[發(fā)明專利]數(shù)控直流電流源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210018619.6
• 申請日: 2012-01-20
• 公開（公告）號: CN103218000A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐春雨;楊海鋼;胡凱;曾憲理;王德利
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類號: G05F1/46
• 分類號: G05F1/46
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種數(shù)控直流電流源，其特征在于，包括：控制模塊、轉(zhuǎn)發(fā)模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊和功率運(yùn)放模塊，其中：

控制模塊，用于產(chǎn)生第一數(shù)字信號V_in1，并將所述第一數(shù)字信號V_in1發(fā)送至所述轉(zhuǎn)發(fā)模塊；

轉(zhuǎn)發(fā)模塊，與所述控制模塊相連接，用于將所述第一數(shù)字信號V_in1轉(zhuǎn)發(fā)至D/A轉(zhuǎn)換模塊；

D/A轉(zhuǎn)換模塊，其輸入端與所述轉(zhuǎn)發(fā)模塊相連接，用于將所述第一數(shù)字信號V_in1轉(zhuǎn)換為模擬電壓VIS；

功率運(yùn)放模塊，其第一輸入端與所述D/A轉(zhuǎn)換模塊的第一輸出端相連接，其輸出端連接所述數(shù)控直流電流源的輸出端，用于輸出所述第一數(shù)字信號V_in1對應(yīng)的輸出電流I_O。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控直流電流源，其特征在于，還包括：電流檔位選擇模塊，位于所述功率運(yùn)放模塊和所述數(shù)控直流電流源的負(fù)載之間；

所述控制模塊，包括：存儲單元、電路選擇單元和計(jì)算單元，其中：

所述存儲單元，用于預(yù)存所述電流檔位選擇模塊中并聯(lián)的n組電流檔位選擇電路的電流范圍區(qū)間和相應(yīng)電阻值，所述n≥1；

所述選擇單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)輸出電流值I_Oset和所述存儲單元中的電流范圍區(qū)間選擇對應(yīng)的1組電流檔位選擇電路，并將該組電流檔位選擇電路的序號通過轉(zhuǎn)發(fā)模塊發(fā)送至所述電流檔位選擇模塊；

所述計(jì)算單元，用于計(jì)算(-I_Oset×R_j×p)，其中，所述p為采樣模塊中電流采樣單元的電流采樣系數(shù)，所述R_j為被選擇的電流檔位選擇電路對應(yīng)的電阻值，并將其轉(zhuǎn)化為第一數(shù)字信號V_in1后通過轉(zhuǎn)發(fā)模塊發(fā)送至D/A轉(zhuǎn)換模塊，所述1≤j≤n；

所述電流檔位選擇模塊包括：第二控制單元和檔位選擇單元，其中：

所述檔位選擇單元，其控制端與所述第二控制單元相連接，其輸入端與所述功率運(yùn)放模塊的輸出端相連接，其輸出端與所述數(shù)控直流電流源的負(fù)載相連接，包括：并聯(lián)的n組電流檔位選擇電路；

第二控制單元，與所述轉(zhuǎn)發(fā)模塊相連接，用于將電流檔位選擇電路的序號對應(yīng)的電流檔位選擇電路連通，將其他電流檔位選擇電路斷開。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)控直流電流源，其特征在于，還包括：采樣模塊，其兩輸入端與所述電流檔位選擇模塊的輸入端和輸出端相連接，其輸出端連接至功率運(yùn)放模塊；

所述采樣模塊包括：電流采樣單元；

所述電流采樣單元，其兩輸入端分別與所述電流檔位選擇模塊的輸入端和輸出端相連接，其輸出端與所述功率運(yùn)放模塊的第二輸入端相連接，用于將采集到的輸出電流信號V_fi發(fā)送至所述功率運(yùn)放模塊的第二輸入端，其中V_fi＝(V_O-V_O1)×p，V_O和V_O1分別為電流檔位選擇模塊的輸入端和輸出端的電壓。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)控直流電流源，其特征在于，所述電流檔位選擇模塊，所述檔位選擇單元中每一組電流檔位選擇電路包括：

采樣電阻；及

開關(guān)子單元，與所述采樣電阻串聯(lián)，用于在所述第二控制單元的控制下，實(shí)現(xiàn)本組電流檔位選擇電路的連通與斷開。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)控直流電流源，其特征在于，對于每一組電流檔位選擇電路K_j，所述電流范圍區(qū)間、所述電阻、電流采樣系數(shù)的關(guān)系為：

所述電流范圍區(qū)間乘以電阻再乘以電流采樣系數(shù)所得的電壓范圍區(qū)間要在D/A轉(zhuǎn)換模塊的工作電壓范圍區(qū)間內(nèi)。