恒流输出电路的制作方法
【专利摘要】一种恒流输出电路，包括分压电路、运算放大电路以及负反馈补偿电路，所述分压电路包括第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3，所述运算放大电路包括运算放大器U1、第四电阻R4、第五电阻R5以及第六电阻R6，所述负反馈补偿电路包括第七电阻R7以及第八电阻R8。本实用新型电路与传统的恒流电路相比，具有输出电流稳定、输出范围可调、输出精度高等优点；与传统的油量采集电路相比，大大减少了软件开发的工作量，且其应用非常灵活，而且成本优势明显。另外，其各部分电路均可由离散原器件搭建，如此在保证恒流输出的同时，显著降低了物料成本，在某些应用中显示出了明显的优势。
【专利说明】
恒流输出电路
技术领域
[0001]本实用新型属于恒流输出驱动技术领域，尤其涉及一种恒流输出电路。
【背景技术】
[0002]目前，主流的模拟量采样电路大致有两类:一类是将油量传感器上拉至固定电压，经分压由MCU采集，计算出外部传感器电压；另一类是由恒流源给油量传感器提供电流，从而直接读出外部阻值。第一类电路结构简单，需要比较复杂的软件滤波及采集算法，采集精度较差。且由于电阻本身误差，产线需要对每个产品进行校准，以此保证采样精度要求。上述这些缺点如果用恒流源供电电路，则完全可以避免。由于恒流电路输出电流恒定，并且精度较高，所以软件只需要将读到的电压值转换成外部电阻值就可以直接算出当前油量。该方法对软件算法及产线校准的要求大大降低，从而使系统鲁棒性大大提高。因此，在中高端汽车仪表上大都应用此恒流源电路。
[0003]电压上拉式采集电路还有一个潜在缺陷，就是受上拉电压波动影响较大。由于期间离散型等原因，无法保证上拉电源一直保持恒定，这将影响采样精度，从而导致油量判断出现偏差。
[0004]对于恒流源供电电路，目前市场上也有多种方案，但是，均具有输出电流不稳定、输出范围不可调、输出精度低等缺点。
【实用新型内容】
[0005]基于此，针对上述技术问题，提供一种恒流输出电路。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]—种恒流输出电路，包括分压电路、运算放大电路以及负反馈补偿电路，所述分压电路包括第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3，所述第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R2依次与第一电源Vl串联后接地，所述运算放大电路包括运算放大器U1、第四电阻R4、第五电阻R5以及第六电阻R6，所述负反馈补偿电路包括第七电阻R7以及第八电阻R8，所述运算放大器Ul的正极与第二电源V2连接后接地，负极接地，该运算放大器Ul的输出端与所述第八电阻R8连接后接地，所述第四电阻R4—端与所述第一电阻Rl以及第二电阻R2连接，另一端与所述运算放大器Ul的同相输入端连接，所述第五电阻R5的一端与所述运算放大器Ul的同相输入端连接，另一端与所述第八电阻R8的接地端连接，所述第六电阻R6—端与所述第二电阻R2以及第三电阻R3连接，另一端与所述运算放大器Ul的反相输入端连接，所述第七电阻R7—端与所述运算放大器Ul的反相输入端连接，另一端与所述运算放大器Ul的输出端连接。
[0008]所述第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7以及第八电阻R8的阻值满足如下关系:
[0009]1?5/1?4 = 1?7/1?6，且1?4 = 1?6，1?5 = 1?7;
[0010]R5?100*R8,且 R5>>1000 欧姆；
[0011]R5、R7〈10 千欧。
[0012]本实用新型结构简单、制作方便，并具有如下优点:
[0013]1、能够确保电源电压波动时，电流输出恒定；
[0014]2、显著减少软件工作量，只需产线校准后软件直接读取电压即可；
[0015]3、可以方便地调节输出电流大小；
[0016]4、与传统的恒流输出电路相比，具有配置灵活、调节简单，价格便宜等优点。
【附图说明】
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】本实用新型进行详细说明:
[0018]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]如图1所示，一种恒流输出电路，包括分压电路110、运算放大电路120以及负反馈补偿电路130。
[0020]分压电路110与第一电源Vl连接，用来调节运算放大电路120的输入电压，从而使输出电流范围可调，保证了电路功能的灵活性;运算放大电路120用来隔离输入与输出，保证输出电流不受负载变化及电源波动的影响；负反馈补偿电路130能将运算放大电路120的输出误差反馈至该运算放大电路120的输入端，自动调节输出能力，当油量传感器的阻值发生变化时，保持输出电流恒定。
