專利名稱：一種低成本高分辨率數(shù)控恒流源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種改進(jìn)的恒流源，屬電源電路技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
恒流源是電子電路中經(jīng)常使用的一種有著特別要求的電源，其主要特點(diǎn)是在負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，電源輸出的電流要盡可能地保持穩(wěn)定。在數(shù)控恒流源電路中，D/A轉(zhuǎn)換的輸出是恒流源電路的基準(zhǔn)，恒流源的分辨率即取決于所用D/A轉(zhuǎn)換芯片的位數(shù)。為能達(dá)到高分辨率數(shù)控恒流源的技術(shù)指標(biāo)，對(duì)它有兩點(diǎn)基本要求一是步進(jìn)量值分辨要明顯；二是輸出穩(wěn)定。目前，國(guó)內(nèi)的高分辨率數(shù)控恒流源電路大都采用一片D/A芯片來(lái)控制恒流電路。這種電路結(jié)構(gòu)不僅要采用高精度、高穩(wěn)定性的元器件，同時(shí)還受到取樣電壓和功耗的限制(尤其是電流較大時(shí))。當(dāng)分辨率較高(10位以上)時(shí)，D/A芯片的每級(jí)輸出值將會(huì)很小。其結(jié)果將會(huì)造成數(shù)控恒流源在實(shí)際輸出時(shí)，分級(jí)模糊不清，直接影響到恒流源的性能指標(biāo)。又由于要采用高精度、高穩(wěn)定性的元器件，因此數(shù)控恒流源的成本很高，調(diào)試也很困難。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種采用普通元器件、在高分辨率(12位以上)時(shí)輸出分級(jí)明顯、穩(wěn)定的高分辨率數(shù)控恒流源。
解決上述問題的技術(shù)方案是一種低成本高分辨率數(shù)控恒流源，它由D/A輸入接口電路、低位數(shù)控恒流源電路和高位數(shù)控恒流源電路組成，其中
高位數(shù)控恒流源電路由D/A芯片U1、運(yùn)算放大器U3、U5、VMOS功率管QI、電阻R3、R4、R5、R6、R7、R12、R13、R15組成，D/A芯片U1的11腳、12腳分別接運(yùn)算放大器U3的負(fù)相端和正相端，運(yùn)算放大器U3的輸出端接運(yùn)算放大器U5的正相端，U5的負(fù)相端和輸出端分別接VMOS功率管的漏極和柵極，VMOS功率管的源極接輸出負(fù)載，電阻R3、R4是運(yùn)算放大器U3的負(fù)相端反饋電阻，電阻R4經(jīng)電阻R3接D/A芯片U1的9腳，電阻R7、R12是運(yùn)算放大器U5的負(fù)相端反饋電阻，電阻R6一端經(jīng)電阻R7接運(yùn)算放大器U5的負(fù)相端，另一端接地；低位數(shù)控恒流源電路由D/A芯片U2、運(yùn)算放大器U4、U6、VMOS功率管Q2、電阻R1、R2、R10、R8、R9、R11、R14、R16組成，其連接方法與高位數(shù)控恒流源電路相同；D/A芯片U1、U2的數(shù)據(jù)腳組成D/A輸入接口電路，U1和U2的1、2、17、18腳對(duì)應(yīng)相接，4～7、13～16八個(gè)腳接數(shù)據(jù)輸入端，1、2、17、18腳接控制信號(hào)端；功率管Q1、Q2的源極并接后作為恒流源電路的輸出端。
上述低成本高分辨率數(shù)控恒流源，所述D/A芯片U1、U2的8腳分別接基準(zhǔn)電壓VRE1、VRE2，19腳接芯片供電電源VCC。
按照本實(shí)用新型制作的低成本高分辨率數(shù)控恒流源，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分辨率高、輸出分級(jí)清晰、對(duì)元器件的的精度要求不高的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，因元器件少，電路簡(jiǎn)單，故生產(chǎn)成本較低，調(diào)試及維護(hù)也比較簡(jiǎn)單。


