本发明专利技术涉及一种恒流源，包括控制系统、直流-直流开关电源模块、线性电源模块以及外部接口模块；直流-直流电源转化模块用于为直流-直流开关电源模块和线性电源模块提供稳定的直流电源；主控模块用于控制模拟开关在内部控制和外部控制状态间切换，还用于通过数模变换模块设置直流-直流开关电源模块的输出电压和输出电流，以及用于通过模数变化模块采集负载输出正端和负载输出负端的电压。本发明专利技术即便负载为额定电流时，也能够保证线性电源模块中功率MOSFET的源极与栅极的压差（Vds）尽量小，从而能够获得较低的发热量，减小了散热器及整个设备的体积，实现了集成模块化的中大功率的快速自适应恒流源。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及调节电流的系统，特别是涉及一种恒流源。
技术介绍
目前恒流源已经广泛应用于光电、航天、机器人、通讯、医疗等领域。而大中功率恒流源中，当今应用的DC-DC恒流源的类型主要是DC-DC开关恒流源和线性恒流源两种。DC-DC开关恒流源能够自适应供给外部负载电压，通过开关模式减少在功率MOS上的功率损耗，因此转化效率高、体积小，但其响应速度慢，一般最快的也是毫秒级。线性恒流源因工作原理的原因，不能自动调节供给负载的电压，故外部供给的电源能量全部消耗在功率MOS和负载上，所以当大电流时，功率MOS管上的压降也大，承受的 功率也大，因此其发热量较大，需要足够大的散热器，从而体积庞大，但响应速度快。当恒流源应用于激光打印中的打标灰度、图层切换等应用时，需要恒流源有极快的响应速度。而在系统应用上，设备空间有限，难以加装大体积的散热器，外部所接的负载也不是定值。针对这种情况，我们有必要一种响应快，体积小的自适应的快速响应恒流源电源。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的恒流源不能兼顾高响应速度和低发热量的问题，提供一种响应快，发热小的自适应恒流源。—种恒流源，包括控制系统、直流-直流开关电源模块、线性电源模块以及外部接口模块；所述外部接口模块包括外部电源端口、地线端口、负载输出正端、负载输出负端以及信号端口，所述外部电源端口连接所述控制系统，所述负载输出正端连接所述直流-直流开关电源模块的输出端，所述负载输出负端均连接所述线性电源模块的输出端；所述控 制系统包括直流-直流电源转化模块、主控模块、模拟开关、数模变换模块及模数变换模块，所述直流-直流电源转化模块连接所述直流-直流开关电源模块和线性电源模块，用于为所述直流-直流开关电源模块和线性电源模块提供稳定的直流电源；所述主控模块连接所述模拟开关、数模变换模块及模数变换模块，所述模拟开关连接所述直流-直流开关电源模块、线性电源模块、数模变换模块及信号端口，所述模数变换模块连接所述线性电源模块、负载输出正端及负载输出负端；所述主控模块用于控制所述模拟开关在内部控制和外部控制状态间切换，还用于通过所述数模变换模块设置所述直流-直流开关电源模块的输出电压和输出电流，以及用于通过所述模数变化模块采集所述负载输出正端和负载输出负端的电压。在其中一个实施例中，所述直流-直流开关电源模块包括双路输出同步直流-直流控制器、运算放大器0P201、电阻R201、电阻R202、NMOSFET Q201、NMOSFET Q202、电感L201以及电容C201，所述双路输出同步直流-直流控制器的RUN端口连接所述模拟开关，所述双路输出同步直流-直流控制器的VFB端口通过所述电阻R202连接所述运算放大器0P201的输出端，且所述VFB端口通过所述电阻R201连接所述负载输出正端，所述双路输出同步直流-直流控制器的TG端口连接所述NMOSFET Q201的栅极，所述双路输出同步直流-直流控制器的BG端口连接所述NMOSFET Q202的栅极，所述双路输出同步直流_直流控制器的SW端口连接所述NMOSFET Q201的源极和所述NMOSFET Q202的漏极；所述运算放大器0P201的同相输入端连接所述模拟开关，所述运算放大器0P201的反相输入端连接电阻R202连接所述运算放大器0P201输出端的一端，所述NMOSFET Q201的漏极连接所述外部电源端口，所述NM0SFETQ202的源极接地，所述NMOSFET Q201的源极和所述NMOSFET Q202的漏极通过所述电感L201连接所述电容C201的一端和所述负载输出正端，所述电容C201的另一端接地。在其中一个实施例中，所述线性电源模块包括电流检测单元、运算放大器0P301、电阻R301、电阻R302以及NMOSFET Q301，所述运算放大器0P301的同相输入端连接所述模拟开关，所述运算放大器0P301的反相输入端连接所述模数变换模块，所述运算放大器0P301的反相输入端还通过所述电阻R302连接所述电流检测单元，所述运算放大器0P301的输出端通过所述电阻R301连接所述NMOSFET Q301的栅极，所述NMOSFET Q301的源极通过所述电流检测单元接地，所述NMOSFET Q301的漏极连接所述负载输出负端。 在其中一个实施例中，所述电流检测单元包括电流霍尔传感器。