一种恒流源电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种恒流源电路，包括一基准电源芯片、一运算放大器芯片以及第一至第五电阻，所述基准电源芯片的输入端接有输入滤波电路，所述基准电源芯片的输出端接有输出滤波电路，所述基准电源芯片输出端与所述运算放大器芯片的正输入端之间接有第四电阻R4，所述运算放大器芯片的负输入端与接地极之间接有第二电阻R2，所述运算放大器芯片的负输入端和其输出端之间接有第一电阻R1，所述运算放大器芯片的输出端和输出负载之间接有第三电阻R3，所述运算放大器芯片的正输入端和输出负载之间接有第五电阻R5。本实用新型专利技术提高了输出精度和温度稳定性，可以满足井径测量等对恒流源电路的性能要求，更适用于油井井径测量这种对电路的集成化和温度性能都有较高要求的场合。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电源电路，特别是一种恒流源电路。
技术介绍
井径测量是石油测井工程中的必测项目。井径曲线描绘了井眼的连续径向尺寸，通过井径曲线可以反映出井眼大小是否符合要求、是否有坍塌现象、测井过程是否有遇阻和遇卡现象等。通过井径曲线的解释，可估算固井时所需要的水泥量，同时可作为辅助曲线，验证其他测井曲线是否存在异常。目前进行井径测量的测井仪器电路，绝大多数都是利用恒流源电路测量的，因此恒流源电路性能的好坏直接影响到井径测量结果的精度。恒流源是输出电流保持恒定的电流源，理想的恒流源应该具有以下特点不因负载输出电压变化而改变；不因环境温度变化而改变；内阻为无限大以使其电流可以全部流出到外面。而在实际设计与应用中，并不能保证恒流源的输出电流绝对稳定，其产生变化的原因是多方面的，主要有以下几个因素1输入电压不稳定所致，供电电源有高峰期有低谷期，不可能始终稳定如初；2由负载变化形成的，比如负载短路，负载电流会很大，电源的输出电压会趋于接近于零，时间一长还会烧坏电源；3由恒流源本身条件促成的，比如构成恒流源的元件质量不好，参数变化或完全失效时，就不能很好地调节前两种条件变化引起的波动；4元器件因受温度、湿度等环境的影响而改变性能也会使恒流源输出不稳定。目前，常用三端稳压集成电路构成恒流源电路，如附图1所示，其具有元件易购、电路简单等特点，但首先LM317稳压块的输出电压变化范围较大，一般为1. 25V至1. 37V，对恒流源输出精度与稳定性影响都较大，其次是LM317稳压块都有一个最小稳定工作电流，一般为1. 5mA，由于LM317稳压块的生产厂家不同、型号不同，其最小稳定工作电流也不相同，当LM317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时，稳压块就不能正常工作。因此，如果用LM317稳压块制作恒流源时，没有注意其最小稳定工作电流，就可能导致恒流源工作不正常。另外，由于LM317的温度性能并不十分理想，因此尤其在石油测井仪器中使用时，随着井深的增加，井内温度的上升，导致恒流源的输出发生变化，直接导致井径测量结果发生偏差。
技术实现思路
本技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种高输出精度和稳定性的恒流源电路。本技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是一种恒流源电路，包括一基准电源芯片、一运算放大器芯片以及第一至第五电阻，所述基准电源芯片的输入端接有输入滤波电路，所述基准电源芯片的输出端接有输出滤波电路，所述基准电源芯片的输出端与所述运算放大器芯片的正输入端之间接有第四电阻R4，所述运算放大器芯片的负输入端与接地极之间接有第二电阻R2，所述运算放大器芯片的负输入端和其输出端之间接有第一电阻R1，所述运算放大器芯片的输出端和输出负载之间接有第三电阻R3，所述运算放大器芯片的正输入端和输出负载之间接有第五电阻R5。所述输入滤波电路包括第一电容Cl,所述第一电容Cl的一端与所述基准电源芯片的输入端相连，另一端与接地极相连。所述输出滤波电路包括第二电容C2，所述第二电容C2的一端与所述基准电源芯片的输出端相连，另一端与接地极相连。所述输出滤波电路还包括第三电容，所述第三电容的电容值大于或等于第二电容C2的电容值的10倍，所述第三电容的一端与所述基准电源芯片的输出端相连，另一端与接地极相连。