本发明专利技术公开了一种用负载悬浮控制电路的可调电流源装置，其特征在于电流给定控制电路和所用的电源回路（１）悬浮在负载之上，并与负载供电以及控制供电电源回路（２）各自独立，互不干扰。实现了电流给定控制电路的工作性能，不受负载回路的供电电压和负载两端电压变化的影响；负载电流调节管Ｔ↓［１］两端的电压，始终在一定范围内变化；负载回路中多余电压所产生的能量，通过不断地磁电转换来减少损耗。因此，本发明专利技术具有效率高、精度高、功率大、输出电流可调范围大、适应负载所需电压变化范围大的特点。
Adjustable current source device using load suspension control circuit
The invention discloses an adjustable current source device for load suspension control circuit, which is characterized in that the given current control circuit and the power circuit used (1) suspended on load and load power supply and power supply control circuit (2) independently, without mutual interference. To achieve the work performance of the current supply control circuit, power supply voltage is not affected by the load circuit and the voltage change; voltage load current regulation T down 1 ends, always in a certain range; the excess load voltage loop in the generated energy, it reduces the losses by continuous magnetoelectric conversion. Therefore, the invention has the characteristics of high efficiency, high accuracy, large power, large adjustable output current range and large voltage range required for adapting the load.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用负载悬浮控制电路的可调电流源技术，尤其涉及一种电 流源的控制电路与负载电路供电电源各自独立的控制技术，属于电源的控制装 置。
技术介绍
关于电流源或恒流源的技术资料很多，从输出特性的角度分析，可分为不 可调和可调的两类。如集成电路中的镜像电流源，给传感器、发光、发热等器 件供电的电压源限位式的电流源等都是不可变的电流源或恒流源；如压力、温 度等4 20MA变送器和恒流给定器等都是可变的电流源或恒流源。从控制特性 的角度分析，可分为线性控制调节、开关控制调节以及线性和开关并联控制调 节、线性和开关串联控制调节四类。其中较为典型的有用运算放大器加三极 管集电极接负载的共模跟随式电流源；专利申请号为CN89101207. 9所述的正负 双向恒流电源、专利申请号为200510024286. 8的申请中所述的高效率的恒流源、 专利申请号为200610035571. 4的申请中所述的高精度大功率恒流源等。实践表明现有的电流源或恒流源，由于其负载电路和控制电路的供电电 源都来自同一回路，所以，负载两端的压降受到控制电路的供电电压的限制。 即便是专利申请号为200610035571. 