用负载悬浮控制电路的可调电流源装置制造方法及图纸

本实用新型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，其特征在于由电流给定控制部分、负载电流调节管Ｔ↓［１］的输入、输出之间电压处理部分、控制开关部分和负载与负载电源控制部分组成，所述的电流给定控制部分和负载电流调节管的输入、输出之间电压处理部分电路共用一个电源回路Ｕ↓［Ｃ１］，控制开关部分和负载与负载电源部分则各用一个电源回路Ｕ↓［Ｃ］和Ｕ↓［Ｌ］，三个回路互不干扰，并在开关管Ｔ↓［２］和降压续流电路的作用下，将负载回路多余能量的损耗减小。解决了作为可调电流源电流调节管损耗大的问题以及控制电路受负载回路电压影响的问题。为高精度发光源、发热源、快速恒流充电等，提供了一种高效率、高精度、大功率的电流源装置。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

Adjustable current source device using load suspension control circuit

The utility model discloses an adjustable current source device for load suspension control circuit, characterized by a given current control part, load current regulator tube T down 1 of the input and output voltage between the processing part, control switch and load and load power control part, the current distribution control part and load current regulation between input and output tube voltage processing circuit sharing a power circuit of U: C1, control switch and load and load power supply part with a power supply circuit of U: C and U: L, three loops do not interfere with each other, and the switch T: 2 and step-down freewheeling circuit under the action of reducing surplus power loss of load circuit. The utility model solves the problem that the current regulator tube is big loss as an adjustable current source and the influence of the load circuit voltage on the control circuit. It provides a high efficiency, high precision and high power current source device for high precision light source, heat source, fast constant current charging, etc..

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用负载悬浮控制电路的可调电流源装置技术。同时还 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。因此， 属电源与控制