[0021]其中，分压电路110包括第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3，第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R2依次与第一电源Vl串联后接地。
[0022]分压电路110还包括第一电容Cl以及第二电容C2，第一电容Cl与第一电阻Rl连接后接地，构成低通滤波器，第二电容C2与第二电阻R2连接后接地，构成低通滤波器，在保证输入到运算放大电路120电压恒定的同时，滤除干扰，使输入到运算放大电路120的信号稳定，没有干扰。
[0023]运算放大电路120包括运算放大器Ul、第四电阻R4、第五电阻R5以及第六电阻R6，负反馈补偿电路130包括第七电阻R7以及第八电阻R8。
[0024]运算放大器Ul的正极与第二电源V2连接后接地，负极接地，该运算放大器Ul的输出端与第八电阻R8连接后接地，第四电阻R4—端与第一电阻Rl以及第二电阻R2连接，另一端与运算放大器Ul的同相输入端连接，第五电阻R5的一端与运算放大器Ul的同相输入端连接，另一端与第八电阻R8的接地端连接，第六电阻R6—端与第二电阻R2以及第三电阻R3连接，另一端与运算放大器Ul的反相输入端连接，第七电阻R7—端与运算放大器Ul的反相输入端连接，另一端与运算放大器Ul的输出端连接，其中，第二电阻R2两端分别作为运算放大器Ul的同相输入端及反相输入端输入。
[0025]其中，运算放大器Ul起到放大作用的同时，还保证输入与输出的隔离，从而保证输出电流不受负载变化及电源波动的影响，第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻R7用于调整放大增益，用来扩大输出电流调整范围。
[0026]第七电阻R7除了用于增益调整，还作为反馈电阻将输出误差反馈至运算放大器Ul的反相输入端，以补偿输出误差。
[0027]经推导、计算可得输出电流的计算公式:
[0028]1ut=[V1*R2/(R1+R2+R3)]*(R5/R4)/R8；
[0029]由上式可知，输出电流只与第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第八电阻R8以及第一电源Vl有关，只要保持这些参数不变，输出电流将维持恒定，由于这些电阻都是高精度电阻，且第一电源Vl的精度也较高，所以输出电流精度也较尚O
[0030]较佳的，为了使本实用新型电路的性能达到优秀状态，第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7以及第八电阻R8的阻值需满足如下关系:
[0031]1?5/1?4 = 1?7/1?6，且1?4 = 1?6，1?5 = 1?7;
[0032]R5?100*R8,且 R5>>1000 欧姆；
[0033]R5、R7〈10 千欧。
[0034]本实用新型电路与传统的恒流电路相比，具有输出电流稳定、输出范围可调、输出精度高等优点；与传统的油量采集电路相比，大大减少了软件开发的工作量，且其应用非常灵活，而且成本优势明显。另外，其各部分电路均可由离散原器件搭建，如此在保证恒流输出的同时，显著降低了物料成本，在某些应用中显示出了明显的优势。
[0035]但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。
【主权项】
1.一种恒流输出电路，其特征在于，包括分压电路、运算放大电路以及负反馈补偿电路，所述分压电路包括第一电阻Rl、第二电阻R2以及第三电阻R3，所述第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R2依次与第一电源Vl串联后接地，所述运算放大电路包括运算放大器U1、第四电阻R4、第五电阻R5以及第六电阻R6，所述负反馈补偿电路包括第七电阻R7以及第八电阻R8，所述运算放大器Ul的正极与第二电源V2连接后接地，负极接地，该运算放大器Ul的输出端与所述第八电阻R8连接后接地，所述第四电阻R4—端与所述第一电阻Rl以及第二电阻R2连接，另一端与所述运算放大器Ul的同相输入端连接，所述第五电阻R5的一端与所述运算放大器Ul的同相输入端连接，另一端与所述第八电阻R8的接地端连接，所述第六电阻R6—端与所述第二电阻R2以及第三电阻R3连接，另一端与所述运算放大器Ul的反相输入端连接，所述第七电阻R7—端与所述运算放大器Ul的反相输入端连接，另一端与所述运算放大器Ul的输出端连接。2.根据权利要求1所述的一种恒流输出电路，其特征在于，所述第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7以及第八电阻R8的阻值满足如下关系:R5/R4 = R7/R6，且R4 = R6，R5 = R7; R5?100*R8，且 R5>>1000 欧姆； R5、R7〈10 千欧。
【文档编号】G05F1/46GK205644336SQ201520947943
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年11月24日
【发明人】段光华
【申请人】上海伟世通汽车电子系统有限公司