一种带开路保护的高精度恒流源的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种带开路保护的高精度恒流源，由基准电压源、运算放大器、输出复合管和开路保护电路组成，基准电压源的输出依次经运算放大器、输出复合管接至开路保护电路的输入端，开路保护电路包括两只与输出复合管联接的二极管，其中一只二极管输出加在被测电阻上形成负载测量电路，另一只二极管的输出经一只稳压管接至设备零线，形成开路保护。本实用新型采用了带有加热恒温功能的基准源以及高输入阻抗低漂移的运算放大器，输出级采用场效应管和三极管组成的复合管，具有很高的放大倍数和较低的温度系数，确保了恒流输出的高精度和稳定度；恒流源增加了开路保护电路，当负载撤离恒流源时，能无缝接入假负载，提高了恒流源电路的可靠性。
【专利说明】一种带开路保护的高精度恒流源
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电路设计【技术领域】，涉及模拟集成电路中的一种单元电路，特别是一种带开路保护的高精度(精度优于0.01%)恒流源。
【背景技术】
[0002]现有恒流源有两种，一种是进口的高精度的源表如安捷伦的B2911A、爱德万的6166等，另一种是用户用各种分立或集成芯片搭建成的恒流源电路。进口的高精度的源表虽然精度优于0.01%，稳定度也很高，但价格均很昂贵，且体积较大，不容易集成到嵌入式控制系统；用户用各种分立或集成芯片搭建成的恒流源电路的精度、稳定度只能满足一般使用要求，不具备推广价值；而且这两种电路在接入自动测量回路时，均需再外加开路保护电路。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，提供一种结构简单、体积小、精度和稳定度高、成本低、工作可靠性好、宜于推广应用的带开路保护的高精度恒流源。
[0004]为实现上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的:所提供的带开路保护的高精度恒流源由基准电压源、运算放大器、输出复合管和开路保护电路组成，基准电压源的输出端依次经运算放大器、输出复合管后接至开路保护电路的输入端，开路保护电路包括两只与输出复合管输出端联接的二极管，其中第一只二极管输出加在被测电阻上形成负载测量电路，第二只二极管的输出经一只稳压管接至设备零线，形成开路保护。由于在恒流源中设置了由第二只二极管和稳压管组成的开路保护电路，通过稳压二极管稳压值的合理设置，确保测试时在负载上产生的最大压降小于稳压二极管的稳压值。这样，在有负载时，由于电压隔离作用，恒流只能通过第一只二极管至负载这条回路流动；而当负载开路时，便无缝通过第二只二极管和稳压管的回路流动，确保了恒流源的稳定和可靠。
[0005]上述带开路保护的高精度恒流源中，基准电压源采用型号为LM199AH的器件。
[0006]上述带开路保护的高精度恒流源中，运算放大器采用型号为0P07或0P77的运算放大器。
[0007]上述带开路保护的高精度恒流源中，输出复合管为由场效应管和两级三极管组成的恒流源输出级电路，其中场效应管采用P沟道场效应管，第一级三极管选用PNP型三极管，第二级三极管选用NPN型三极管。
[0008]上述带开路保护的高精度恒流源中，场效应管采用P沟道耗尽型场效应管BS250，第一级三极管选用三极管9015，第二级三极管选用三极管9013。
[0009]与现有技术相比，本实用新型的结构简单、体积小、操作方便、使用效果好，该恒流源采用了带有加热恒温功能的基准源以及高输入阻抗低漂移的运算放大器，输出级采用P沟道场效应管和三极管组成的复合管，具有很高的放大倍数和较低的温度系数，确保了恒流输出的高精度(精度优于0.01%)和稳定度；同时该恒流源还增加了开路保护电路，当负载撤离恒流源时，能无缝接入假负载，提高了恒流源电路的可靠性，因此具有较好的推广价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型一个具体实施例的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]参见附图，本实用新型所述的带开路保护的高精度恒流源由基准电压源A101、运算放大器A102、输出复合管和开路保护电路组成，基准电压源AlOl的输出端依次经运算放大器A102、输出复合管后接至开路保护电路的输入端。
[0012]基准电压源AlOl采用可悬浮输出、带恒温器的稳压管，器件型号为LM199AH，该电路提供高精度、高稳定的基准电压源Vref，其温度系数为0.0001%,长期稳定性为20ppm。
[0013]运算放大器A102及外围电路组成一个电压负反馈，由负反馈运放的“虚短”可得:
[0014]UAB = Uref。
[0015]具体结构中，运算放大器A102可选用低漂移的0P07或0P77的运算放大器。
[0016]输出复合管为由场效应管Ql及两级三极管VlOl和V102组成的恒流源输出级电路。由于场效应管是电压控制器件，栅极基本上不取电流(即Ig?O)而三极管的基极总要取一定的电流，又由于场效应管是多子导电，而三极管则是既利用多子又利用少子，而且少子的浓度易受温度、辐射等外界条件的影响，因此场效应管Ql采用P沟道场效应管，第一级三极管VlOl选用PNP型三极管，第二级三极管V102选用NPN型三极管。具体结构中，场效应管Ql可选用P沟道耗尽型场效应管BS250，第一级三极管VlOl可选用三极管9015 (PNP)，第二级三极管VlOl可选用三极管9013 (NPN)。
[0017]输出恒流1ut由公式lout = Uab/R103进行计算。
[0018]开路保护电路包括两只与输出复合管输出端联接的二极管V103和V104，其中第一只二极管V103输出加在被测电阻上形成负载测量电路，第二只二极管V104的输出经一只稳压管V105接至设备零线，形成开路保护。实际应用中，通过对稳压二极管稳压值的合理设置，确保测试时在负载上产生的最大压降小于稳压管V105的稳压值。这样，当有负载时，由于电压隔离作用，恒流只能通过Ia这条回路流动，而当负载开路时，便无缝通过Ib回路流动，确保了恒流源的稳定和可靠。
【权利要求】
1.一种带开路保护的高精度恒流源，其特征在于:由基准电压源、运算放大器、输出复合管和开路保护电路组成，基准电压源的输出端依次经运算放大器、输出复合管后接至开路保护电路的输入端，开路保护电路包括两只与输出复合管输出端联接的二极管(V103、V104)，其中第一只二极管(V103)输出加在被测电阻上形成负载测量电路，第二只二极管(V104)的输出经一只稳压管(V105)接至设备零线，形成开路保护。
2.根据权利要求1所述的带开路保护的高精度恒流源，其特征在于:所述的基准电压源采用型号为LM199AH的器件。
3.根据权利要求1所述的带开路保护的高精度恒流源，其特征在于:所述的运算放大器采用型号为0P07或0P77的运算放大器。
4.根据权利要求1所述的带开路保护的高精度恒流源，其特征在于:所述的输出复合管为由场效应管(Ql)和两级三极管(V101、V102)组成的恒流源输出级电路，其中场效应管(Ql)采用P沟道场效应管，第一级三极管(VlOl)选用PNP型三极管，第二级三极管(V102)选用NPN型三极管。
5.根据权利要求4所述的带开路保护的高精度恒流源，其特征在于:场效应管(Ql)采用P沟道耗尽型场效应管BS250，第一级三极管(VlOl)选用三极管9015，第二级三极管(V102)选用三极管9013。
【文档编号】G05F1/569GK203673383SQ201320875857
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】李宏安, 李辉, 祁宏图, 张猛 申请人:西安航天远征流体控制股份有限公司