4所述的高精度大功率恒流源，也存在着负 载两端的压降受到控制电路的供电电压的限制问题，而不能满足大电流或高阻 抗负载的需要，尤其不能满足负载阻抗和负载电流要求大范围随机变化的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提供一种兼顾精度、效率、成本、功率、负载阻抗变 化的可以随时控制调节的电流源装置。以满足市场对大电流或高阻抗或大范围随机变化的负载的电流源的需要。例如给高精度发光源的供电、高精度发热 源的供电、高精度电磁变换的供电、快速恒流充电的供电等。本专利技术的基本思路是将功能电路分为两部分供电， 一部分是电流给定控 制部分的功能电路， 一部分是控制给负载供电的功能电路，两部分的供电电源回路各自独立；让电流给定控制电路和供电电源电路悬浮在负载之上；让悬浮 在负载上的电流给定控制电路的控制性能不受负载回路变化的影响。用开关和 降压续流电路来控制负载电流调节管的输入、输出之间的电压在最小范围内工 作，以解决调节管的损耗问题。本专利技术的技术解决方案是这样实现的首先确定将本专利技术的负载^接在给负载供电电源U,的负端与电流取样电阻 R。的低电位端之间。再根据电感在通电电路中能将一部分电能转化为磁能，当切 断电源后电感内部的磁能又能转变成电能向外释放的特性，来利用场效应管T2 作为开关与电感L相串联，再将其串联到给负载供电电源U,.的正端和电流调节管L之间；再给场效应管T2设计一个由三极管和电阻组成的开关控制电路；给 电感L设计一个磁电转换续流二极管"和滤波电容C;再给电流调节管1\设计 一个能够跟随负载电压变化的跟随电路，作为开关控制电路的开和关的参考电位，以实现通过控制开关管T2的开和关，来达到控制电流调节管L的输入、输出之间电压的目的；给电流调节管L设计一个可调的电流给定电路和偏差放大 控制电路，以便根据需要随时调节通过负载上的电流。一种用负载悬浮控制电路的可调电流源装置，其特征在于由电流给定控制 电路和负载与给负载供电的控制电路组成，其中所述的电流给定控制电路部分，用于根据需要随时调节通过负载上的电流，该电路由电阻R"电位器RB、稳压 块Dw、运算放大器IC、电容CA、 CB、负载电流调节管L、负载电流取样电阻R。、电源Uc:组成；所述的负载与给负载供电的控制电路部分则包括 一个电源Ut电路，用于给负载和给负载供电的控制电路的供电；一个负载电流控制管T\，用于调节通过负载的电流，并使其始终与控制电 压信号成线性关系变化；一个负载电流取样电阻R。，用于反应通过负载的电流，以便电流源的控制电路及时控制电流调节管L按给定电流输出给负载； 一个负载&和电容C,，用于通电做功的电路；一个负载电压跟随电路，由二极管D2、 D3/4/5和PNP三极管Bl、 B2以及 电阻R1、 R2组成，用于跟随负载电压变化和反应负载电流控制管T1的输入、输出之间电压；一个降压续流电路，由电感L，电容C、 d， 二极管Di组成，用于在开关的作用下将电能变成磁能，当开关关断时再将磁能变成电能来维持通过负载上的电流；一个开关管T2，用于根据负载电压跟随电路提供的负载电流控制管Ti的输 入输出之间电压信号，来控制Tt的输入输出之间电压；一个控制开关电路，由三极管B3、 B4和电阻R3、 R4、 R5以及D6、 D7组成， 用于根据负载电压跟随电路提供的负载电流控制管L的输入输出之间电压信 号，进而控制开关管T2工作在开关状态。所述的电流给定控制电路中的电阻Ra是普通电阻和/或精密电阻；电位器Rb， 是多圈电位器和/或非多圈电位器；稳压块Dw，也可以是稳压二极管；运算放大 器IC，可以是单电源供电和/或双电源供电；CA、 CB是一个高频无感电容；负载 电流调节管L，可以是功率三极管、复合式功率三极管和/或场效应管；负载电 流取样电阻R。，是一个精密电阻和/或普通电阻；电源Ue，可以是线性稳压电源，也可以是开关稳压电源。另外，根据运算放大器ic要求可选择单电压或双电压输出。所述的给负载回路供电的电源u,电路，可以是通过变压器降压后再进行整流、滤波的直流电路，也可以是直接整流、滤波的开关降压电路。所述的负载电流控制管T"可以是一个功率三极管、复合式功率三极管和/或场效应管。