[發(fā)明專利]一種基于運(yùn)算放大器自舉與反饋電路的電壓源電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010947783.X
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112162582B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王自鑫;李文哲;陳弟虎;韓海濤;侯林汛;胡德林;張錫斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: G05F1/46
• 分類號: G05F1/46;G05F1/575;G05F1/569
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 張金福

本發(fā)明公開了一種基于運(yùn)算放大器自舉與反饋電路的電壓源電路，包括數(shù)模轉(zhuǎn)換激勵(lì)源、運(yùn)算放大器自舉與反饋拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)電路、推挽式輸出拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)電路；數(shù)模轉(zhuǎn)換激勵(lì)源，用于向運(yùn)算放大器自舉與反饋拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)電路提供控制電路，使得電壓源電路數(shù)字可控；同時(shí)運(yùn)算放大器自舉與反饋拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)電路通過采集推挽式輸出拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)電路的輸出節(jié)點(diǎn)電壓，實(shí)現(xiàn)負(fù)反饋，保證推挽式輸出拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)電路輸出恒定的電壓值；所述的運(yùn)算放大器自舉與反饋拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)電路通過自舉調(diào)整電壓軌，實(shí)現(xiàn)大范圍的電壓輸出，并通過所述的推挽式輸出拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)電路，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生100V以上的電壓輸出，1A以上的電流輸出。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)大范圍的電壓輸出，較大電流輸出，顯著的提高了電壓源電路的負(fù)載能力，且在此基礎(chǔ)上兼顧電壓源輸出的高精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及程控電源技術(shù)領(lǐng)域，更具體的，涉及一種基于運(yùn)算放大器自舉與反饋電路的電壓源電路。

背景技術(shù)

在測量領(lǐng)域，為了給待測器件提供所需的激勵(lì)信號一般需要高精度的電壓源結(jié)構(gòu)，但是目前常見的高精度電壓源往往只能提供較小的輸出范圍的電壓信號，而輸出電壓范圍一旦增大，在高電壓下的電源紋波等問題往往又會(huì)凸顯出來，無法提供精確的測量。

傳統(tǒng)的電壓激勵(lì)源電路中，一般會(huì)采用運(yùn)算放大器對輸出節(jié)點(diǎn)電壓采樣反饋的方式，來穩(wěn)定輸出節(jié)點(diǎn)上的電壓。但是常見的跟隨器或者同相比例放大電路的輸出電壓受到了運(yùn)算放大器供電電壓軌的限制，無法超越運(yùn)算放大器芯片的標(biāo)定參數(shù)，若需要輸出更大的電壓范圍，除了換用供電電壓軌更大的運(yùn)算放大器，自舉電路可以以最小的成本得到輸出電壓范圍的極大拓展。如中國專利號：CN 108983859 A，公開日：2018.12.11，具體公開了一種程控電源，具體的，其包括數(shù)字控制器模塊；與所述數(shù)字控制器模塊連接的D/A轉(zhuǎn)換模塊；與D/A轉(zhuǎn)換模塊連接的第一隔離模塊；輸出電壓控制模塊，所述輸出電壓控制模塊的輸入端與第一隔離模塊的輸出端連接；所述輸出電壓控制模塊為負(fù)載供電；霍爾電流傳感器模塊，用于測量輸出電壓控制模塊輸出至負(fù)載的電流；與負(fù)載的連接的儀表放大器模塊；與儀表放大器模塊連接的第二隔離模塊；分別與霍爾電流傳感器模塊的輸出端和第二隔離模塊的輸出端連接的A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與所述數(shù)字控制器模塊的輸入端連接。

更進(jìn)一步，為了適應(yīng)不同阻抗值的DUT，要求電壓源具有一定的負(fù)載能力，常見運(yùn)算放大器的輸出電流一般在幾mA-幾十mA，現(xiàn)有的技術(shù)難以提供上百mA甚至更大的電流能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有直流電壓激勵(lì)無法兼顧大電壓輸出范圍和高電壓輸出精度的問題，提供了一種基于運(yùn)算放大器自舉與反饋電路的電壓源電路，其在輸出級上增加推挽式輸出電路，實(shí)現(xiàn)了較大電壓輸出范圍，較大電流輸出能力，高精度，顯著的提高了電壓源電路的負(fù)載能力。

為實(shí)現(xiàn)上述本發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案如下：一種基于運(yùn)算放大器自舉與反饋電路的電壓源電路，包括數(shù)模轉(zhuǎn)換激勵(lì)源、運(yùn)算放大器自舉與反饋拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)電路、推挽式輸出拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)電路；

所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換激勵(lì)源的輸出端與所述的運(yùn)算放大器自舉與反饋拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)電路的輸入端連接，用于向所述的運(yùn)算放大器自舉與反饋拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)電路提供控制電路，使得所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換激勵(lì)源數(shù)字可控；

所述的運(yùn)算放大器自舉與反饋拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)電路的輸出端與推挽式輸出拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)電路的輸入端連接；同時(shí)所述的運(yùn)算放大器自舉與反饋拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)電路通過采集所述的推挽式輸出拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)電路的輸出節(jié)點(diǎn)電壓，實(shí)現(xiàn)負(fù)反饋，使得推挽式輸出拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)電路輸出恒定的電壓值；

所述的運(yùn)算放大器自舉與反饋拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)電路通過自舉調(diào)整電壓軌，實(shí)現(xiàn)大范圍的電壓輸出，并通過所述的推挽式輸出拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)電路，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生100V以上的電壓輸出，1A以上的電流輸出。

本發(fā)明的有益效果如下：

與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明所述的電壓源電路能擴(kuò)充電壓源的輸出范圍，并在較大的輸出電壓范圍下得到極為精準(zhǔn)的電壓值，同時(shí)由于具有輸出級的推挽式輸出拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)電，該電壓源可提供一定的負(fù)載能力，可用于多種類DUT的直流激勵(lì)的產(chǎn)生。