圖1是本實(shí)用新型的電原理框圖；圖2是電原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型是一種低成本高分辨率數(shù)控恒流源，它由D/A輸入接口電路1、高位數(shù)控恒流源電路2和低位數(shù)控恒流源電路3組成。高位數(shù)控恒流源電路2由D/A芯片U1、運(yùn)算放大器U3、U5、VMOS功率管QI、電阻R3、R4、R5、R6、R7、R12、R13、R15組成，低位數(shù)控恒流源電路3由D/A芯片U2、運(yùn)算放大器U4、U6、VMOS功率管Q2、電阻R1、R2、R10、R8、R9、R11、R14、R16組成，其連接方法與高位數(shù)控恒流源電路2相同。在上述電路中，采用了分檔調(diào)節(jié)(即粗調(diào)和細(xì)調(diào))、輸出求和的電路結(jié)構(gòu)。由U2、U3、U5、Q1等組成一個(gè)高8位的數(shù)控恒流源電路，用于粗調(diào)。由U1、U4、U6、Q2等組成一個(gè)低8位的數(shù)控恒流源電路，用于細(xì)調(diào)。D/A芯片U1、U2的兩輸入端組合成一個(gè)16位D/A輸入接口電路1(也可根據(jù)需要選取12～16位)。高位和低位兩個(gè)恒流源的VMOS功率管Q1和Q2的源極端進(jìn)行求和總加后為它們的輸出端，在負(fù)載RF上，就可得到一個(gè)由12～16位輸入控制的高分辨率恒流電流。圖中電阻R6、R8分別是高位和低位兩個(gè)恒流源電路的取樣電阻，RF是負(fù)載，VCC是D/A芯片U1、U2和運(yùn)算放大器U3～U6的供電電源，VRE1和VRE2是基準(zhǔn)電壓，D/A芯片U1、U2的D0～D15為16條數(shù)據(jù)線，CS、Xf、WR為D/A的控制信號(hào)線。
上述電路采用的部分元件的型號(hào)如下D/A芯片U1、U2為DAC0832；U3～U6為運(yùn)算放大器芯片OP07；VMOS功率管Q1為IRFP460，Q2為IRF830。
權(quán)利要求1.一種低成本高分辨率數(shù)控恒流源，其特征在于它由D/A輸入接口電路[1]、高位數(shù)控恒流源電路[2]和低位數(shù)控恒流源電路[3]組成，其中高位數(shù)控恒流源電路[2]由D/A芯片U1、運(yùn)算放大器U3、U5、VMOS功率管QI、電阻R3、R4、R5、R6、R7、R12、R13、R15組成，D/A芯片U1的11腳、12腳分別接運(yùn)算放大器U3的負(fù)相端和正相端，運(yùn)算放大器U3的輸出端接運(yùn)算放大器U5的正相端，U5的負(fù)相端和輸出端分別接VMOS功率管的漏極和柵極，VMOS功率管的源極接輸出負(fù)載，電阻R3、R4是運(yùn)算放大器U3的負(fù)相端反饋電阻，電阻R4經(jīng)電阻R3接D/A芯片U1的9腳，電阻R7、R12是運(yùn)算放大器U5的負(fù)相端反饋電阻，電阻R6一端經(jīng)電阻R7接運(yùn)算放大器U5的負(fù)相端，另一端接地；低位數(shù)控恒流源電路[3]由D/A芯片U2、運(yùn)算放大器U4、U6、VMOS功率管Q2、電阻R1、R2、R10、R8、R9、R11、R14、R16組成，其連接方法與高位數(shù)控恒流源電路[2]相同；D/A芯片U1、U2的數(shù)據(jù)腳組成D/A輸入接口電路[1]，U1和U2的1、2、17、18腳對(duì)應(yīng)相接，4～7、13～16八個(gè)腳接數(shù)據(jù)輸入端，1、2、17、18腳接控制信號(hào)端；功率管Q1、Q2的源極并接后作為恒流源電路的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本高分辨率數(shù)控恒流源，其特征在于D/A芯片U1、U2的8腳分別接基準(zhǔn)電壓VRE1、VRE2，19腳接芯片供電電源VCC。
專利摘要一種低成本高分辨率數(shù)控恒流源，屬電源電路技術(shù)領(lǐng)域，用于解決以普通元器件制作分級(jí)明顯、分辨率高而穩(wěn)定的數(shù)控恒流源問題。其技術(shù)方案是，它由D/A輸入接口電路、低位數(shù)控恒流源電路和高位數(shù)控恒流源電路組成，所述高位和低位數(shù)控恒流源電路均由D/A芯片、運(yùn)算放大器、VMOS功率管和電阻組成，兩電路的D/A芯片的兩輸入端組合成一個(gè)16位D/A輸入接口電路，其源極端進(jìn)行求和總加后作為恒流源的輸出端。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分辨率高、輸出分級(jí)清晰、對(duì)元器件的精度要求不高的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，因電路簡(jiǎn)單，故生產(chǎn)成本較低，調(diào)試及維護(hù)也比較簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)G05F1/10GK2641689SQ0325329
公開日2004年9月15日 申請(qǐng)日期2003年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月4日
發(fā)明者王保利, 王博文, 侯建江, 曹淑英 申請(qǐng)人:保定天威集團(tuán)有限公司