[發明專利]一種具有輸出隔離特性的高精度可控恒流源

有效

• 申請號: 201611065214.2
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106681421B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 劉永;李浩;梁海波;許昊;趙茜
• 申請（專利權）人: 北京航天自動控制研究所
• 主分類號: G05F1/618
• 分類號: G05F1/618
• 代理公司: 北京君恒知識產權代理事務所(普通合伙)11466
• 代理人: 張璐,黃啟行

技術領域

本發明涉及電子技術領域，特別是指一種具有輸出隔離特性的高精度可控恒流源。

背景技術

恒流源在工業自動化領域的應用非常廣闊，可以作為LED驅動，繼電器、熔斷器檢測，蓄電池充電，數字化儀表的標準信號源。以航天測發控系統電爆管通路地面測試為例，測發控系統利用恒流源作為信號基準源，向火工品通路施加電流并采集回路電壓，對電壓信號進行濾波和調理之后可以得到測試電壓值，進而可以判斷電爆管通路是否正常。由此可見，恒流源的品質和性能對于電爆管通路測試具有非常重要的意義。

目前，恒流源的設計方案可以概括為兩大類：

第一類是基于傳統分立晶體管的恒流源電路，這種恒流源的優勢在于：電路結構簡單易行；劣勢在于：(1)分立晶體管個體差異較大，在不同的工作電流和溫度下，基極和發射極之間的電壓存在一定的波動，不利于恒流源進行精密電流控制；(2)傳統恒流源接通時刻產生的瞬間高壓會直接作用到接入設備上，對接入設備的安全性帶來不利影響；

第二類是基于商業化高精度恒流源芯片的電路設計方案，這種恒流源的優勢在于：具有穩定性好、電源精度高等特點；劣勢在于：生產成本高昂，集成度低，很難滿足嵌入式系統模塊化設計需求。

而且，上述兩類恒流源在設計一般不具有故障容錯能力，很難應用在可靠性要求高的工業自動化生產環境中。

因此，為了解決恒流源精度低、成本高、可靠性和安全性差的問題，有必要發明一種具有精度高、溫漂小且具有輸出電壓抑制能力的高可靠性恒流源。

中國專利，申請號：201210199612.9、申請日：2012.06.15、公開號：CN102736799A、公開日：2012.10.17；名稱為“恒流源驅動的紅外觸摸屏及恒流源驅動電路”；其提出了一種恒流源驅動電路，利用比較器和電流調整管作為恒流鎖定電路，采用比較器給定電壓實現對恒流源的控制。

中國專利，申請號：201310738639.5、申請日：2013.12.25、公開號：CN104750158A、公開日：2015.07.01；名稱為“一種帶開路保護的高精度恒流源”；其提出了一種具有開路保護電路的高精度恒流源，當負載撤離時，可以無縫接入假負載，提高了恒流源的穩定性和安全性。但是，上述兩個專利公開的設計方案沒有對基準電壓源進行充分隔離，無法避免恒流源擾動對基準電壓源的影響。

中國專利，申請號：201310001718.8、申請日：2013.01.05、公開號：CN103123510A、公開日：2013.05.29；名稱為“可調恒流源電路”；其提出了一種可調恒流源電路，通過控制連接在運算放大器輸出端和晶體管柵極之間開關的通斷調節恒流源的輸出，具有結構簡單、成本低的特點，但是其恒流設定值無法實現連續變化。

中國專利，申請號：201010289599.7、申請日：2010.09.21、公開號：CN102023669B、公開日：2011.04.20；名稱為“一種高效可控恒流源電路”；其提出了一種數字式可控多路恒流源，利用對裝三極管溫度特性一致性好的特點，實現恒流源的溫度補償，使恒流源具有較高的穩定性，但是沒有考慮恒流源開路和接通瞬間電壓抑制問題，不利于保護接入負載的安全性。

綜上可知，上述文獻提供的恒流源實現方案無法兼顧電源安全性、可控性和可靠性要求，難以滿足高可靠工業檢測場合的應用需求。

發明內容

現有的恒流存在著源精度低、溫漂大、安全性差、集成芯片類恒流源成本高、不利于嵌入式集成的問題。基于上述缺陷，本發明實施例的目的是提出一種具有輸出隔離特性的高精度可控恒流源，其結構簡便、電源品質穩定、成本低、工作可靠且具有瞬態電壓抑制能力的可控恒流源，滿足工業測控自動化應用的需求。

為了達到上述目的，本發明實施例提出了一種具有輸出隔離特性的高精度可控恒流源，包括：用于進行恒流源基準電壓采集和設定的恒流源電壓設定電路1、用于進行開關控制和通路隔離的隔離電路2、用于進行電流設定的恒流源電流設定電路3、恒流源電流鎖定電路4；

其中所述恒流源電壓設定電路1用于為整個恒流源設定基準電壓以控制恒流源的恒流輸出大小；該設定電壓經過隔離電路2作用于恒流源電流設定電路3產生恒定電流，恒定電流流經恒流源電流鎖定電路4，最終流經負載實現恒流輸出。