一种恒流源的制作方法

本实用新型涉及电源技术领域，特别是涉及一种恒流源。

背景技术：

恒流源是指能够向不同负载输出电流并保持电流恒定的电源，近年来恒流源应用广泛，尤其是应用于消费领域的led驱动和工业测试用led驱动。当作为消费领域的led驱动时，恒流源通常使用集成电路但仅能对特定负载进行驱动，并且调节范围较窄，驱动电流精度较低。当作为工业测试的led驱动时，恒流源通常为包括dac模块、运算放大器单元、功率三极管、精密采样电阻等元件的集成电路，其主要技术缺点是：输出功率低，输出范围窄；同时还具有保护措施不完善的问题：例如在无负载开路保护和短路保护、无负载端电压保护等问题，容易导致安全隐患。

技术实现要素：

为了解决上述问题至少之一，本实用新型提供一种恒流源，包括器件电源、第一推挽模块、第二推挽模块和检流电阻，其中

所述第一推挽模块的第一端接入第一电压，第二端连接所述器件电源的第一输入端，第三端连接所述器件电源的输出端；

所述第二推挽模块的第一端接入第二电压，第二端连接所述器件电源的第二输入端，第三端连接所述器件电源的输出端；

所述检流电阻的第一端连接所述第一推挽模块的第三端、所述第二推挽模块的第三端和所述器件电源的第一反馈端，第二端连接所述器件电源的第二反馈端；

所述器件电源根据接收的信号和所述检流电阻输出稳定电流。

进一步的，

所述第一推挽模块包括第一三极管和第一偏置电阻器，所述第一三极管的发射极和第一偏置电阻器的一端连接作为所述第一推挽模块的第一端，所述第一三极管的基极和第一偏置电阻器的另一端连接作为所述第一推挽模块的第二端，所述第一三极管的集电极作为所述第一推挽模块的第三端；

所述第二推挽模块包括第二三极管和第二偏置电阻器，所述第二三极管的发射极和第二偏置电阻器的一端连接作为所述第二推挽模块的第一端，所述第二三极管的基极和第二偏置电阻器的另一端连接作为所述第二推挽模块的第二端，所述第二三极管的集电极作为所述第二推挽模块的第三端；

所述第一三极管和第二三极管的极性相反。

进一步的，

所述第一三极管和所述第二三极管分别为双极型晶体管。

进一步的，

所述恒流源还包括反馈放大器，用于放大传输至所述器件电源的第一反馈端和第二反馈端的信号。

进一步的，

所述反馈放大器为差分放大器。

进一步的，

所述第一推挽模块还包括第一限流电阻，用于保护所述第一三极管；

所述第二推挽模块还包括第二限流电阻，用于保护所述第二三极管。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型针对目前现有的问题，制定一种恒流源，通过器件电源、第一推挽模块、第二推挽模块和检流电阻输出稳定电流，有效简化现有技术中恒流源的结构、提高电流精度、加快开发周期并降低成本。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本实用新型的一个实施例所述恒流源的电路图；

图2示出本实用新型的另一个实施例所述恒流源的电路图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。

发明人发现，现有技术中的恒流源的技术方案存在以下缺点：1)现有方案不能同时兼顾电流精度的处理电路和电流量程的处理电路；2)现有恒流源方案不能设定电流源输出极性；3)现有方案输出恒定电流时，电流上升沿不可控且达不到100ns以内；4)现有方案在负载开路时没有电压钳位功能，在负载短路时无过流保护功能；5)现有方案没有采用反馈导致输出电流的精度较低。

为至少解决上述问题之一，发明人经过分析和大量试验后，提出一种恒流源，如图1所示，包括器件电源、第一推挽模块、第二推挽模块和检流电阻，其中所述第一推挽模块的第一端接入第一电压，第二端连接所述器件电源的第一输入端，第三端连接所述器件电源的输出端；所述第二推挽模块的第一端接入第二电压，第二端连接所述器件电源的第二输入端，第三端连接所述器件电源的输出端；所述检流电阻的第一端连接所述第一推挽模块的第三端、所述第二推挽模块的第三端和所述器件电源的第一反馈端，第二端连接所述器件电源的第二反馈端；所述器件电源根据接收的信号和所述检流电阻输出稳定电流。

具体的，如图1所示，所述恒流源包括器件电源10、第一推挽模块20和第二推挽模块20’。所述器件电源10为dps(programmabledevicepowersupply，可编程器件电源)芯片，所述器件电源10内置运算放大器、比较器电路和数模转换器等，能够提供可编程的驱动电压和电流、电压采样值模拟量输出，在本实施例中，所述器件电源10为ad5560，接收数模转换器40输出的模拟电压。

所述第一推挽模块20包括第一三极管q1和第一偏置电阻器r1，所述第一三极管q1的发射极和第一偏置电阻器r1的一端连接作为所述第一推挽模块20的第一端1，接入第一电压vcc，所述第一三极管q1的基极和第一偏置电阻器r1的另一端连接作为所述第一推挽模块20的第二端2，连接至所述器件电源10的第一输入端11，所述第一三极管q1的集电极作为所述第一推挽模块20的第三端3，与所述器件电源10的输出端13连接。

