專利名稱：一種恒流源電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電源電路，特別是一種恒流源電路。
背景技術：
井徑測量是石油測井工程中的必測項目。井徑曲線描繪了井眼的連續(xù)徑向尺寸，通過井徑曲線可以反映出井眼大小是否符合要求、是否有坍塌現(xiàn)象、測井過程是否有遇阻和遇卡現(xiàn)象等。通過井徑曲線的解釋，可估算固井時所需要的水泥量，同時可作為輔助曲線，驗證其他測井曲線是否存在異常。目前進行井徑測量的測井儀器電路，絕大多數(shù)都是利用恒流源電路測量的，因此恒流源電路性能的好壞直接影響到井徑測量結果的精度。恒流源是輸出電流保持恒定的電流源，理想的恒流源應該具有以下特點不因負載輸出電壓變化而改變；不因環(huán)境溫度變化而改變；內(nèi)阻為無限大以使其電流可以全部流出到外面。而在實際設計與應用中，并不能保證恒流源的輸出電流絕對穩(wěn)定，其產(chǎn)生變化的原因是多方面的，主要有以下幾個因素1輸入電壓不穩(wěn)定所致，供電電源有高峰期有低谷期，不可能始終穩(wěn)定如初；2由負載變化形成的，比如負載短路，負載電流會很大，電源的輸出電壓會趨于接近于零，時間一長還會燒壞電源；3由恒流源本身條件促成的，比如構成恒流源的元件質(zhì)量不好，參數(shù)變化或完全失效時，就不能很好地調(diào)節(jié)前兩種條件變化引起的波動；4元器件因受溫度、濕度等環(huán)境的影響而改變性能也會使恒流源輸出不穩(wěn)定。目前，常用三端穩(wěn)壓集成電路構成恒流源電路，如附圖1所示，其具有元件易購、電路簡單等特點，但首先LM317穩(wěn)壓塊的輸出電壓變化范圍較大，一般為1. 25V至1. 37V，對恒流源輸出精度與穩(wěn)定性影響都較大，其次是LM317穩(wěn)壓塊都有一個最小穩(wěn)定工作電流，一般為1. 5mA，由于LM317穩(wěn)壓塊的生產(chǎn)廠家不同、型號不同，其最小穩(wěn)定工作電流也不相同，當LM317穩(wěn)壓塊的輸出電流小于其最小穩(wěn)定工作電流時，穩(wěn)壓塊就不能正常工作。因此，如果用LM317穩(wěn)壓塊制作恒流源時，沒有注意其最小穩(wěn)定工作電流，就可能導致恒流源工作不正常。另外，由于LM317的溫度性能并不十分理想，因此尤其在石油測井儀器中使用時，隨著井深的增加，井內(nèi)溫度的上升，導致恒流源的輸出發(fā)生變化，直接導致井徑測量結果發(fā)生偏差。

實用新型內(nèi)容本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種高輸出精度和穩(wěn)定性的恒流源電路。本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是一種恒流源電路，包括一基準電源芯片、一運算放大器芯片以及第一至第五電阻，所述基準電源芯片的輸入端接有輸入濾波電路，所述基準電源芯片的輸出端接有輸出濾波電路，所述基準電源芯片的輸出端與所述運算放大器芯片的正輸入端之間接有第四電阻R4，所述運算放大器芯片的負輸入端與接地極之間接有第二電阻R2，所述運算放大器芯片的負輸入端和其輸出端之間接有第一電阻R1，所述運算放大器芯片的輸出端和輸出負載之間接有第三電阻R3，所述運算放大器芯片的正輸入端和輸出負載之間接有第五電阻R5。所述輸入濾波電路包括第一電容Cl,所述第一電容Cl的一端與所述基準電源芯片的輸入端相連，另一端與接地極相連。所述輸出濾波電路包括第二電容C2，所述第二電容C2的一端與所述基準電源芯片的輸出端相連，另一端與接地極相連。所述輸出濾波電路還包括第三電容，所述第三電容的電容值大于或等于第二電容C2的電容值的10倍，所述第三電容的一端與所述基準電源芯片的輸出端相連，另一端與接地極相連。本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是針對利用LM317模塊設計的恒流源的不足之處，采用了精密基準電源芯片、運算放大器以及高精度電阻等組成一種高精度的恒流源，輸入級使用高精度基準電源芯片，其具有低噪聲、高精度和低溫度漂移性能，在基準電源芯片的輸入端并聯(lián)一個0.1 ii F電容,可防止輸入電源電壓會突變,并降低電源噪聲，同樣，輸出端并聯(lián)典型值為0.1 可濾除任何低電平噪聲電壓，并不會影響器件工作；輸出級采用運算放大器與高精度電阻組成，既能保證輸出阻抗，又有足夠的溫度穩(wěn)定性，因此可以滿足井徑測量等對恒流源電路的性能要求，其不論在恒流輸出精度還是在溫度穩(wěn)定性能上，都比傳統(tǒng)的LM317等穩(wěn)壓模塊所設計的恒流源有很大的提高，更適用于油井井徑測量這種對電路的集成化和溫度性能都有較高要求的場合。

圖1為采用LM317模塊設計的恒流源電路原理圖；圖2為本實用新型的電路原理圖。圖2中U1、運算放大器芯片；U2、基準電源芯片；R1_R5、第一至第五電阻；C1_C2、
第一至第二電容。
具體實施方式
