专利名称：极高精度基准电压源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基准电压源，尤其是为兰州重离子加速器主磁场电流稳定度提供极高精度的基准电压源。
背景技术：
兰州重离子加速器电源改造项目中，对主磁场(输出4000/185V)的电流稳定度需求相当高，为5×10-6/8h。而作为关键部件的电流给定基准源要远高于这个指标，即小于1×10-6/8h，这样才能保证电源的稳定度指标，以此保证兰州重离子加速器核物理实验的在线数据获取与处理。以往基准电源用的是饱和标准电池，其优点是稳定度高，但体积大，价格昂贵，在有限的空间中利用率比较低。
发明内容
本实用新型从兰州重离子加速器电源改造的实际出发，研制一种实用性强、高精度基准电压源。
为了达到电流稳定度为1×10-6/8h，在基准电源设计制作中，主要从电路设计和元器件选择两个方面着手。
一种基准电压源，供电电路采用串联调整电路，交流220V电压经整流滤波后，为50V的电压，再经二级三端稳压器预稳压，将电压稳定在±15V，稳定度基本上可达到1×10-4/8h，此电压再经调整管放大给末级LM399供电。U5、U6、U7为三个LM399组成的多级稳压方式，将给运算放大器OPA2227提供基准电压，它的稳定度的好坏，决定了整个电路的精度。基准电压与取样电路和构成差模电压，经运算放大器放大后去推动复合调整管工作，末级LM399采用稳流方式，这样能够更好地给LM399提供稳定电流，减小因供电电流的变化而引起的输出电压的变化，以达到稳定度好于1×10-6/8h的需要。末级LM399的限流电阻一经确定，可通过调节基准电压的电位器，而选择最佳的工作电流。末级LM399利用运算放大器同相放大后，最终获得10V基准电压源。
本实用新型的优点及产生的有益效果是1、供电电路选择线性串联调整电路，是保证本实用新型达到极高精度的重要基础环节，其调节性能好，能达到较高的精度；2、对基准电压源，采取老化措施，通过高温老化，加速起始漂移，提高了电路稳定性能；3、选用了高增益的低漂移的OP2227双运算放大器，控制电流所需的误差电压的变化量；4、采用两种电容并联工作，保证了电路的高、低频性能，使电路从低频到高频很宽的频率范围内，去耦和滤波特性比较理想；5、电路中加了预稳压环节，减小了电网对电路的影响；6、正确设计结构及布线，直接影响着基准电压源整机的质量，涉及很多方面的因素。本实用新型对滤波电容的引线和取样电阻的引线，尽量做到短而粗，减小导线内的脉动电流而产生的噪声电压。对地线的布设，贯彻了点接地的原则，即在一个小区域采用大面积覆盖地线，以减小地阻抗干扰。输入输出端尽量运离，或因地线隔开，避免产生耦合；7、无器件的选用对整个电路稳定电流起到至关重要的作用。电阻器温度系数低，电压系数小，电容选用绝缘电阻大，介质损耗小，漏电流小，保证了整个电路的稳定可靠运行及精度要求。本实用新型采用的电阻是R×70，0.005％精度的精密锰铜线绕电阻，选用的电容是CA型固体钽电容，性能指标为漏电流Io≤0.5MA，损耗角正切tg80＜8。
图1是极高精度基准电压源方框图图2是极高精度基准电压源线路图图3是极高精度电压源输出10V电压基准线路图图4是极高精度基准电压源八小时稳定度测量曲线具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型再作进一步的说明实施例1，一种极高精度基准电压源，电路采用串联调整电路，交流220V电压经整流滤波后，为50V电压，再经过二级三端稳压器，将电压稳定在±15V，稳定度基本上可达到1×10-4/8h，此电压再经调整放大给末级LM399供电，U5、U6、U7为三个LM399组成的多级稳压方式，将给运算放大器OPA2227提供基准电压。基准电压与取样电路构成差模电压，经运算放大器放大后去推动复合调整管工作，末级LM399采用稳流方式，以达到稳定度好于1×10- 6/8h的需要(参见图1、图2)。
取Rf＝9KΩ，RL＝20KΩ，根据Vo=6.95V(HRfRL)]]>即可得Vo≈10V(见图3)。长期稳定度测量选用英制八位半7081数字电压表，从负载端(27K精密线绕电位器)取电压测量信号，整个电路放在恒温箱内，测量为八个半小时，采样时间为51.2秒，八个半小时共取回565个数，前半小时36个值不参加计算，从D36-D565的值中各舍去一个最大值和最小值。再确定最大值和最小值。数据由计算机获取自动处理。
图4是测定的长期电压稳定度曲线，电压稳定度为S＝8.1×10-7/8h达到了实用的目的。
权利要求1.一种极高精度基准电压源，其特征是供电电路采用串联调整电路，交流220V电压经整流滤波后，再经二极三端稳压器预稳压，将电压稳定在±15V；再经调整管放大管放大给末级LM399供电；U5、U6、U7为三个LM399组成的多级稳压方式，给运算放大器OPA2227提供基准电压；基准电压与取样电路构成差模电压，经运算放大器放大后去推动复合调整管工作，给LM399提供稳定电流，末级LM399的限流电阻一经确定，可通过调节基准电压的电位器，选择最佳工作电流，末级LM399利用运算放大器同相放大后，最终获得10V基准电压源。
专利摘要本实用新型公开一种极高精度基准电压源。供电电路采用串联调整电路、交流220V电压经整流滤波后，再经二级三端稳压器预稳压，将电压稳定在±15V，再经调整放大管放大给末级LM399供电，给运算放大器OPA2227提供基准电压。基准电压与取样电路构成差模电压，经运算放大器放大后去推动复合调整管工作，给LM399提供稳定电流。取末级LM399的R
文档编号G05F1/10GK2696015SQ20042004185
公开日2005年4月27日 申请日期2004年4月16日 优先权日2004年4月16日
发明者张曙, 冯秀明 申请人:中国科学院近代物理研究所