本技术具有的优点和积极效果是针对利用LM317模块设计的恒流源的不足之处，采用了精密基准电源芯片、运算放大器以及高精度电阻等组成一种高精度的恒流源，输入级使用高精度基准电源芯片，其具有低噪声、高精度和低温度漂移性能，在基准电源芯片的输入端并联一个0.1 ii F电容,可防止输入电源电压会突变,并降低电源噪声，同样，输出端并联典型值为0.1 可滤除任何低电平噪声电压，并不会影响器件工作；输出级采用运算放大器与高精度电阻组成，既能保证输出阻抗，又有足够的温度稳定性，因此可以满足井径测量等对恒流源电路的性能要求，其不论在恒流输出精度还是在温度稳定性能上，都比传统的LM317等稳压模块所设计的恒流源有很大的提高，更适用于油井井径测量这种对电路的集成化和温度性能都有较高要求的场合。附图说明图1为采用LM317模块设计的恒流源电路原理图；图2为本技术的电路原理图。图2中U1、运算放大器芯片；U2、基准电源芯片；R1_R5、第一至第五电阻；C1_C2、第一至第二电容。具体实施方式为能进一步了解本技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下请参阅图2，一种恒流源电路，包括一基准电源芯片、一运算放大器芯片以及第一至第五电阻，所述基准电源芯片的输入端接有输入滤波电路，所述基准电源芯片的输出端接有输出滤波电路，所述基准电源芯片的输出端与所述运算放大器芯片的正输入端之间接有第四电阻R4，所述运算放大器芯片的负输入端与接地极之间接有第二电阻R2，所述运算放大器芯片的负输入端和其输出端之间接有第一电阻R1，所述运算放大器芯片的输出端和输出负载之间接有第三电阻R3，所述运算放大器芯片的正输入端和输出负载之间接有第五电阻R5。所述输入滤波电路可包括第一电容Cl，所述第一电容Cl的一端与所述基准电源芯片的输入端相连，另一端与接地极相连。所述输出滤波电路可包括第二电容C2，所述第二电容C2的一端与所述基准电源芯片的输出端相连，另一端与接地极相连。所述输出滤波电路还可包括第三电容，所述第三电容的电容值大于或等于第二电容C2的电容值的10倍，所述第三电容的一端与所述基准电源芯片的输出端相连，另一端与接地极相连。作为输入级的基准电源芯片，选取目前市场上性能超过LM317稳压芯片的高精度基准电压芯片，选取参考指标考虑低噪声、高精度和低温度漂移性能，在整个温度变化范围内电压输出变化非常小，选取这样的基准电源芯片，为后级的恒流输出提供了一个非常稳定的恒压源。在输入端上为防止电源会突然变化，并降低电源噪声，可并联一个0.1ilF电容。同样，输出电容典型值为0. lyF可滤除任何低电平噪声电压，并不会影响器件工作。此夕卜，额外并联一个I UF至IOiiF的输出电容可以改善负载瞬态响应，电容此时充当存储能量源，可增大负载电流。添加输出电容时，唯一会下降的参数是开启时间，后者取决于所选电容的参数。在输出端也可以同样只保留一个0.1 ii F的输出滤波电容。在恒流输出级，本技术采用高性能运算放大器与高精度电阻组成，参考指标为其既有极低的失调电压特性，又具有非常低的输入偏置电流特性，与JFET放大器不同，其低偏置和失调电流对环境温度相对不敏感，即使环境温度高达125°C，该性能仍然保持稳定。该电路利用运算放大器在理想状态下虚短、虚断的原理而设计，减少输出电流受负载变化的影响。基准电阻采用精度千分之一的金属箔电阻，温漂低，能够将温度漂移对恒流源的输出影响降到最小。采用本设计的额定5. OlmA恒流源电路，其温度及负载特性如下所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种恒流源电路，其特征在于，包括一基准电源芯片、一运算放大器芯片以及第一至第五电阻，所述基准电源芯片的输入端接有输入滤波电路，所述基准电源芯片的输出端接有输出滤波电路，所述基准电源芯片的输出端与所述运算放大器芯片的正输入端之间接有第四电阻（R4），所述运算放大器芯片的负输入端与接地极之间接有第二电阻（R2），所述运算放大器芯片的负输入端和其输出端之间接有第一电阻（R1），所述运算放大器芯片的输出端和输出负载之间接有第三电阻（R3），所述运算放大器芯片的正输入端和输出负载之间接有第五电阻（R5）。

【技术特征摘要】
1.一种恒流源电路，其特征在于，包括一基准电源芯片、一运算放大器芯片以及第一至第五电阻，所述基准电源芯片的输入端接有输入滤波电路，所述基准电源芯片的输出端接有输出滤波电路，所述基准电源芯片的输出端与所述运算放大器芯片的正输入端之间接有第四电阻(R4)，所述运算放大器芯片的负输入端与接地极之间接有第二电阻(R2)，所述运算放大器芯片的负输入端和其输出端之间接有第一电阻(R1)，所述运算放大器芯片的输出端和输出负载之间接有第三电阻(R3)，所述运算放大器芯片的正输入端和输出负载之间接有第五电阻(R5)。2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵志恒，
申请(专利权)人：天津市泰华科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：