本實(shí)用新型屬于恒流源控制的基準(zhǔn)電壓取樣技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種用于恒流源控制的基準(zhǔn)電壓取樣電路。

背景技術(shù)：

在恒流源電路中，通常需要一個(gè)高精度的基準(zhǔn)電壓來(lái)與負(fù)載上的取樣電壓進(jìn)行比較，以此確定和控制恒定電流的大小，因此，該基準(zhǔn)電壓的精度在很大程度上決定了恒流源的精度。同時(shí)，為了減低電路的功耗并提高效率，通常的大功率恒流源均將流經(jīng)負(fù)載端電流的取樣電壓設(shè)計(jì)得很低，一般控制在0.5V以下。并且為了簡(jiǎn)化電路，現(xiàn)有很多恒流源電路把基準(zhǔn)電壓和取樣電壓采用比較器進(jìn)行電流控制，這樣也就需要基準(zhǔn)電壓也在0.5V以下。

現(xiàn)有恒流源電路要求能夠根據(jù)需要分別輸出兩個(gè)或以上不同的恒定電流，這就需要有兩個(gè)或以上的高精度基準(zhǔn)電壓。大多數(shù)基準(zhǔn)電壓是采用高精度電阻分壓的方式取得，當(dāng)需要有兩個(gè)或以上的高精度基準(zhǔn)電壓時(shí)，上述基準(zhǔn)電壓獲得方式中就需要有機(jī)械開(kāi)關(guān)、繼電器或單片機(jī)來(lái)控制分流電阻是否接入分壓電路以獲得不同的基準(zhǔn)電壓。其中采用機(jī)械開(kāi)關(guān)與繼電器的控制方式雖然控制精度比較高（機(jī)械開(kāi)關(guān)與繼電器的接觸電阻很小，可忽略不計(jì)），但是存在操作復(fù)雜且較難以實(shí)現(xiàn)智能控制的缺陷，因此在當(dāng)前智能化時(shí)代，采用單片機(jī)的控制方式日益增多，其電路如圖1所示。

當(dāng)要求恒流源電路恒流輸出電流能夠按照要求改變且最小電流與最大電流比很大的應(yīng)用場(chǎng)合，這就要求基準(zhǔn)電壓在大范圍變動(dòng)。在圖1中，當(dāng)恒流輸出小電流恒流時(shí)需要分流電阻R3通過(guò)單片機(jī)導(dǎo)通接入，R3與R2并聯(lián)，R3的阻值較小，而單片機(jī)導(dǎo)通時(shí)的導(dǎo)通電阻為二十歐姆左右且誤差較大。因此與R2并聯(lián)的等效電阻為R3與導(dǎo)通電阻之和，由于導(dǎo)通電阻的誤差大，并且R3與導(dǎo)通電阻的阻值數(shù)量級(jí)相當(dāng)，這就導(dǎo)致導(dǎo)通電阻的誤差對(duì)電路精度影響變大，將降低取樣電路精度從而導(dǎo)致恒流源電路輸出小電流恒流時(shí)誤差大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于恒流源控制的基準(zhǔn)電壓取樣電路，該電路采用單片機(jī)控制分流電阻是否接入分壓電路中以獲得多種基準(zhǔn)電壓，以使輸出恒定電流能夠按照要求改變，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，恒流精度高，適用于最小基準(zhǔn)電壓很小而變化范圍很大（即最小電流與最大電流比很大）的應(yīng)用場(chǎng)合。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為，一種用于恒流源控制的基準(zhǔn)電壓取樣電路，包括電壓源、單片機(jī)、分流電阻、基準(zhǔn)電阻、限流電阻、基準(zhǔn)電壓輸出端和分壓電阻，所述電壓源連接限流電阻的一端，限流電阻的另一端連接分壓電阻，基準(zhǔn)電阻與分壓電阻串聯(lián)連接后接地，所述分流電阻的一端接入限流電阻與分壓電阻之間引出的支路上，另一端連接單片機(jī)的I/O口，所述基準(zhǔn)電壓輸出端連接在分壓電阻和基準(zhǔn)電阻之間引出的支路上；所述分壓電阻的阻值大于基準(zhǔn)電阻的阻值。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)， 所述分壓電阻與基準(zhǔn)電阻的阻值比大于8。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)， 所述電壓源采用內(nèi)阻可忽略不計(jì)的高精度直流電壓源，所述直流電壓源的輸出電壓為5V。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)， 所述限流電阻的阻值為5-10kΩ。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)， 所述單片機(jī)I/O口的輸出電壓為0.2V。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型所提出的基準(zhǔn)電壓取樣電路通過(guò)將連接單片機(jī)I/O口的分流電阻不與基準(zhǔn)電壓輸出端直接相連（即不在基準(zhǔn)電壓點(diǎn)處接入（斷開(kāi)）分流電阻），而是在基準(zhǔn)電壓輸出端上增加一個(gè)分壓電阻，增加一個(gè)分壓點(diǎn)，并將分流電阻接入此分壓點(diǎn)上，并且將分壓電阻的阻值取為大于基準(zhǔn)電阻阻值的8倍，使得分流電阻遠(yuǎn)大于單片機(jī)的導(dǎo)通電阻，使得取樣電路精度基本不受導(dǎo)通電阻所存在的誤差的影響，從而提高恒流精度。本電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)且取樣精度高，適用于最小電流與最大電流比很大的應(yīng)用場(chǎng)合。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有采用單片機(jī)控制分流電阻的恒流源控制電路圖。

圖2為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

為了加深對(duì)本實(shí)用新型的理解和認(rèn)識(shí)，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述和介紹。

