[實用新型]一種用于高精度便攜式電流信號發生器的電流發生電路

有效

• 申請號: 201420505136.3
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN204089625U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 吳開華
• 申請（專利權）人: 吳忠市華勤儀表技術開發有限公司
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217
• 代理公司: 寧夏專利服務中心 64100
• 代理人: 趙明輝

技術領域

本實用新型涉及一種用于高精度便攜式電流信號發生器的電流發生電路。

背景技術

目前普遍采用美國AD公司專用芯片AD420作為環路電流發生電路的核心，利用MCU，將電流的轉換數據送到AD420內的存儲器中，加上輔助的電路，完成設定電流的輸出。

上述設計中采用了專用的電流產生芯片，然而這種芯片的市場價格較高。同時受制于芯片的本身需要穩定的電源，不管輸出電流的電流值具體是多少，其消耗的功耗都較大，其電源電壓最小為12V，在電源電壓為12V時，其靜態工作電流為4.2mA，最低功耗0.05W。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種電路低功耗、成本低、輸出電路精度高的用于高精度便攜式電流信號發生器的電流發生電路。

一種用于高精度便攜式電流信號發生器的電流發生電路，其特別之處在于：包括方波發生器，該方波發生器與運算放大電路連接從而將可變占空比的方波轉換成與待輸出電流成比例的電壓信號，該運算放大電路與電壓驅動型脈寬調制電路連接從而將電壓信號轉換成與前述方波信號相比頻率更高的方波信號，該電壓驅動型脈寬調制電路通過開關三極管與高頻線圈連接，從而驅動該高頻線圈震蕩使該高頻線圈的次級輸出電流信號。

其中高頻線圈的次級還通過電壓反饋電路與運算放大電路連接。

其中方波發生器采用單片機，所述高頻線圈的次級還通過電壓反饋電路與該單片機連接。

本實用新型提供了一種可以替代專用集成IC?AD420輸出標準電流信號的電路設計方案，其采用了PWM結合互感隔離技術的電路技術，可以應用于高精度便攜式電流信號發生器，從而實現便攜式電流信號發生器的高精度、低成本、低功耗。

附圖說明

附圖1為本實用新型的電路原理框圖；

附圖2為本實用新型中運算放大電路的原理圖；

附圖3為本實用新型中電壓驅動型脈寬調制電路的原理圖。

具體實施方式

本實用新型的原理是如附圖1所示，首先用單片機作為方波發生器輸出可變占空比的方波，經運算放大電路進行波形處理得到電壓信號，將該電壓信號送到電壓驅動型脈寬調制電路，生成高頻脈寬可調的方波信號，該方波信號經三極管進行放大，就可驅動線圈震蕩，使線圈的次級產生的電壓而能輸出電流。

在電路中，還可以將輸出電流電路端的電壓信號反饋到運算放大電路，這樣運算放大電路可以根據輸出電流線路上接的外部設備負載電阻的大小，調整運算放大電路的輸出電壓大小，電壓驅動型脈寬調制電路根據該電壓可以調整方波的脈寬，再由開關三極管驅動高頻線圈震蕩，輸出穩定的電流；同時，將輸出電流電路端的電壓信號反饋到單片機的AD轉換端口，單片機通過判斷檢測到的AD轉換數據，決定是否停止方波輸出，如果電流輸出端沒有接外部設備，那么就可停止方波輸出，從而降低電路的功耗。

實施例1：

如附圖2所示，電路中方波信號由單片機(MCU)的P10引腳輸出，經濾波電路處理后送到運放LT1413的8腳，和1腳的輸入信號進行運算，得到一個電壓。信號輸出端的電壓信號經電阻R98送到運放LT1413的3腳，經運算放大由5腳輸出，再經二極管1N4148后和7腳輸出的電壓經二極管1N4148后疊加在一起送到脈寬調制芯片U10(脈寬調制電路TL494C)的3腳。

如附圖3所示，由運算放大電路送來的電壓信號經該電路處理后，得到高頻脈寬調制信號，經開關三極管放大驅動高頻線圈T1震蕩，在其線圈的次級產生電壓，該電壓在外接電阻后可以得到穩定電流。輸出端的電壓送到運算放大電路的3腳，通過該腳可以調整運算放大電路的輸出電壓。最終變化的電壓送到電壓驅動型脈寬調制電路；同時輸出端的電壓送到脈寬調制芯片U10(脈寬調制電路TL494C)的16腳，經過這樣的處理，輸出的電流不會隨負載電阻阻值的不同而變化。從而提高了輸出電流的精度。另外，輸出端的電壓還可以送到MCU的AD轉換端口，MCU通過判斷檢測到的AD轉換數據，決定是否停止方波輸出，如果電流輸出端沒有接外部設備，那么就可停止方波輸出，從而降低電路的功耗。

這樣可以使電路的設計更加靈活，功能更加豐富，且整機設計成本低廉，功耗也極低，在沒有接外部的負載時，不輸出電流信號，功耗僅是低功耗的運算放大器LT1413，脈寬調制電路TL494C消耗的，約為0.001W，遠低于IC?AD420芯片的最低功耗。