一种直流电源电路制造技术

本发明专利技术公开一种直流电源电路，其包括电源输入单元、信号转换单元、电流镜电路单元以及电压输出单元；电源输入单元用于向信号转换单元输出基准电压；信号转换单元包括运算放大器、第一三极管和回路电阻R0，用于将基准电压信号转换为流经电流镜电路单元的电流信号，电流镜电路单元包括第二输入电源、基极互连的第二三极管Q2和第三三极管Q3，以及镜像电阻R1和R2；电压输出单元包括电压输出驱动器和由多个电阻串联组成的电阻串；电流镜电路单元的电流流过电压输出单元中的电阻串，进一步经输出驱动器后形成所需的最终输出电压。本发明专利技术的输出可用作低压或者高压直流测试电源或信号源，低噪声小，输出电压较稳定。

A DC Power Circuit

【技术实现步骤摘要】
一种直流电源电路
本专利技术涉及直流电源
，特别是一种直流电源电路。
技术介绍
开关电源的纹波和噪声较大，不适合作为测试电源或者直流信号源。传统的高压regulator（稳压电源）或者LDO（lowdropoutregulator，低压差线性稳压器）由于内部参考电压太低，使得产生高压时放大倍数太大，电源对地噪声的很敏感；高压线性电源的发热也使得的电源波动。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种直流电源电路，其输出可用作低压或者高压直流测试电源或信号源，对低噪声小，输出电压较稳定。本专利技术采取的技术方案为：一种直流电源电路，包括电源输入单元、信号转换单元、电流镜电路单元以及电压输出单元；电源输入单元包括第一输入电源和基准源电路，第一输入电源的电压输出端连接基准源电路的电压输入端；信号转换单元包括运算放大器、第一三极管和回路电阻R0；第一三极管的基极连接运算放大器的信号输出端，回路电阻R0一端同时连接运算放大器的反相输入端和第一三极管的发射极，另一端接地；运算放大器的同相输入端连接基准源电路的电压输出端；电流镜电路单元包括第二输入电源、基极互连的第二三极管Q2和第三三极管Q3，以及镜像电阻R1和R2；两镜像电阻分别一端连接第二输入电源，另一端连接Q2与Q3中一个三极管的发射极；Q2/Q3的集电极连接第一三极管Q1的集电极以及Q2和Q3的基极；电压输出单元包括电压输出驱动器和由多个电阻串联组成的电阻串；电阻串一端连接Q3/Q2的集电极，另一端接地；电压输出驱动器的输入端连接在电阻串与Q3/Q2的集电极之间，输出端即直流电源电路的电压输出端。本专利技术中，第一输入电源输出的电源电压高于最终需要得到的输出电压。电源输入单元用于提供基准电压，信号转换单元用于将电压信号转换为电流信号，电流镜电路单元的电流流过电压输出单元中的电阻串，进一步经输出驱动器后则形成了所需的输出电压。由于最终输出电压的数值与基准源电路输出的基准电压Vref、电阻R0、电流镜电路单元中的电阻以及电阻串的电阻相关，因此可根据所需的最终输出电压，对电源输入单元需要输出的基准电压进行反推。同时，确定的电压输出情况下，电源输入单元提供的基准电压越大，电阻串中的电阻值越小，对地噪声的敏感度就越小。本专利技术的直流电源电路可适用于高压或者低压直流源的输出，运放、三极管以及电流镜电路单元综合运用使得最终输出电压具有较好的稳定性和精度，对地噪声大大减小。进一步的，本专利技术电源输入单元中，所述基准源电路为可编程电源，包括基准源模块和DAC模块，DAC模块包括用于接收外部电压设定信号的电压设定端；基准源模块的基准电压输出端连接数模转换器的基准电压端，数模转换器的模拟信号输出端连接运算放大器的同相输入端。这种形式使得本专利技术可适应各种电压值的输出，只需根据输出电压调整外部电压设定信号即可。基准源模块与数模转换模块DAC相结合，进而通过控制器或上位机向DAC传输电压设定信号，进而得到所需电压参考信号，为现有技术。更进一步的，本专利技术电压输出单元的电阻串中，至少一个相邻电阻之间的连接点上还连接有电压抽头。可用于输出与电压输出驱动器输出端数值不同的直流电压。优选的，所述电阻串中各电阻的阻值相同，且等于回路电阻R0的阻值。可使得所需输出电压到基准电压的反推更加简化，方便电路的设计，特别是基准源电路采用可编程电源时的电压设定数值的计算更为容易。回路电阻R0采用高精度、低温漂的电阻。优选的，回路电阻R0以及电流镜电路单元中的电阻R1和R2为由多个单位电阻Runit并联或串联组成的电阻。方便全局计算，输出电压确定的情况下，Vref越大，电阻串中的单位电阻数量就可以小一点，对地噪声的敏感度即变小。优选的，所述第一三极管Q1为NPN三极管，第二三极管Q2和第三三极管Q3为PNP三极管。优选的，电压输出驱动器采用运算放大器或LDO，即低压差线性稳压器。运算放大器可采用LTC6090高压运放芯片，具有高精度、低噪声的特点，可实现驱动同时确保输出电压的稳定性，减小对低噪声。电压输出驱动器M2可以是任何能够跟踪输入电压的器件，并具有低噪声和高稳定度。优选的，所述基准源电路采用高精度低噪声的基准源模块，如型号LT123610V基准源或REF3033基准源等现有产品。即本专利技术的基准源电路可直接采用高精度低噪声的基准源模块，为运算放大器提供高精度低噪声的基准电压，从源头保障输出电压的高精度低噪声。优选的，所述第一输入电源与第二输入电源为同一输入电压源，该输入电压源的输出端经降压电路后连接基准电压源。两电源的合并可使得电路结构更为简化，这种情况下，考虑第二输入电源的电压输出应当大于电路输出端的电压输出，因此，具有较高输出电压的输入电压源需要经降压电路，根据所需的参考电压，为基准电压源提供电压信号。降压电路可采用现有技术。有益效果本专利技术通过提供基准电压，到将基准电压转换为电流信号，再经电流镜电路单元将电流信号传输至电阻串，进而得到所需的输出电压。由于基准电压具有稳定性并可采用低噪声的基准源产生，而电流镜电路单元则可对电路电压波动具有很强的抑制性，因此使得最终输出的电压具有高稳定性、低噪声的特点。此外，本专利技术通过各环节电阻值关系的设置使得由所需输出电压到基准电压的反推更为简单，简化了电路设计。当基准源由外部电压设定信号通过可编程电源实现时，则简化了电压设定的逻辑。附图说明图1所示为本专利技术直流电源电路的一种实施例电路示意图；图2所示为本专利技术的另一种实施例电路示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例进一步描述。结合图1和图2，本专利技术的直流电源电路，包括电源输入单元、信号转换单元、电流镜电路单元以及电压输出单元；电源输入单元包括第一输入电源和基准源电路，第一输入电源的电压输出端连接基准源电路的电压输入端；信号转换单元包括运算放大器、第一三极管和回路电阻R0；第一三极管的基极连接运算放大器的信号输出端，回路电阻R0一端同时连接运算放大器的反相输入端和第一三极管的发射极，另一端接地；运算放大器的同相输入端连接基准源电路的电压输出端；运算放大器M1可以采用LTC6090，也可以是耐压较低的其它高性能运放。电流镜电路单元包括第二输入电源、基极互连的第二三极管Q2和第三三极管Q3，以及镜像电阻R1和R2；两镜像电阻分别一端连接第二输入电源，另一端连接Q2与Q3中一个三极管的发射极；Q2/Q3的集电极连接第一三极管Q1的集电极以及Q2和Q3的基极；电压输出单元包括电压输出驱动器和由多个电阻串联组成的电阻串；电阻串一端连接Q3/Q2的集电极，另一端接地；电压输出驱动器的输入端连接在电阻串与Q3/Q2的集电极之间，输出端即直流电源电路的电压输出端。本专利技术中，第一输入电源输出的电源电压高于最终需要得到的输出电压。电源输入单元用于提供基准电压，信号转换单元用于将电压信号转换为电流信号，电流镜电路单元的电流流过电压输出单元中的电阻串，进一步经输出驱动器后则形成了所需的输出电压。由于最终输出电压的数值与基准源电路输出的基准电压Vref、电阻R0、电流镜电路单元中的电阻以及电阻串的电阻相关，因此可根据所需的最终输出电压，对电源输入单元需要输出的基准电压进行反推。同时，确定的电压输出情况下，电源输入单元提供的基准电压越大，电阻串中的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流电源电路，其特征是，包括电源输入单元、信号转换单元、电流镜电路单元以及电压输出单元；电源输入单元包括第一输入电源和基准源电路，第一输入电源的电压输出端连接基准源电路的电压输入端；信号转换单元包括运算放大器、第一三极管Q1和回路电阻R0；第一三极管的基极连接运算放大器的信号输出端，回路电阻R0一端同时连接运算放大器的反相输入端和第一三极管的发射极，另一端接地；运算放大器的同相输入端连接基准源电路的电压输出端；电流镜电路单元包括第二输入电源、基极互连的第二三极管Q2和第三三极管Q3，以及镜像电阻R1和R2；两镜像电阻分别一端连接第二输入电源，另一端连接Q2与Q3中一个三极管的发射极；Q2/Q3的集电极连接第一三极管Q1的集电极以及Q2和Q3的基极；电压输出单元包括电压输出驱动器和由多个电阻串联组成的电阻串；电阻串一端连接Q3/Q2的集电极，另一端接地；电压输出驱动器的输入端连接在电阻串与Q3/Q2的集电极之间，输出端即直流电源电路的电压输出端。

