[發明專利]數控直流電流源

有效

• 申請號: 201710623620.4
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107272805B
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 胡凱;楊海鋼;賈一平;張超
• 申請（專利權）人: 中科億海微電子科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 曹玲柱

本公開提供了一種數控直流電流源，包括：上位機，輸出與控制模塊的輸入相連；D/A轉換模塊，其輸入與控制模塊輸出相連，輸出與電流產生模塊的輸入相連；電流產生模塊的輸出與負載相連，其輸入與控制模塊及D/A轉換模塊輸出相連，用于產生所需的輸出電流；控制模塊的輸出與D/A轉換模塊、電流產生模塊相連，輸入連接到上位機，用于接收上位機發出的指令，進行處理并生成D/A控制模塊及電流產生模塊的控制信號，對所述D/A控制模塊及電流產生模塊進行相應的控制，產生所需的輸出電流。本公開的數控直流電流源可根據輸出電流大小自動調整合適增益，能大范圍輸出直流電流，使運算放大器工作在穩定的區域。

技術領域

本公開涉及直流電源領域，尤其涉及一種數控精密直流電流源。

背景技術

在電子電路測量特別是芯片測量中，需要將直流電流信號加到被測系統中對其直流參數進行測試。隨著現代化科技的發展，在這些測試中對高精度儀器儀表的要求也越來越高。在傳統的直流電流源中，普遍存在體積龐大、調節復雜、不能在大范圍內精確調節等缺點。如：有采用控制數控電阻網絡來改變輸出電流大小的傳統直流電流源。由于電阻網絡兩檔之間的變化比較大，這樣就造成輸出電流值不能很精確的控制，特別是在一些微小電流(如納安甚至更小量級)的范圍內更是不好精確的控制輸出值；還有通過恒流二極管或恒流三極管構成的直流電流源能實現的恒流范圍比較小，應用范圍比較窄。

公開內容

(一)要解決的技術問題

本公開提供了一種數控精密直流電流源，以至少部分解決以上所提出的技術問題。

(二)技術方案

根據本公開的一個方面，提供了一種數控直流電流源，包括：上位機，輸出與控制模塊的輸入相連；D/A轉換模塊，其輸入與控制模塊輸出相連，輸出與電流產生模塊的輸入相連；電流產生模塊的輸出與負載相連，其輸入與控制模塊及D/A轉換模塊輸出相連，用于產生所需的輸出電流；控制模塊的輸出與D/A轉換模塊、電流產生模塊相連，輸入連接到上位機，用于接收上位機發出的指令，進行處理并生成D/A控制模塊及電流產生模塊的控制信號，對所述D/A控制模塊及電流產生模塊進行相應的控制，產生所需的輸出電流。

在本公開一些實施例中，所述電流產生模塊包括：功率運放模塊，輸入端連接到D/A轉換模塊及采樣模塊的輸出端，用于接收D/A轉換模塊產生的電壓信號及采樣模塊產生的采樣信號，輸出連接到量程選擇模塊和采樣模塊的輸入端，用于將運算所得的電壓信號傳送給量程選擇模塊和采樣模塊；量程選擇模塊，控制輸入端連接到控制模塊輸出端，用于接收控制模塊產生的控制信號，同時量程選擇模塊輸入端也與功率運放模塊連接，接收其運算所得的電壓信號，量程選擇模塊的輸出端連接到負載及采樣模塊，通過量程變換與輸出電流采樣反饋，輸出所需要的電流；采樣模塊，控制輸入端連接到控制模塊輸出端，用于接收控制模塊產生的控制信號，同時采樣模塊的第一輸入端與功率運放的輸出端連接，第二輸入端與量程選擇模塊的輸出端連接，用于采樣量程選擇模塊兩端的電壓差，同時將運算出的電壓值輸出給功率運放模塊，形成反饋網絡。

在本公開一些實施例中，所述電流產生模塊中，功率運放模塊包括功率運放器件、電阻R1及R2，D/A轉換模塊的輸出端連接到電阻R1的第一端，電阻R1的第二端連接到電阻R2的第一端及功率運放器件的第一輸入端，功率運放器件的第二輸入端接地，功率運放器件的輸出端與量程選擇模塊輸入端及采樣模塊的第一輸入端相連，電阻R2第二端與采樣模塊的輸出端相連；量程選擇模塊包括多個并聯的采樣電阻支路，其一端連接功率運放器件的輸出端，另一端連接采樣模塊的第二輸入端，每個并聯的支路中采樣電阻兩端分別設置繼電器開關；采樣模塊包括5個運算放大器，其中放大器A1的輸入端連接到功率運放器件的輸出端，輸出端連接到放大器A3的輸入端，放大器A2的輸入端連接到量程選擇模塊的輸出端，放大器A2的輸出端連接到放大器A3的輸入端，放大器A3的輸出端連接到開關Km1的第一端，開關Km1第一路直接連接到功率運放模塊的電阻R2第二端，開關Km1第二路通過串聯的放大器A4、A5及開關Km2連接到功率運放模塊的電阻R2第二端。