专利名称：一种低成本高分辨率数控恒流源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种改进的恒流源，属电源电路技术领域。
背景技术：
恒流源是电子电路中经常使用的一种有着特别要求的电源，其主要特点是在负载发生变化时，电源输出的电流要尽可能地保持稳定。在数控恒流源电路中，D/A转换的输出是恒流源电路的基准，恒流源的分辨率即取决于所用D/A转换芯片的位数。为能达到高分辨率数控恒流源的技术指标，对它有两点基本要求一是步进量值分辨要明显；二是输出稳定。目前，国内的高分辨率数控恒流源电路大都采用一片D/A芯片来控制恒流电路。这种电路结构不仅要采用高精度、高稳定性的元器件，同时还受到取样电压和功耗的限制(尤其是电流较大时)。当分辨率较高(10位以上)时，D/A芯片的每级输出值将会很小。其结果将会造成数控恒流源在实际输出时，分级模糊不清，直接影响到恒流源的性能指标。又由于要采用高精度、高稳定性的元器件，因此数控恒流源的成本很高，调试也很困难。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种采用普通元器件、在高分辨率(12位以上)时输出分级明显、稳定的高分辨率数控恒流源。
解决上述问题的技术方案是一种低成本高分辨率数控恒流源，它由D/A输入接口电路、低位数控恒流源电路和高位数控恒流源电路组成，其中
高位数控恒流源电路由D/A芯片U1、运算放大器U3、U5、VMOS功率管QI、电阻R3、R4、R5、R6、R7、R12、R13、R15组成，D/A芯片U1的11脚、12脚分别接运算放大器U3的负相端和正相端，运算放大器U3的输出端接运算放大器U5的正相端，U5的负相端和输出端分别接VMOS功率管的漏极和栅极，VMOS功率管的源极接输出负载，电阻R3、R4是运算放大器U3的负相端反馈电阻，电阻R4经电阻R3接D/A芯片U1的9脚，电阻R7、R12是运算放大器U5的负相端反馈电阻，电阻R6一端经电阻R7接运算放大器U5的负相端，另一端接地；低位数控恒流源电路由D/A芯片U2、运算放大器U4、U6、VMOS功率管Q2、电阻R1、R2、R10、R8、R9、R11、R14、R16组成，其连接方法与高位数控恒流源电路相同；D/A芯片U1、U2的数据脚组成D/A输入接口电路，U1和U2的1、2、17、18脚对应相接，4～7、13～16八个脚接数据输入端，1、2、17、18脚接控制信号端；功率管Q1、Q2的源极并接后作为恒流源电路的输出端。
上述低成本高分辨率数控恒流源，所述D/A芯片U1、U2的8脚分别接基准电压VRE1、VRE2，19脚接芯片供电电源VCC。
按照本实用新型制作的低成本高分辨率数控恒流源，具有结构简单、分辨率高、输出分级清晰、对元器件的的精度要求不高的优点。同时，因元器件少，电路简单，故生产成本较低，调试及维护也比较简单。
图1是本实用新型的电原理框图；图2是电原理图。
具体实施方式
本实用新型是一种低成本高分辨率数控恒流源，它由D/A输入接口电路1、高位数控恒流源电路2和低位数控恒流源电路3组成。高位数控恒流源电路2由D/A芯片U1、运算放大器U3、U5、VMOS功率管QI、电阻R3、R4、R5、R6、R7、R12、R13、R15组成，低位数控恒流源电路3由D/A芯片U2、运算放大器U4、U6、VMOS功率管Q2、电阻R1、R2、R10、R8、R9、R11、R14、R16组成，其连接方法与高位数控恒流源电路2相同。在上述电路中，采用了分档调节(即粗调和细调)、输出求和的电路结构。由U2、U3、U5、Q1等组成一个高8位的数控恒流源电路，用于粗调。由U1、U4、U6、Q2等组成一个低8位的数控恒流源电路，用于细调。D/A芯片U1、U2的两输入端组合成一个16位D/A输入接口电路1(也可根据需要选取12～16位)。高位和低位两个恒流源的VMOS功率管Q1和Q2的源极端进行求和总加后为它们的输出端，在负载RF上，就可得到一个由12～16位输入控制的高分辨率恒流电流。图中电阻R6、R8分别是高位和低位两个恒流源电路的取样电阻，RF是负载，VCC是D/A芯片U1、U2和运算放大器U3～U6的供电电源，VRE1和VRE2是基准电压，D/A芯片U1、U2的D0～D15为16条数据线，CS、Xf、WR为D/A的控制信号线。
上述电路采用的部分元件的型号如下D/A芯片U1、U2为DAC0832；U3～U6为运算放大器芯片OP07；VMOS功率管Q1为IRFP460，Q2为IRF830。
权利要求1.一种低成本高分辨率数控恒流源，其特征在于它由D/A输入接口电路[1]、高位数控恒流源电路[2]和低位数控恒流源电路[3]组成，其中高位数控恒流源电路[2]由D/A芯片U1、运算放大器U3、U5、VMOS功率管QI、电阻R3、R4、R5、R6、R7、R12、R13、R15组成，D/A芯片U1的11脚、12脚分别接运算放大器U3的负相端和正相端，运算放大器U3的输出端接运算放大器U5的正相端，U5的负相端和输出端分别接VMOS功率管的漏极和栅极，VMOS功率管的源极接输出负载，电阻R3、R4是运算放大器U3的负相端反馈电阻，电阻R4经电阻R3接D/A芯片U1的9脚，电阻R7、R12是运算放大器U5的负相端反馈电阻，电阻R6一端经电阻R7接运算放大器U5的负相端，另一端接地；低位数控恒流源电路[3]由D/A芯片U2、运算放大器U4、U6、VMOS功率管Q2、电阻R1、R2、R10、R8、R9、R11、R14、R16组成，其连接方法与高位数控恒流源电路[2]相同；D/A芯片U1、U2的数据脚组成D/A输入接口电路[1]，U1和U2的1、2、17、18脚对应相接，4～7、13～16八个脚接数据输入端，1、2、17、18脚接控制信号端；功率管Q1、Q2的源极并接后作为恒流源电路的输出端。
2.根据权利要求1所述的低成本高分辨率数控恒流源，其特征在于D/A芯片U1、U2的8脚分别接基准电压VRE1、VRE2，19脚接芯片供电电源VCC。
专利摘要一种低成本高分辨率数控恒流源，属电源电路技术领域，用于解决以普通元器件制作分级明显、分辨率高而稳定的数控恒流源问题。其技术方案是，它由D/A输入接口电路、低位数控恒流源电路和高位数控恒流源电路组成，所述高位和低位数控恒流源电路均由D/A芯片、运算放大器、VMOS功率管和电阻组成，两电路的D/A芯片的两输入端组合成一个16位D/A输入接口电路，其源极端进行求和总加后作为恒流源的输出端。本实用新型具有结构简单、分辨率高、输出分级清晰、对元器件的精度要求不高的优点。同时，因电路简单，故生产成本较低，调试及维护也比较简单。
文档编号G05F1/10GK2641689SQ0325329
公开日2004年9月15日 申请日期2003年9月4日 优先权日2003年9月4日
发明者王保利, 王博文, 侯建江, 曹淑英 申请人:保定天威集团有限公司