一种正负电流输出电路，包括给定电压产生模块以及由电压运算模块，功率驱动模块，电流采样模块和电压调理模块依次连接组成的反馈回路，电压运算模块，功率驱动模块和电压调理模块连接输入电源；给定电压产生模块产生的给定电压信号与电压调理模块输出的反馈电压信号输入电压运算模块进行比较运算；电流采样模块的输出电流经过组合开关连接至负载，给定电压产生模块输出用于控制组合开关动作的开关控制信号；组合开关包括并联设置的两条开关支路，每条开关支路上设置有两个开关，负载连接在两条开关支路的两个开关之间，通过控制开关的组合方式，实现负载的正负电流供电。本实用新型专利技术结构简单，能够降低成本，减少了元件数量，提高了电路的可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于工业控制电路输出领域，具体涉及一种正负电流输出电路。
技术介绍
工业控制电路的模拟量通道一般供电电压在24V左右，现有工业上的电流输出通道，需要提供负电压来输出负电流，通常是通过正负供电的运算放大器加上功率驱动电路以实现正负电流的输出，其原理一般如图1所示。图中的+V—般不超过+15V，-V —般不超过-15V，Vi—般为24V，大部分运算放大器和功率驱动芯片供电电源最大值为36V。图中所示的电压预算、功率驱动及反馈调理等电路可通过集成芯片实现，也可通过运算放大器搭建。传统工业上的电流输出电路，存在以下几个方面的问题:(1)输入电源一般为正电压，为了输出负电流，必须增加一套负电源产生电路，而一般运算放大器、驱动器芯片的供电电压要小于V1-(-V)，因此需要增加正电源产生电路，使图中电压运算、功率驱动、电压调理三部分电路工作在+v、-V的情况下，满足输出要求，也就是说，上图中电路必须设置两个电源产生电路，一个正电源和一个负电源，提高了电路成本。(2)加入电源产生电路后，电源产生电路的效率不能达到100%，再加上两个电源正常工作时只有一个带负载，另一个空载，因此效率无法提高，造成能源浪费。(3)两个电源调理电路一般为直流DC/DC电源，增加了布板面积，也因为DC/DC电源固有的开关特性，增加了板子产生的干扰，影响整体可靠性，为整体设计造成困难。(4)+V实际上小于Vi，也就是输出最大电压比输入电压低，降低了电路的带负载能力。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述现有技术中的缺陷，提供一种结构简单，成本低，能够提高电源效率以及带负载能力的正负电流输出电路。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为:包括给定电压产生模块以及由电压运算模块，功率驱动模块，电流采样模块和电压调理模块依次连接组成的反馈回路，电压运算模块，功率驱动模块和电压调理模块连接输入电源；所述的给定电压产生模块产生的给定电压信号与电压调理模块输出的反馈电压信号输入电压运算模块进行比较运算；电流采样模块的输出电流经过组合开关连接至负载，给定电压产生模块输出用于控制组合开关动作的开关控制信号；所述的组合开关包括并联设置的两条开关支路，每条开关支路上设置有两个开关，负载连接在两条开关支路的两个开关之间，通过控制开关的组合方式，实现对负载的正负电流供电。所述的组合开关包括并联设置的第一开关支路和第二开关支路，第一开关支路包括依次串联设置的第一开关和第二开关，第二开关支路包括依次串联设置的第三开关和第四开关，第一开关和第二开关之间与第三开关和第四开关之间连接负载，开关控制信号控制第一开关与第四开关同时导通或者第三开关与第二开关同时导通，从而改变负载上正负电流供电方向。所述的第一开关，第二开关，第三开关和第四开关通过四个独立开关控制信号进行控制。所述的第一开关，第二开关，第三开关和第四开关分为第一开关和第四开关以及第三开关和第二开关两组，通过两个独立的开关控制信号进行控制。所述的第一开关，第二开关，第三开关和第四开关分为第一开关和第四开关以及第三开关和第二开关两组，通过一个开关控制信号及其取反信号进行控制。所述的第一开关，第二开关，第三开关和第四开关通过模拟开关或PhotoMos实现。与现有技术相比，本技术将给定电压与反馈电压在电压运算模块中进行做差运算，误差量进行放大之后输入功率驱动模块，电流采样模块提取出功率驱动模块的电流量，经过电压调理模块调节反馈量系数后再次输入电压运算模块，由于负载连接在两条开关支路的两个开关之间，通过给定电压产生模块输出的开关控制信号能够控制负载上通过电流的方向，从而仅采用单正电源既能够使输出在负载上的电流表现出正负电流。此外，本技术在运放所能承受的最大电压差36V范围内无需进行降压处理，而且由于采用单正电源供电，在实际工作时相当于两倍电源的压差，提高了电路的供电电压，提高了电源效率以及带负载能力。本技术的结构简单，能够降低成本，减少了元件数量，提高了电路的可靠性。进一步的，本技术的第一开关，第二开关，第三开关和第四开关的控制形式多样，能够根据具体环境情况选用不同的控制方式，通过独立的四个信号进行控制，能够消除各个开关的不一致性，从而把电路性能调整到最佳。【附图说明】图1现有的工业控制电流输出电路结构示意图；图2本技术的电路结构示意图；附图中:1-给定电压产生模块；2-电压运算模块；3_功率驱动模块；4-电流采样模块；5_电压调理模块；6_负载；V1-输入电源；K1-第一开关；Κ2-第二开关；Κ3-第三开关；Κ4-第四开关。【具体实施方式】下面结合附图对本技术做进一步的详细说明。参见图2，本技术在结构上包括给定电压产生模块I以及由电压运算模块2，功率驱动模块3，电流采样模块4和电压调理模块5依次连接组成的反馈回路，电压运算模块2，功率驱动模块3和电压调理模块5连接输入电源Vi ;给定电压产生模块I产生的给定电压信号与电压调理模块5输出的反馈电压信号输入电压运算模块2进行比较运算；电流采样模块4的输出电流经过组合开关连接至负载6，给定电压产生模块I输出用于控制组合开关动作的开关控制信号；组合开关包括并联设置的第一开关支路和第二开当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种正负电流输出电路，其特征在于：包括给定电压产生模块(1)以及由电压运算模块(2)，功率驱动模块(3)，电流采样模块(4)和电压调理模块(5)依次连接组成的反馈回路，电压运算模块(2)，功率驱动模块(3)和电压调理模块(5)连接输入电源(Vi)；所述的给定电压产生模块(1)产生的给定电压信号与电压调理模块(5)输出的反馈电压信号输入电压运算模块(2)进行比较运算；电流采样模块(4)的输出电流经过组合开关连接至负载(6)，给定电压产生模块(1)输出用于控制组合开关动作的开关控制信号；所述的组合开关包括并联设置的两条开关支路，每条开关支路上设置有两个开关，负载(6)连接在两条开关支路的两个开关之间，通过控制开关的组合方式，实现对负载(6)的正负电流供电。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马茗，方红亮，罗永超，
申请(专利权)人：西安强源电气有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。