為能進一步了解本實用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下請參閱圖2，一種恒流源電路，包括一基準電源芯片、一運算放大器芯片以及第一至第五電阻，所述基準電源芯片的輸入端接有輸入濾波電路，所述基準電源芯片的輸出端接有輸出濾波電路，所述基準電源芯片的輸出端與所述運算放大器芯片的正輸入端之間接有第四電阻R4，所述運算放大器芯片的負輸入端與接地極之間接有第二電阻R2，所述運算放大器芯片的負輸入端和其輸出端之間接有第一電阻R1，所述運算放大器芯片的輸出端和輸出負載之間接有第三電阻R3，所述運算放大器芯片的正輸入端和輸出負載之間接有第五電阻R5。所述輸入濾波電路可包括第一電容Cl，所述第一電容Cl的一端與所述基準電源芯片的輸入端相連，另一端與接地極相連。所述輸出濾波電路可包括第二電容C2，所述第二電容C2的一端與所述基準電源芯片的輸出端相連，另一端與接地極相連。所述輸出濾波電路還可包括第三電容，所述第三電容的電容值大于或等于第二電容C2的電容值的10倍，所述第三電容的一端與所述基準電源芯片的輸出端相連，另一端與接地極相連。作為輸入級的基準電源芯片，選取目前市場上性能超過LM317穩(wěn)壓芯片的高精度基準電壓芯片，選取參考指標考慮低噪聲、高精度和低溫度漂移性能，在整個溫度變化范圍內(nèi)電壓輸出變化非常小，選取這樣的基準電源芯片，為后級的恒流輸出提供了一個非常穩(wěn)定的恒壓源。在輸入端上為防止電源會突然變化，并降低電源噪聲，可并聯(lián)一個0.1ilF電容。同樣，輸出電容典型值為0. lyF可濾除任何低電平噪聲電壓，并不會影響器件工作。此夕卜，額外并聯(lián)一個I UF至IOiiF的輸出電容可以改善負載瞬態(tài)響應，電容此時充當存儲能量源，可增大負載電流。添加輸出電容時，唯一會下降的參數(shù)是開啟時間，后者取決于所選電容的參數(shù)。在輸出端也可以同樣只保留一個0.1 ii F的輸出濾波電容。在恒流輸出級，本實用新型采用高性能運算放大器與高精度電阻組成，參考指標為其既有極低的失調(diào)電壓特性，又具有非常低的輸入偏置電流特性，與JFET放大器不同，其低偏置和失調(diào)電流對環(huán)境溫度相對不敏感，即使環(huán)境溫度高達125°C，該性能仍然保持穩(wěn)定。該電路利用運算放大器在理想狀態(tài)下虛短、虛斷的原理而設計，減少輸出電流受負載變化的影響?；鶞孰娮璨捎镁惹Х种坏慕饘俨娮?，溫漂低，能夠?qū)囟绕茖懔髟吹妮敵鲇绊懡档阶钚?。采用本設計的額定5. OlmA恒流源電路，其溫度及負載特性如下所示
權利要求1.一種恒流源電路，其特征在于，包括一基準電源芯片、一運算放大器芯片以及第一至第五電阻，所述基準電源芯片的輸入端接有輸入濾波電路，所述基準電源芯片的輸出端接有輸出濾波電路，所述基準電源芯片的輸出端與所述運算放大器芯片的正輸入端之間接有第四電阻(R4)，所述運算放大器芯片的負輸入端與接地極之間接有第二電阻(R2)，所述運算放大器芯片的負輸入端和其輸出端之間接有第一電阻(R1)，所述運算放大器芯片的輸出端和輸出負載之間接有第三電阻(R3)，所述運算放大器芯片的正輸入端和輸出負載之間接有第五電阻(R5)。
2.根據(jù)權利要求1所述的恒流源電路，其特征在于，所述輸入濾波電路包括第一電容(Cl)，所述第一電容(Cl)的一端與所述基準電源芯片的輸入端相連，另一端與接地極相連。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的恒流源電路，其特征在于，所述輸出濾波電路包括第二電容(C2)，所述第二電容(C2)的一端與所述基準電源芯片的輸出端相連，另一端與接地極相連。
4.根據(jù)權利要求3所述的恒流源電路，其特征在于，所述輸出濾波電路還包括第三電容，所述第三電容的電容值大于或等于第二電容(C2)的電容值的10倍，所述第三電容的一端與所述基準電源芯片的輸出端相連，另一端與接地極相連。
專利摘要本實用新型公開了一種恒流源電路，包括一基準電源芯片、一運算放大器芯片以及第一至第五電阻，所述基準電源芯片的輸入端接有輸入濾波電路，所述基準電源芯片的輸出端接有輸出濾波電路，所述基準電源芯片輸出端與所述運算放大器芯片的正輸入端之間接有第四電阻R4，所述運算放大器芯片的負輸入端與接地極之間接有第二電阻R2，所述運算放大器芯片的負輸入端和其輸出端之間接有第一電阻R1，所述運算放大器芯片的輸出端和輸出負載之間接有第三電阻R3，所述運算放大器芯片的正輸入端和輸出負載之間接有第五電阻R5。本實用新型提高了輸出精度和溫度穩(wěn)定性，可以滿足井徑測量等對恒流源電路的性能要求，更適用于油井井徑測量這種對電路的集成化和溫度性能都有較高要求的場合。
文檔編號E21B47/08GK202900260SQ20122061113
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權日2012年11月16日
發(fā)明者邵志恒 申請人:天津市泰華科技有限公司