[實用新型]電壓跟隨式深度負反饋恒流源裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320290581.8
• 申請日: 2013-05-26
• 公開（公告）號: CN203251236U
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈松;黃忠義;王文兵;位同廈;呂榮偉
• 申請（專利權(quán)）人: 山東藍孚高能物理技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48
• 代理公司: 山東眾成仁和律師事務(wù)所 37229
• 代理人: 牟迅

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種恒流源裝置，尤其是涉及一種電壓跟隨式深度負反饋恒流源裝置。

背景技術(shù)

恒流源裝置就是一種能向負載提供恒定電流的電源裝置，它在外界電網(wǎng)電源產(chǎn)生波動和阻抗特性發(fā)生變化時仍能使輸出電流保持恒定。恒流源電路具有輸出電流恒定、溫度穩(wěn)定性好、響應(yīng)快速等特點。

恒流源裝置在電子電路和模擬集成電路中是應(yīng)用最多的電路單元之一。恒流源裝置在測量領(lǐng)域和工程技術(shù)中都有著重要的用途：萬用表、電流表等儀表的校正，精密電阻測量，半導(dǎo)體器件的參數(shù)測量，電子負載等，都離不開恒流源電路。目前廣泛應(yīng)用的各類敏感器件：如熱敏、力敏、光敏、磁敏、濕敏等傳感器，常常采用恒流源裝置供電。

在當前電子行業(yè)，采用的恒流源電路仍以線性調(diào)整管進行恒流調(diào)節(jié)方式為主，特別是在輸出電流在uA～mA級的低功率應(yīng)用場合，基本都是采用線性恒流源電路；電流流過調(diào)整管時會發(fā)熱，工作在線性狀態(tài)下的調(diào)整管，在負載電阻較小時，其兩端壓降接近電源電壓；在調(diào)整管兩端會產(chǎn)生大量的熱，導(dǎo)致效率很低。在大功率應(yīng)用場合，近幾年出現(xiàn)了開關(guān)電源控制方式的恒流源，其輸出電流可達數(shù)安培甚至幾十安培。開關(guān)電源方式的恒流源，效率高，體積小，但存在恒流效果略差，精度低等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本實用新型提供一種動態(tài)跟隨電源調(diào)整電路與傳統(tǒng)恒流源電路相結(jié)合的電壓跟隨式深度負反饋恒流源裝置。

本實用新型的電壓跟隨式深度負反饋恒流源裝置，包括順次連接的輸入整流濾波單元、DC-AC逆變單元、輸出整流濾波單元、線性恒流調(diào)整管、負載，所述輸入整流濾波單元連接有交流電源，其特征在于：所述負載分別連接有電壓取樣單元和電流取樣單元，所述電壓取樣單元連接有與所述DC-AC逆變單元相連接的PWM電壓控制單元，所述電流取樣單元連接有與所述線性恒流調(diào)整管相連接的恒流控制單元。其中，所述恒流控制單元還連接有恒流調(diào)節(jié)可調(diào)基準電壓電路，所述線性恒流調(diào)整管兩極的電壓降為2V。

本實用新型的電壓跟隨式深度負反饋恒流源裝置，在傳統(tǒng)恒流源電路的基礎(chǔ)上，增加了PWM電源控制單元，控制電源電壓隨著負載的變化而變化，為一動態(tài)值，使得線性恒流調(diào)整管上的電壓降始終保持恒定值：2V左右。本實用新型的電壓跟隨式深度負反饋恒流源裝置，是動態(tài)跟隨電源調(diào)整電路與傳統(tǒng)恒流源電路相結(jié)合，既保留了傳統(tǒng)恒流源電路恒流效果好，精度高，響應(yīng)快速的優(yōu)點，又具有開關(guān)電源電路效率高，功耗小，溫升低，可靠性高的優(yōu)點。本實用新型的電壓跟隨式深度負反饋恒流源裝置，為目前傳統(tǒng)恒流源電路的理想替代方式，特別是在安培級以上大功率恒流源的應(yīng)用場合，體積相比傳統(tǒng)方式，大為縮減；同時節(jié)能效果顯著，溫升低，可靠性高；還有效節(jié)約金屬耗材，大幅減少能源消耗，能夠帶來良好的經(jīng)濟效益。

由此可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有實質(zhì)性特點和技術(shù)進步，其實施的有益效果也是顯而易見的。

附圖說明

下面結(jié)合附圖，對本實用新型具體實施方式作進一步說明。

圖1為本實用新型電壓跟隨式深度負反饋恒流源裝置的示意圖。

具體實施方式

為能清楚說明本方案的技術(shù)特點，下面通過一個具體實施方式，并結(jié)合其附圖，對本方案進行闡述。

本實用新型電壓跟隨式深度負反饋恒流源裝置，包括順次連接的輸入整流濾波單元、DC-AC逆變單元、輸出整流濾波單元、線性恒流調(diào)整管、負載，輸入整流濾波單元連接有交流電源，負載分別連接有電壓取樣單元和電流取樣單元，電壓取樣單元連接有與DC-AC逆變單元相連接的PWM電壓控制單元，電流取樣單元連接有與線性恒流調(diào)整管相連接的恒流控制單元。

所述恒流控制單元還連接有恒流調(diào)節(jié)可調(diào)基準電壓電路，該恒流調(diào)節(jié)可調(diào)基準電壓電路能夠根據(jù)需要調(diào)節(jié)恒流控制單元，從而調(diào)節(jié)通過線性恒流調(diào)整管的電流值。

本實用新型電壓跟隨式深度負反饋恒流源裝置的工作原理如下：

電源工作原理：交流電源經(jīng)輸入整流濾波單元后，轉(zhuǎn)化為直流電電源，經(jīng)由PWM電壓控制單元控制的DC-AC逆變單元電路，形成高頻脈沖電壓，再由輸出整流濾波單元進行整流濾波，給后級的線性恒流調(diào)整管、負載電路提供穩(wěn)定可靠，且隨負載變化而變化的直流工作電壓。

恒流控制原理：當負載發(fā)生變化，增大（負載等效阻抗降低）或者減?。ㄘ撦d等效阻抗增加）時，電流取樣單元測得的信號同時發(fā)生相應(yīng)變化，跟隨負載增大或者減小，電流取樣單元測得的信號提供給恒流控制單元，以調(diào)整線性恒流調(diào)整管的放大倍數(shù)，使得線性恒流調(diào)整管的放大倍數(shù)同時發(fā)生變化，減小或者增大，以保持流過負載的電流恒定不變。

電壓動態(tài)調(diào)整原理：當負載發(fā)生變化，增大（負載等效阻抗降低）或者減?。ㄘ撦d等效阻抗增加）時，電壓取樣單元測得的信號同時發(fā)生相應(yīng)變化，跟隨負載增大或減小，電壓取樣單元測得的信號提供給PWM電壓控制單元，以調(diào)整DC-AC逆變單元的開關(guān)管的占空比，使得逆變后的電壓跟隨著負載動態(tài)變化，相應(yīng)的減小或者增大，以保持線性恒流調(diào)整管兩極之間的電壓基本保持一個恒定值：2V左右，維持較低的功耗。