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类，可分为不 可调和可调的两类。如集成电路屮的镜像电流源，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；用于压力、 温度等4 20MA变送器和恒流给定器等则是可变的电流源或恒流源。从控制特 性的角度分类，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，其负载电路和控制电路的供电电源都 来自同一回路，因此，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，因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。本技术的基本思路是将功能电路分为三部分供电， 一部分是电流给 定控制部分的功能电路和负载电流调节管T,的输入、输出之间电压处理部分的 功能电路； 一部分是控制开关部分的功能电路； 一部分是负载和负载电源控制 部分的功能电路。让三部分供电电源回路各自独立，互不干扰。其中，让电流 给定控制部分的功能电路悬浮在负载Rh C,之上，不受负载回路供电电压和负载 两端电压变化的影响；让负载电流调节管T,的输入、输出之间电压处理部分的 功能电路与电流给定控制部分的功能电路共用一个供电电源UC1，由该电路产生 的P丽信号通过光电或磁电隔离，控制开关电路，使其既不受负载两端电压变 化的影响，也不受开关电路所用电源电压的影响；让控制开关部分的功能电路 悬浮在负载回路的降压续流电路之上，使其既不受负载回路电压变化的影响， 也不会因负载两端电压或负载电源电压的变化而受到电流给定控制回路的影 响；用开关和降压续流电路来控制负载电流调节管1\的输入、输出之间的电压 在最小范围内变化，以便利用电感将通电中的电能转换为磁能或将磁能再转换 成电能向外释放，来减小电流调节管的损耗。本技术的技术解决方案是这样实现的首先确定将本技术的负载Rh a接在给负载供电电源U,的负极与电流 取样电阻R。的低电位端之间。电流取样电阻R。的高电位端依次串连电流调节管 L、电感L、开关管T2到电源l^的正端。再给电流调节管L设计一个可以随时调 节的电流给定控制电路和供电电源U。，以便根据需要随时调节通过负载上的电 流。给开关管T2设计一个控制开关管工作的电路和供电电源Uc;给电感L设计 一个磁电转换续流二极管Dl和滤波电容C;再给电流调节管L设计一个能够跟 随负载电压变化的电压跟随电路、 一个能反应L输入、输出之间电压的P丽电 路。以便通过光电隔离电路，控制开关管T2工作在开关状态，进而控制电流调 节管L的输入、输出之间电压在规定范围内变化。组成用负载悬浮控制电路的可调电流源装置的功能电路有一个电流给定控制部分由电阻Ra、电位器Rh稳压块a、电容C八、CB运算放大器IC、负载电流调 节管T,、负载电流取样电阻R。、电源l组成的电路。用于根据需要随时调节通 过负载上的电流。一个负载电流调节管L的输入、输出之间电压信号处理部分包括 一个负载电压跟随电路，由运算放大器IC1， 二极管D2，电阻R4、 电源Uu组成。用于跟随负载电压的变化，为P丽电路提供参考电位和L的输入、 输出之间电压变化信号； 一个P丽和输出隔离电路，由P丽芯片IC2、稳压二极 管D3、电阻R2、 R3、电容d、电源Uu组成。用于反应负载电流控制管L的输 入、输出之间电压和将其电压的变化变成占空比不同的光信号；一个控制开关部分由光偶E,的光敏管、电阻Rl和Uc组成。用于将P丽和输出隔离电路输出的 光信号变成电信号控制开关管T2工作在开关状态；一个负载和负载电源开关控制部分由负载R^ Cl、负载电流取样电阻R。、负载电流调节管L、降压续流电路、 开关管T2、供电电源UL组成。其中的降压续流电路，由电感U电容C、 二极管 Dl组成。用于在开关的作用下降压，并将降压过程中消耗的电能变成磁能，当 开关关断时再将磁能变成电能送给负载；开关管T2，用于根据比较放大电路提 供的负载电流调节管L的输入输出之间电压信号与降压续流电路相配合，来控 制Ti的输入输出之间的电压。