[發明專利]一種高精度免接地電流源

在審

• 申請號: 201510788618.3
• 申請日: 2015-11-17
• 公開（公告）號: CN105334393A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發明（設計）人: 唐坤杰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01R27/14
• 分類號: G01R27/14
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 韓介梅

技術領域

本發明屬于電力電子領域，涉及一種電流源，尤其涉及一種高精度免接地電流源。

背景技術

目前，電力電子領域普遍使用的電流源均為負載阻抗接地式的電流源，即以地為參考點。而這類電流源往往不能很好地滿足醫學上生物電阻抗測量等高精度需求，因為負載阻抗接地會引入一些不可預測和控制的干擾。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的問題，提供一種高精度免接地電流源，能夠使得負載阻抗免接地，擁有高輸出阻抗、高精度的性能。

本發明的技術方案是：

本發明的高精度免接地電流源包括兩片寬帶跨導型運算放大和緩沖器OPA660U1和U2、+5V電壓源VCC、-5V電壓源VEE、靜態電流控制電位器R1、正弦發生器Vsin、射極保護電阻R2、射極電位器R3、防振蕩電阻R4、負載電阻RL。

U1和U2的7口均接VCC，4口均接VEE，VCC和VEE分別為芯片正常工作提供正負電源電壓。R1一端接VEE，另一端懸空，中間抽頭接U1的1口和U2的1口，為了保證輸出電流的穩定，需保證輸出電阻較大，R1可用于調節U1、U2內部的靜態電流，從而提高輸出電阻。R2一端接U1的2口，一端接R3的中間抽頭，R2為U1、U2的射極支路提供保護電阻，防止短路。R3的一端接U2的2口，另一端懸空，根據不同的電流輸出要求，通過調節R3可以調整U1、U2的輸入，從而改變通過負載的電流值。Vsin一端接U1的3口，另一端接R4的一端，Vsin的作用是產生正弦波信號，使得在U1和U2的3口分別輸入一個大小相同、相位相反的信號，相應地，在U1和U2性能相同時，U1和U2的8口分別輸出一個大小相同、方向相反的電流。R4的另一端接U2的3口，R4在正弦發生器所在支路起到防止振蕩的作用。RL一端接U1的8口，另一端接U2的8口，構成負載支路，電流源產生的電流流經此電阻。

本發明有以下優勢：

本發明解決了傳統電流源負載需必須接地的這一問題，提供了一種免接地的電流源。同時，通過寬帶跨導型運算放大和緩沖器的使用，進一步提高電流源的精度。因此，這種電流源可用于生物阻抗測量等精度較高的場合。

附圖說明

圖1是本發明電流源的電路原理圖。

具體實施方式

參照圖1，本發明的高精度免接地電流源包括：兩片寬帶跨導型運算放大和緩沖器OPA660U1和U2、+5V電壓源VCC、-5V電壓源VEE、靜態電流控制電位器R1、正弦發生器Vsin、射極保護電阻R2、射極電位器R3、防振蕩電阻R4、負載電阻RL。

U1和U2的7口均接VCC，4口均接VEE，VCC和VEE分別為芯片正常工作提供正負電源電壓。R1一端接VEE，另一端懸空，中間抽頭接U1的1口和U2的1口，為了保證輸出電流的穩定，需保證輸出電阻較大，R1可用于調節U1、U2內部的靜態電流，從而提高輸出電阻。R2一端接U1的2口，一端接R3的中間抽頭，R2為U1、U2的射極支路提供保護電阻，防止短路。R3的一端接U2的2口，另一端懸空，根據不同的電流輸出要求，通過調節R3可以調整U1、U2的輸入，從而改變通過負載的電流值。Vsin一端接U1的3口，另一端接R4的一端，Vsin的作用是產生正弦波信號，使得在U1和U2的3口分別輸入一個大小相同、相位相反的信號，相應地，在U1和U2性能相同時，U1和U2的8口分別輸出一個大小相同、方向相反的電流。R4的另一端接U2的3口，R4在正弦發生器所在支路起到防止振蕩的作用。RL一端接U1的8口，另一端接U2的8口，構成負載支路，電流源產生的電源流經此電阻。

電流源的高精度取決于系統的輸出阻抗。U1、U2通過調節R1可以降低器件內部的靜態電流，從而提高輸出電阻。同時，從系統結構上看，U1、U2兩片芯片完全相同，系統的輸出阻抗等于兩個芯片的輸出阻抗之和，從而進一步保證了系統的高輸出阻抗以確保電流源的精度。另一方面，由于U1、U2兩片芯片完全相同，利用雙極性特點保證兩片芯片輸出電流大小相等，嚴格匹配，輸出支路上的負載RL可以不接地。