所述第二推挽模块20’包括第二三极管q2和第二偏置电阻器r2，所述第二三极管q2的发射极和第二偏置电阻器r2的一端连接作为所述第二推挽模块20’的第一端1，接入第二电压vss，所述第二三极管q2的基极和第二偏置电阻器r2的另一端连接作为所述第二推挽模块20’的第二端2，连接至所述器件电源10的第二输入端12，所述第二三极管q2的集电极作为所述第二推挽模块20’的第三端3，与所述器件电源10的输出端13连接。

在本实施例中，所述第一三极管和第二三极管极性相反，以推挽方式连接，在本实施例中，所述第一三极管和第二三极管分别为双极型晶体管。

所述检流电阻r0用于根据所述器件电源输出的电压产生电流，并将所述检流电阻两端的电压值作为第一反馈信号和第二反馈信号分别传输至所述器件电源10的第一反馈输入端14和第二反馈输入端15。

所述器件电源10通过检流电阻r0和外部数模转换器输入的模拟电压vset在器件电源10内部形成闭环负反馈，同时根据第一输入端11接收的第一推挽模块20输出的信号、第二输入端12接收的第二推挽模块20’输出的信号、第一反馈输入端14接收的第一反馈信号和第二反馈输入端15接收的第二反馈信号输出恒定电流至待测负载30上，使得所述器件电源根据所述检流电阻两端的电压差值与数模转换器输出电压的差值调整输出电流，从而实现向所述待测负载30传输恒定电流，并有效提高所述恒流源的精度。

考虑到所述检流电阻两端的电压差值较小，在一个可选的实施例中，如图2所示，所述恒流源还包括反馈放大器，用于放大传输至所述器件电源的第一反馈端和第二反馈端的信号。

具体的，如图2所示，所述器件电源10输出的电流传输至所述待测负载30上，所述检流电阻两端的电压值31和32经所述反馈放大器50放大后传输至所述器件电源10的第一反馈端14和第二反馈端15，所述反馈放大器为差分放大器，输入为检流电阻r0两端的电压值31和32，分别输出差分信号53和54至所述第一反馈端14和第二反馈端15。

在本实施例中，所述反馈放大器的增益为：

gain＝vset/(i*rsense)；

其中，vset为所述数模转换器40输出的模拟电压，所述i为器件电源向所述待测负载30输出的恒定电流，rsense为所述检流电阻。

值得说明的是，最大化所述反馈放大器的增益能够提高所述恒流源的输出精度。

在本实施例中，所述反馈放大器的增益为可调增益，本申请对所述反馈放大器的增益的调节方式不作限定，本领域技术人员应当根据实际输出的恒定电流值确定所述反馈放大器的增益，同时根据实际应用需求选择调节方式，以实现增益可调节为设计准则，在此不再赘述。

本实施例通过包括所述反馈放大器的恒流源能够同时兼顾对电流精度的处理和对电流量程的处理，有效提解决了现有技术中精度和量程不能同时兼顾的问题，具有实际应用前景。

在另一个可选的实施例中，如图1所示，所述第一推挽模块还包括第一限流电阻r3，用于保护所述第一三极管q1；所述第二推挽模块还包括第二限流电阻r4，用于保护所述第二三极管q2。

在本实施例中，将所述第一限流电阻r3和第二限流电阻r4设置为阻值相同的电阻，能够避免第一三极管和第二三极管的基级电流过大引起三极管过饱和导通造成的器件损坏和负载损坏。

在一个具体的示例中，当第一推挽模块的第一端1接入第一电压vcc，同时将第一推挽模块的第二端与器件电源输入端相连，利用电流流经第一偏置电阻器r1在第一三极管q1的基极和发射极之间形成偏置电压，第一三极管q1导通，在本实施例中，通过第一限流电阻r3保护第一三极管q1。同理，第二推挽模块利用电流流经第二偏置电阻器r2导通第二三极管q2，通过第二限流电阻r4保护第二三极管q2。

值得说明的是，当待测负载所需电流越大则需要的偏置电压也越大，流入第一三极管q1和第二三极管q2的基极电流越大，则第一三极管q1和第二三极管q2输出电流ic也越大，从而确保输出电流的稳定性。同时，在本实施例中，所述器件电源10通过内部反馈放大器保证输出电流的稳定性。

本示例仅是为了更好地理解本实用新型实施例的技术方案而列举的示例，不作为对本实用新型实施例的唯一限制，本领域技术人员应当根据实际应用场景设置偏置电阻器和限流电阻以满足应用需求，在此不再赘述。

本实施例提供的恒流源以器件电源10作为核心器件，在输出稳定电流的同时，还具有以下特点：

1)有效简化电路结构，例如无需单独设置模数转换电路、极点补偿电路、反馈带宽设定回路，采样测量预处理回路，过压保护回路和测温电路等。

2)有效降低成本，由于无需复杂的外围电路，能够减小恒流源的体积，并提高功率密度，相比于现有技术中具有复杂信号链电路的恒流源，大幅度降低器件成本。

3)有效加快开发周期，使用集成电路的器件电源，能够节省外围器件选型时间和开发调试时间。

4)有效提高维护效率，使用器件电源能够简化后期生产和维护，从而提高人工维护效率。

因此，本实施例提供的恒流源具有广泛的应用前景。

本实用新型针对目前现有的问题，制定一种恒流源，通过器件电源、第一推挽模块、第二推挽模块和检流电阻输出稳定电流，有效简化现有技术中恒流源的结构、提高电流精度、加快开发周期并降低成本。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。