在其中一个实施例中，所述模数变换模块还用于将电流检测单元检测到的电流转换成数字量并传输给所述主控模块。在其中一个实施例中，所述主控模块包括单片机。在其中一个实施例中，还包括接于负载输出正端和负载输出负端之间的电阻R203。上述恒流源，在上电初始化时主控模块通过模拟开关将恒流源切换为内部控制状态，通过数模变换模块分别给定直流-直流开关电源模块两个较小的电流值(例如6A和3A)，再通过模数变换模块对负载两端的两次电压进行采样，由主控模块通过采集到的两次电压计算出当前外接负载的电阻值，然后通过数模变换模块设置好在负载所需的额定电流下直流-直流开关电源模块的输出电压，同时主控模块通过模拟开关由内部控制切换到外部控制状态。这样即便负载为最大电流(即额定电流)时，也能够保证线性电源模块中功率MOSFET的源极与栅极的压差(Vds)尽量小，从而能够获得较低的发热量，减小了散热器及整个设备的体积，实现了集成模块化的中大功率的快速自适应恒流源。附图说明图I是一实施例中恒流源的电路原理框图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。图I是一实施例中恒流源的电路原理框图。恒流源包括控制系统100、直流-直流(DC-DC)开关电源模块200、线性电源模块300以及外部接口模块400。外部接口模块400包括外部电源端口 VDD、地线端口 GND、负载输出正端VoutH、负载输出负端VoutL以及信号端口 401。外部电源端口 VDD连接控制系统100，负载输出正端VoutH连接直流-直流开关电源模块200的输出端，负载输出负端VoutL连接线性电源模块300的输出端。信号端口 401用于接收来自恒流源外部的使能信号、模拟调节信号以及其它系统报警信号。控制系统100包括直流-直流(DC-DC)电源转化模块101、主控模块102、数模变换模块103、模拟开关104及模数变换模块105。直流-直流电源转化模块101连接直流-直流开关电源模块200和线性电源模块300，用于为直流-直流开关电源模块200和线性电源模块300提供稳定的直流电源。主控模块102连接模拟开关104、数模变换模块103及模数变换模块105，模拟开关104连接直流-直流开关电源模块200、线性电源模块300、数模变换模块103及信号端口 401。模数变换模块105连接线性电源模块300、负载输出正端VoutH及负载输出负端VoutL0主控模块102用于控制模拟开关104在内部控制和外部控制状态间切换，还用于 通过数模变换模块103设置直流-直流开关电源模块200的输出电压和输出电流(即负载输出正端VoutH的输出电压和输出电流)，以及用于通过模数变化模块105采集负载输出正端VoutH和负载输出负端VoutL的电压。在其中一个实施例中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种恒流源，其特征在于，包括控制系统、直流-直流开关电源模块、线性电源模块以及外部接口模块； 所述外部接口模块包括外部电源端口、地线端口、负载输出正端、负载输出负端以及信号端口，所述外部电源端口连接所述控制系统，所述负载输出正端连接所述直流-直流开关电源模块的输出端，所述负载输出负端均连接所述线性电源模块的输出端； 所述控制系统包括直流-直流电源转化模块、主控模块、模拟开关、数模变换模块及模数变换模块，所述直流-直流电源转化模块连接所述直流-直流开关电源模块和线性电源模块，用于为所述直流-直流开关电源模块和线性电源模块提供稳定的直流电源； 所述主控模块连接所述模拟开关、数模变换模块及模数变换模块，所述模拟开关连接所述直流-直流开关电源模块、线性电源模块、数模变换模块及信号端口，所述模数变换模块连接所述线性电源模块、负载输出正端及负载输出负端； 所述主控模块用于控制所述模拟开关在内部控制和外部控制状态间切换，还用于通过所述数模变换模块设置所述直流-直流开关电源模块的输出电压和输出电流，以及用于通过所述模数变化模块采集所述负载输出正端和负载输出负端的电压。2.根据权利要求I所述的恒流源，其特征在于，所述直流-直流开关电源模块包括双路输出同步直流-直流控制器、运算放大器0P201、电阻R201、电阻R202、NMOSFET Q201、NMOSFET Q202、电感 L201 以及电容 C201， 所述双路输出同步直流-直流控制器的RUN端口连接所述模拟开关，所述双路输出同步直流-直流控制器的VFB端口通过所述电阻R202连接所述运算放大器0P201的输出端，且所述VFB端口通过所述电阻R201连接所述负载输出正端，所述双路输出同步直流-直流控制器的TG端口连接所述NMOSFET Q201的栅极，所述双...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵恒，眭肇鹏，高云峰，
申请(专利权)人：深圳市大族激光科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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