所述的负载&、 G和负载电流取样电阻RQ，其中的负载电路R^可以是一个 电阻性元件、电感性元件和/或电阻性和电感性的并联或串联电路；C,可以是有 极性电容，也可以是无极性电容；负载电流取样电阻R。是一个精密电阻和/或普 通电阻。所述的负载电压跟随放大电路，其中的D2是具有单向导电特性的二极管； D3/4/5是具有单向导电特性的二极管和/或稳压管；Bl、 B2是两个PNP三极管和/或PNP形达林顿三极管，也可以根据负载电源电压的高低和负载以及负载电 流的变化范围用一个PNP三极管；Rl、 R2是普通电阻和/或精密电阻。所述的降压续流电路，其中的L是一种高频和高Q值电感，也可以是普通电感；C可以是胆电容也可以是普通电解电容；D,是一种肖特基二极管和/或快恢复二极管。所述的开关管T2，可以是P沟道场效应管，也可以是PNP功率三极管和/或 PNP型达林顿三极管。所述的控制开关电路，其中的三极管B3、 B4是开关特性的三极管和/或高 频中小功率三极管；二极管D6是发光管、稳压管和/或二极管的串联、D7是不 大于20V的稳压管，也可以是二极管的串联。 本专利技术的工作原理分述如下1、 电流给定控制电路部分，用于根据需要随时调节和控制通过负载的电流， 并使其不受负载阻抗和负载回路供电电源变化的影响。利用运算放大器具有大的放大倍数、两个输入端的输入阻抗大、相互之间 电压近似相等和电流等于零的特性，以及场效应管的栅、源极之间高阻抗的特 性，选取负载电路RL、 C,在回路中的高电位一端作为电流给定控制部分电路的参 考电位端和供电电源的参考电位端。然后，通过调节电路中的电位器RB，来改 变运算放大器IC同相输入端的电压，进而改变通过电流调节管L的电流，使取 样电阻RQ两端电压亦即运算放大器IC反相输入端本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用负载悬浮控制电路的可调电流源装置，其特征在于包括一个电流给定控制电路（１）和一个负载与给负载供电的控制电路（２），其中所述的电流给定控制电路（１）由电阻Ｒ↓［Ａ］、电位器Ｒ↓［Ｂ］、稳压块Ｄ↓［Ｗ］、电容Ｃ↓［Ａ］、电容Ｃ↓［Ｂ］、运放ＩＣ、负载电流调节管Ｔ↓［１］、负载电流取样电阻Ｒ↓［Ｑ］和电源Ｕ↓［Ｃ］组成；所述的负载与给负载供电的控制电路（２）由负载电阻Ｒ↓［Ｌ］、负载电容Ｃ↓［Ｌ］、负载取样电阻Ｒ↓［Ｑ］、负载电流调节器Ｔ↓［１］、开关管Ｔ↓［２］以及负载电压跟随电路、降压续流电路和开关管的控制电路组成；当负载电流调节管Ｔ↓［１］的输入、输出亦即漏、源之间的电压Ｕ↓［ＤＳ］大于所述开关管控制电路中的三极管Ｂ３的Ｕ↓［ｂｅ］加所述负载电压跟随电路中的二极管Ｄ３／４／５的结压降减Ｄ↓［２］的结压降时，三极管Ｂ３的集电极ｃ到发射极ｅ导通，Ｕ↓［ｃｅ］减小，三极管Ｂ４截止，开关管Ｔ↓［２］截止，负载上的电流由电感Ｌ在通电过程中产生的磁能变成电能通过二极管Ｄ↓［１］构成回路来续流，并与电容Ｃ一同提供；反之，当负载电流调节管Ｔ↓［１］的漏、源之间电压Ｕ↓［ＤＳ］小于三极管Ｂ３的Ｕ↓［ｂｅ］加二极管Ｄ３／４／５的结压降减二极管Ｄ２结压降时，三极管Ｂ３截止，Ｕ↓［ｃｅ］升高，三极管Ｂ４导通，开关管Ｔ↓［２］导通，电源Ｕ↓［Ｌ］通过电感Ｌ给负载提供电流，同时，电感Ｌ再将消耗的电能转变成磁能；与此同时，通过调节电位器Ｒ↓［Ｂ］来改变运放ＩＣ同相输入端的电压，即改变了电流调节管Ｔ↓［１］和流过负载的电流，使取样电阻Ｒ↓［Ｑ］两端的压降，即运放ＩＣ反相输入端相对于电位器Ｒ↓［Ｂ］参考电位的压降，等于运放ＩＣ同相输入端的电压，从而实现了镜像跟踪控制和使供电回路和控制性能不受负载阻抗和负载供电电源变化影响的目的。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘恒东，陈猛，
申请(专利权)人：大连大学，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]
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