如圖2所示，一種用于恒流源控制的基準(zhǔn)電壓取樣電路，包括電壓源E、單片機(jī)、分流電阻R3、基準(zhǔn)電阻R2、限流電阻R1、基準(zhǔn)電壓輸出端UA和分壓電阻R11，所述電壓源E連接限流電阻R1的一端，限流電阻R1的另一端連接分壓電阻R11，基準(zhǔn)電阻R2與分壓電阻R11串聯(lián)連接后接地，所述分流電阻R3的一端接入限流電阻R1與分壓電阻R11之間引出的支路上，另一端連接單片機(jī)的I/O口，所述基準(zhǔn)電壓輸出端UA連接在分壓電阻R11和基準(zhǔn)電阻R2之間引出的支路上；所述分壓電阻R11的阻值大于基準(zhǔn)電阻R2的阻值。

優(yōu)選的，為了得到較高的小電流取樣精度，將分壓電阻R11與基準(zhǔn)電阻R2的阻值比設(shè)為大于8。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述電壓源E作為分壓電路的電源，采用內(nèi)阻可忽略不計(jì)的高精度直流電壓源E，并且直流電壓源E的輸出電壓為5V。

進(jìn)一步優(yōu)選的，為了得到較高的小電流取樣精度，將限流電阻R1的阻值取為5-10kΩ。

采用以下優(yōu)選實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步對(duì)上述的基準(zhǔn)電壓取樣電路進(jìn)行說(shuō)明：

在某電動(dòng)車充電器中包含有基準(zhǔn)電壓取樣電路，該電動(dòng)車充電器要求恒流輸出為0.1A和2.5A，其負(fù)載電流取樣電壓分別為0.01V和0.25V，因此要求基準(zhǔn)電壓分別為0.01V和0.25V。

若基準(zhǔn)電壓取樣電路為圖1所示的結(jié)構(gòu)，則由UA=R2*E/（R1+R2）可得 R2=UA*R1/(E-UA)。

（1）當(dāng)要求基準(zhǔn)電壓UA=0.25V時(shí)，單片機(jī)I/O口不導(dǎo)通，分流電阻R3不接入分壓電路，那么

R2= UA*R1/(E-UA)=0.25R1（5-0.25）=0.0526R1

取R1=10 kΩ，則R2=526Ω。

（2）當(dāng)要求基準(zhǔn)電壓UA=0.01V時(shí)，單片機(jī)I/O口導(dǎo)通，分流電阻R3接入分壓電路中，分流電阻R3與基準(zhǔn)電阻R2并聯(lián)連接，取R1=10 kΩ，并設(shè)分流電阻R3與基準(zhǔn)電阻R2并聯(lián)后的等效阻值為R，那么

R= UA*R1/(E-UA)=0.01*10/（5-0.01）=0.022kΩ

由于R=R3*R2/（R3+R2）；

因此，R3=R*R2/(R2-R)=0.022*0.526/(0.526-0.022)=0.023 kΩ=23Ω。

單片機(jī)I/O口導(dǎo)通時(shí)，導(dǎo)通電阻和誤差在規(guī)格書(shū)中均無(wú)規(guī)定，實(shí)際應(yīng)用中，其導(dǎo)通電阻約20Ω左右，誤差大約在10%。因此，分流電阻R3實(shí)際可取3Ω左右。通常分流電阻R3具有1%精度，因此，該分壓電路的誤差為0.01*3/23+0.1*20/23=8.8%，這大大降低了基準(zhǔn)電壓的精度。

而若基準(zhǔn)電壓取樣電路為圖2所示的結(jié)構(gòu)，則計(jì)算如下：

（1）當(dāng)要求基準(zhǔn)電壓UA=0.25V時(shí)，單片機(jī)I/O口不導(dǎo)通，分流電阻R3不接入分壓電路，取基準(zhǔn)電阻R2為526Ω，那么，R11+R1=10 kΩ。（此處的R11+R1即為圖1中的R1）為了方便計(jì)算，取R11=R1，則可得R11=R1=5 KΩ。

（2）要求基準(zhǔn)電壓UA=0.01V時(shí)，單片機(jī)I/O口導(dǎo)通，分流電阻R3接入分壓電路中，則

UB=UA*(R2+R11)/R2=0.01*(0.526+5)/0.526=0.104V（比UA高近10倍)

I1=(E-UB)/R1=(5-0.104)/5=0.9792 mA

I2=UA/R2=0.01/0.526=0.019 mA

I3=I1-I2=0.9792-0.019=0.9602 mA

可得R3=UB/I3=0.104/0.9602=0.108 kΩ=108Ω

從計(jì)算得出的R3中減去單片機(jī)導(dǎo)通電阻20Ω，則分流電阻R3的阻值為88Ω。當(dāng)分流電阻R3的誤差為1%，單片機(jī)導(dǎo)通電阻的誤差為10%時(shí)，該分壓電路的誤差為1%*88/108+10%*20/108=2.6%。

通過(guò)比較上述基準(zhǔn)電壓取樣電路分別采用圖1和圖2的電路結(jié)構(gòu)在要求基準(zhǔn)電壓UA=0.01V時(shí)，如果兩電路的其他部位電阻精度相同，則采用圖2的電路的取樣精度比采用圖1的電路的取樣精度高出3.38倍。由此可見(jiàn)，采用本實(shí)用新型所提出的基準(zhǔn)電壓取樣電路可大大提高取樣精度，從而提高恒流精度。另外，在實(shí)際應(yīng)用中，若將分壓電阻R11的阻值與基準(zhǔn)電阻R2的阻值比值選的適當(dāng)，則分流電阻R3可以取得更高的阻值，從而可有效忽略單片機(jī)導(dǎo)通電阻的誤差，以利于提高恒流精度。

本實(shí)用新型方案所公開(kāi)的技術(shù)手段不僅限于上述實(shí)施方式所公開(kāi)的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。