【技术特征摘要】
1.一种直流电源电路，其特征是，包括电源输入单元、信号转换单元、电流镜电路单元以及电压输出单元；电源输入单元包括第一输入电源和基准源电路，第一输入电源的电压输出端连接基准源电路的电压输入端；信号转换单元包括运算放大器、第一三极管Q1和回路电阻R0；第一三极管的基极连接运算放大器的信号输出端，回路电阻R0一端同时连接运算放大器的反相输入端和第一三极管的发射极，另一端接地；运算放大器的同相输入端连接基准源电路的电压输出端；电流镜电路单元包括第二输入电源、基极互连的第二三极管Q2和第三三极管Q3，以及镜像电阻R1和R2；两镜像电阻分别一端连接第二输入电源，另一端连接Q2与Q3中一个三极管的发射极；Q2/Q3的集电极连接第一三极管Q1的集电极以及Q2和Q3的基极；电压输出单元包括电压输出驱动器和由多个电阻串联组成的电阻串；电阻串一端连接Q3/Q2的集电极，另一端接地；电压输出驱动器的输入端连接在电阻串与Q3/Q2的集电极之间，输出端即直流电源电路的电压输出端。2.根据权利要求1所述的直流电源电路，其特征是，电源输入单元中，所述基准源电路为可编程电源，包括基准源模块和DAC模块，DAC模...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯晓华，王林，董婉莹，张智，周亚军，郭维，
申请(专利权)人：苏州易美新思新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32