶開路保護的高精度恒流源中，運算放大器采用型號為0P07或0P77的運算放大器。
[0007]上述帶開路保護的高精度恒流源中，輸出復合管為由場效應管和兩級三極管組成的恒流源輸出級電路，其中場效應管采用P溝道場效應管，第一級三極管選用PNP型三極管，第二級三極管選用NPN型三極管。
[0008]上述帶開路保護的高精度恒流源中，場效應管采用P溝道耗盡型場效應管BS250，第一級三極管選用三極管9015，第二級三極管選用三極管9013。
[0009]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的結構簡單、體積小、操作方便、使用效果好，該恒流源采用了帶有加熱恒溫功能的基準源以及高輸入阻抗低漂移的運算放大器，輸出級采用P溝道場效應管和三極管組成的復合管，具有很高的放大倍數(shù)和較低的溫度系數(shù)，確保了恒流輸出的高精度(精度優(yōu)于0.01%)和穩(wěn)定度；同時該恒流源還增加了開路保護電路，當負載撤離恒流源時，能無縫接入假負載，提高了恒流源電路的可靠性，因此具有較好的推廣價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型一個具體實施例的電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011]參見附圖，本實用新型所述的帶開路保護的高精度恒流源由基準電壓源A101、運算放大器A102、輸出復合管和開路保護電路組成，基準電壓源AlOl的輸出端依次經運算放大器A102、輸出復合管后接至開路保護電路的輸入端。
[0012]基準電壓源AlOl采用可懸浮輸出、帶恒溫器的穩(wěn)壓管，器件型號為LM199AH，該電路提供高精度、高穩(wěn)定的基準電壓源Vref，其溫度系數(shù)為0.0001%,長期穩(wěn)定性為20ppm。
[0013]運算放大器A102及外圍電路組成一個電壓負反饋，由負反饋運放的“虛短”可得:
[0014]UAB = Uref。
[0015]具體結構中，運算放大器A102可選用低漂移的0P07或0P77的運算放大器。
[0016]輸出復合管為由場效應管Ql及兩級三極管VlOl和V102組成的恒流源輸出級電路。由于場效應管是電壓控制器件，柵極基本上不取電流(即Ig?O)而三極管的基極總要取一定的電流，又由于場效應管是多子導電，而三極管則是既利用多子又利用少子，而且少子的濃度易受溫度、輻射等外界條件的影響，因此場效應管Ql采用P溝道場效應管，第一級三極管VlOl選用PNP型三極管，第二級三極管V102選用NPN型三極管。具體結構中，場效應管Ql可選用P溝道耗盡型場效應管BS250，第一級三極管VlOl可選用三極管9015 (PNP)，第二級三極管VlOl可選用三極管9013 (NPN)。
[0017]輸出恒流1ut由公式lout = Uab/R103進行計算。
[0018]開路保護電路包括兩只與輸出復合管輸出端聯(lián)接的二極管V103和V104，其中第一只二極管V103輸出加在被測電阻上形成負載測量電路，第二只二極管V104的輸出經一只穩(wěn)壓管V105接至設備零線，形成開路保護。實際應用中，通過對穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓值的合理設置，確保測試時在負載上產生的最大壓降小于穩(wěn)壓管V105的穩(wěn)壓值。這樣，當有負載時，由于電壓隔離作用，恒流只能通過Ia這條回路流動，而當負載開路時，便無縫通過Ib回路流動，確保了恒流源的穩(wěn)定和可靠。
【權利要求】
1.一種帶開路保護的高精度恒流源，其特征在于:由基準電壓源、運算放大器、輸出復合管和開路保護電路組成，基準電壓源的輸出端依次經運算放大器、輸出復合管后接至開路保護電路的輸入端，開路保護電路包括兩只與輸出復合管輸出端聯(lián)接的二極管(V103、V104)，其中第一只二極管(V103)輸出加在被測電阻上形成負載測量電路，第二只二極管(V104)的輸出經一只穩(wěn)壓管(V105)接至設備零線，形成開路保護。
2.根據(jù)權利要求1所述的帶開路保護的高精度恒流源，其特征在于:所述的基準電壓源采用型號為LM199AH的器件。
3.根據(jù)權利要求1所述的帶開路保護的高精度恒流源，其特征在于:所述的運算放大器采用型號為0P07或0P77的運算放大器。
4.根據(jù)權利要求1所述的帶開路保護的高精度恒流源，其特征在于:所述的輸出復合管為由場效應管(Ql)和兩級三極管(V101、V102)組成的恒流源輸出級電路，其中場效應管(Ql)采用P溝道場效應管，第一級三極管(VlOl)選用PNP型三極管，第二級三極管(V102)選用NPN型三極管。
5.根據(jù)權利要求4所述的帶開路保護的高精度恒流源，其特征在于:場效應管(Ql)采用P溝道耗盡型場效應管BS250，第一級三極管(VlOl)選用三極管9015，第二級三極管(V102)選用三極管9013。
【文檔編號】G05F1/569GK203673383SQ201320875857
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權日:2013年12月25日
【發(fā)明者】李宏安, 李輝, 祁宏圖, 張猛 申請人:西安航天遠征流體控制股份有限公司