一种80mA的高精度恒流源电路制造技术

本发明专利技术公开了一种80mA的高精度恒流源电路，恒流源电路由XTR110精密电压/电流转换芯片、MAX6350CSA基准电压芯片、P沟道MOS管Q1和外围的电阻、电位器及电容构成；MAX6350CSA芯片由XTR110芯片输出的10VDC供电，XTR110输出的恒流源经P沟道MOS管放大后接负载电阻RL。本发明专利技术设计的恒流源电路结构简单、可靠性高，负载在0～270Ω范围内，恒流源的精度可达0.1％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及模拟电子线路领域，特别是一种高精度恒流源电路。
技术介绍
恒流源是指能够向负载提供恒定电流输出的电源，理想的恒流源应该具有3个特点：输出不随负载变化而变化、不因环境温度变化而变化、内阻无限大。一般来说，按恒流源的组成器件不同，可分为晶体管恒流源、场效应管恒流源和集成运放恒流源3类。集成运放恒流源相对晶体管和场效应管恒流源来说，其受温度影响较小，稳定性和恒流性也更好。尤其在负载一端接地和大电流的场合中，集成运放恒流源的效果更为突出。目前市场上较为成熟的恒流源产品的输出虽然可达毫安到百安量级，但是通常对于实际应用电路要求的输出电流稳定度及精度等性能指标却很难满足，仍需要进行一定的优化设计。XTR110是美国Burr-Brown公司推出的一款精密电压/电流转换芯片，其专门为模拟信号传输而设计，具有较高的性价比。利用XTR110可以将0～5V及0～10V等范围的电压信号高精度地转换为0～20mA、4～20mA或者其他范围的常用输出电流信号。除此之外，XTR110本身还可以提供精密的10V参考电压输出用于驱动外部电路。该芯片内部由精密电阻网络模块、电压/电流转换模块、电流/电流变换模块和精密10V电压基准模块组成。在一些特殊环境中，会需要用于加热的大电流输出(如在恒流式热式流量计设计中，高精度、稳定、较大的电流输出是十分重要的参数)，本专利技术通过使用XTR110搭建精度达0.1％的80mA恒流源，解决对热式流量计中铂热电阻探头的加热问题。
技术实现思路
本专利技术所采用的技术方案是：80mA的高精度恒流源电路由XTR110精密电压/电流转换芯片、MAX6350CSA基准电压芯片、P沟道MOS管Q1和外围的电阻、电位器及电容构成。XTR110精密电压/电流转换芯片采用24VDC供电，接到XTR110的16引脚；XTR110的引脚15和引脚12短接输出10VDC给MAX6350CSA芯片供电，接到MAX6350CSA的引脚2；XTR110的引脚14输出的恒流源接到P沟道MOS管输入端；XTR110的引脚8接外接调流的一个电阻(R2＝1.4K)和一个电位器(VR1＝300Ω)；在引脚13和引脚16之间接入一个电阻(R1＝10Ω)；24VDC供电电源接一个滤波电容(C7＝1μF)。MAX6350CSA芯片的引脚2由XTR110芯片引脚15输出的10VDC供电，同时接一个滤波电容(C9＝2.2μF)；MAX6350CSA芯片的引脚6输出高精度的5V基准电压接到XT R110芯片的引脚5，同时接一个滤波电容(C8＝2.2μF)；MAX6350CSA芯片的引脚3接一个滤波电容(C10＝1μF)。P沟道MOS管Q1输入端接XTR110的引脚14输出的恒流源，源极接XTR110的引脚13，漏极接负载电阻RL。工作原理：出于减小温漂与提高稳定性的考虑，需选择低温漂、高精度电阻。但是可调电阻的精度和温漂性能都不是特别理想，所以将外接调流电阻分为高精度、低温漂固定阻值电阻R2和可调电阻VR1两部分，同时尽量增大R2，减小VR1。取R2＝1.4kΩ，VR1＝300Ω。即R2+VR1在1562.5Ω±10％范围内可调，从而保证当XTR110的内部电阻在500Ω±20％范围内变动时，输出恒流源在80mA±10％范围内可调，通过P沟道MOS管Q1输出。本专利技术的有益技术效果是：利用XTR110搭建的恒流源结构简单、可靠性高，可以满足热式流量计设计中的高精度及高稳定性等要求，在80mA设计方案中，负载在0～270Ω范围内，恒流源的精度可达0.1％以上。附图说明附图1是80mA的高精度恒流源电路。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步说明。XTR110芯片引脚5的输入基准电压的选取要考虑到对电流源的精度、温漂、稳定性及噪声等因素的影响，根据测量误差理论，对于只有两项误差的情况，当其中一项误差不大于另一项的三分之一时可以忽略，因此要求电压源精度要小于电流源设计精度的三分之一才能满足设计要求。本专利技术设计中选取MAX6350CSA基准电压芯片，精度可达±0.02％，采用XTR110所提供的10V电压供电。该恒流源的带负载能力受电源电压影响,在本专利技术方案中，电源电压24V，其电压降主要分布在外部拓展精密电阻R1两端的UR1、MOS管Q1两端的UQ1和负载RL两端的URL。由于MOS管Q1源极与漏极之间的压降较小，而流过R1和负载RL的电流均为80mA，故理论上认为RL在0～290Ω范围内，但实际中，负载的大小应比此值范围略小。以上是本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于专利技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种80mA的高精度恒流源电路，其特征在于，恒流源电路由XTR110精密电压/电流转换芯片、MAX6350CSA基准电压芯片、P沟道MOS管Q1和外围的电阻、电位器及电容构成；XTR110精密电压/电流转换芯片采用24VDC供电，接到XTR110的16引脚；XTR110的引脚15和引脚12短接输出10VDC给MAX6350CSA芯片供电，接到MAX6350CSA的引脚2；XTR110的引脚14输出的恒流源接到P沟道MOS管输入端；XTR110的引脚8接外接调流的一个电阻R2＝1.4K和一个电位器VR1＝300Ω；在引脚13和引脚16之间接入一个电阻R1＝10Ω；24VDC供电电源接一个滤波电容C7＝1μF；MAX6350CSA芯片的引脚2由XTR110芯片引脚15输出的10VDC供电，同时接一个滤波电容C9＝2.2μF；MAX6350CSA芯片的引脚6输出高精度的5V基准电压接到XTR110芯片的引脚5，同时接一个滤波电容C8＝2.2μF；MAX6350CSA芯片的引脚3接一个滤波电容C10＝1μF；P沟道MOS管Q1输入端接XTR110的引脚14输出的恒流源，源极接XTR110的引脚13，漏极接负载电阻RL；输出恒流源在80mA±10％范围内可调。...

【技术特征摘要】
1.一种80mA的高精度恒流源电路，其特征在于，恒流源电路由XTR110精密电压/电流转换芯片、MAX6350CSA基准电压芯片、P沟道MOS管Q1和外围的电阻、电位器及电容构成；XTR110精密电压/电流转换芯片采用24VDC供电，接到XTR110的16引脚；XTR110的引脚15和引脚12短接输出10VDC给MAX6350CSA芯片供电，接到MAX6350CSA的引脚2；XTR110的引脚14输出的恒流源接到P沟道MOS管输入端；XTR110的引脚8接外接调流的一个电阻R2＝1.4K和一个电位器VR1＝300Ω；在引脚13...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘丰，智月明，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32