本技术的技术解决方案还包括所述的电流给定控制电路中的电阻Ra，可以是普通电阻和/或是精密电阻； 电位器rb，可以是多圈电位器和/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IC1，可以是单电源供电和/或双电源供电；CA、 Cb是一个高頻 无感电容；负载电流调节管Tp可以是一个功率三极管、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Ud， 可以是线性稳压电源和/或是开关稳压电源。另外，根据运算放大器IC1要求可 选择单电压或双电压输出。所述的负载电流调节管L的输入、输出之间电压信号处理部分包括一个由 运算放大器IC1， 二极管D2，电阻R4、 R5、电源Uu组成的负载电压跟随电路和 一个由P丽芯片IC2、稳压二极管D3、电阻R2、 R3、电容d、光偶Et的发光部 分、电源Uu组成的P丽电路和输出隔离电路。其中的运算放大器IC1，可以是单电源供电的和/或是双电源供电的运算放大器；电阻R2、 R3、 R4均可以是普 通电阻；二极管D2，只要耐压满足要求即可；稳压二极管D3，可以是普通稳压 二极管和/或是高精度稳压块，还可以是利用各种二极管的PN结压降。其稳压 电压的大小，根据电流调节管L的输入、输出之间电压而定；光偶E,的发光部 分，可以是光电耦合器的发光部分，也可以是电磁偶合的初级部分；电源Ud与 电流给定控制部分相同。所述的控制开关部分，由光偶El的光敏管、电阻Rl和Uc组成。其中的光偶 ^的光敏管，可以是光电耦合器的光敏接收部分，也可以是电磁偶合的次级部分； Rl可以是普通电阻；电源Uc ，可以是线性稳压电源，也可以是开关稳压电源。所述的负载和负载电源开关控制部分，由免裁Rl、 Cl、负载电流取样电阻 RQ、负载电流调节管Ti、降压续流电路、开关管T2、电感L、电容C、 二极管D1 组成。其中的负载电路RL，可以是一个电阻性元件，也可以是一个电感性元件 或者是阻性或感性、容性的组合电路；CL可以是由极性电容也可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用负载悬浮控制电路的可调电流源装置，其特征在于由电流给定控制电路（１）、负载电流调节管Ｔ１的输入、输出之间电压处理电路（２）、控制开关电路（３）和负载与负载电源控制电路（４）组成，其中所述的电流给定控制电路（１）包括电阻Ｒ↓［Ａ］、电位器Ｒ↓［Ｂ］、稳压块Ｄ↓［Ｗ］、电容Ｃ↓［Ａ］、电容Ｃ↓［Ｂ］、运放ＩＣ、负载电流调解管Ｔ↓［１］、负载电流取样电阻Ｒ↓［Ｑ］和电源Ｕ↓［Ｃ１］；所述的负载电流调节管Ｔ↓［１］输入、输出之间电压处理电路（２）包括由运放ＩＣ１、二极管Ｄ２、电阻Ｒ４、电源Ｕ↓［Ｃ１］组成的负载电压跟随电路和由集成电路ＩＣ２、二极管Ｄ３、电阻Ｒ２、Ｒ３、电容Ｃ１、电源Ｕ↓［Ｃ１］组成的ＰＷＭ电路以及由Ｅ↓［Ｌ］的光敏管、电阻Ｒ↓［１］、Ｕ↓［Ｃ］组成的隔离电路；所述的负载和负载电源控制电路（４）则包括负载Ｒ↓［Ｌ］、Ｃ↓［Ｌ］、负载电流取样电阻Ｒ↓［Ｑ］、负载电流调节管Ｔ↓［１］、开关管Ｔ↓［２］、降压续流电路和电源Ｕ↓［Ｌ］所组成，其中的负载Ｒ↓［Ｌ］、Ｃ↓［Ｌ］接在电源Ｕ↓［Ｌ］的负极与取样电阻Ｒ↓［Ｑ］的低电位端之间；电源Ｕ↓［Ｌ］的正极与电流调解管Ｔ↓［１］之间串接开关管Ｔ↓［２］和电感Ｌ；在电流调解管Ｔ↓［１］和电感Ｌ之间接滤波电容Ｃ到电源Ｕ↓［Ｌ］负极；在开关管Ｔ↓［２］和电感Ｌ之间接续流二极管Ｄ↓［１］到电源Ｕ↓［Ｌ］负极；在取样电阻Ｒ↓［Ｑ］与电流调解管Ｔ↓［１］之间接电压跟随放大器ＩＣ１的同相输入端，其供电端接电源Ｕ↓［Ｃ１］，反相端接其输出端再与ＩＣ２的４、２脚相连，ＩＣ２的３脚对４脚接一个电容Ｃ１，５脚对４脚接一个电阻Ｒ３、接一个稳压二极管Ｄ３，并与电阻Ｒ４和二极管Ｄ２相连；电阻Ｒ４的另一端接电源Ｕ↓［Ｃ１］正极；二极管Ｄ２的另一端与电流调解管Ｔ↓［１］的输入端相连；ＩＣ２的６、７脚接电源Ｕ↓［Ｃ１］正极，１、８脚作为输出接光偶Ｅ↓［Ｌ］的发光管的阴极；电路在通电的起始阶段，ＩＣ２１、８脚的输出为低电平，光偶中的发光管发光，光敏管导通，Ｔ↓［２］导通，电源Ｕ↓［Ｌ］的电流通过电感Ｌ，这样便在给电容Ｃ充电的同时使电流在Ｔ↓［１］的控制下通过负载取样电阻Ｒ↓［Ｑ］和负载Ｒ↓［Ｌ］；当Ｔ↓［１］的输入、输出即漏、源之间的电压Ｕ↓［ＤＣ］大于ＩＣ２的５脚相对于４脚的１．２５Ｖ加上稳压管Ｄ３的压降，再减去二极管Ｄ２的导通压降时，ＩＣ２开始进入ＰＷＭ控制状态，使Ｔ↓［１］的输入、输出之间...

【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：实用新型
国别省市：91[中国|大连]