[發(fā)明專利]模塊化的能輸出任意波形的大電流電流源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011448590.6
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112527045B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳耀軍;陳柏超;田翠華;郭俊華
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢海奧電氣有限公司
• 主分類號: G05F1/575
• 分類號: G05F1/575
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 鄭勤振

公開了一種模塊化的能輸出任意波形的大電流電流源，包括：若干個并聯(lián)的恒流源模塊，其中每個所述恒流源模塊包括正負(fù)電流取樣電阻R_C1、R_C2，正負(fù)電流取樣電阻一端連接MOS管的源極，另一端和控制參考地相連并作為電源輸出的正極，電源輸出的負(fù)極則和輸入直流電源的中心點(diǎn)相連，這樣實(shí)現(xiàn)了電源的正負(fù)電流支路的獨(dú)立控制，方便電源模塊的并聯(lián)，同時控制電路的工作電源和輸入直流電源大小以及負(fù)載大小無關(guān)。模塊化的所述恒流源模塊并聯(lián)來實(shí)現(xiàn)最終的大電流輸出，并通過增加并聯(lián)所述恒流源模塊的數(shù)量來調(diào)整最大電流的輸出。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及線性電源領(lǐng)域，尤其涉及對輸出電流精度要求較高、波形要求較復(fù)雜且幅值較大的電源領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在一些傳感器、開關(guān)繼電器觸點(diǎn)測試過程要用到大電流源，大容量電池或超級電容應(yīng)用系統(tǒng)的測試需要用到標(biāo)準(zhǔn)的電流源來模擬電池或電容的電流特性，這就需要能提供復(fù)雜電流波形的高精度大電流。為了保證電流波形的精度以及降低系統(tǒng)干擾，一般采用線性電源。

為了獲得所需的電流，一般有兩種途徑獲得，一種是采用高精度電壓源和電阻負(fù)載串聯(lián)，從而產(chǎn)生所需的電流，但溫度的變化會使電阻值發(fā)生變化，從而引起輸出電流的變化，因而這種方式難以獲得高精度的電流。而且負(fù)載電阻調(diào)整不靈活，難以實(shí)現(xiàn)電流幅值的連續(xù)調(diào)節(jié)，并且功耗較大。

另一種方法是在線性電壓源電路的基礎(chǔ)上，把控制的反饋量改成輸出電流，從而實(shí)現(xiàn)對輸出電流的控制，其電路結(jié)構(gòu)一般采用基于NMOS管和PMOS管的電壓跟隨器結(jié)構(gòu)，但當(dāng)負(fù)載阻抗較大時，要求控制電路輸出的功率管控制電壓較高，需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的電壓放大電路。為擴(kuò)大輸出電流，一般采用MOS管并聯(lián)，但難以實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，通過模塊的增減來實(shí)現(xiàn)輸出最大電流的增減。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┑哪K化的能輸出任意波形的大電流電流源，采用模塊化的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，可以通過增減并聯(lián)恒流源模塊的數(shù)量來調(diào)整電流源輸出電流的能力，通過增加冗余模塊可以大大提高電源的可靠性。模塊化設(shè)計(jì)也提高了電流源可維護(hù)性。

根據(jù)本申請實(shí)施例的一方面，提供一種模塊化的能輸出任意波形的大電流電流源，包括：

若干個并聯(lián)的恒流源模塊，所述恒流源模塊包括：

功率電路，所述功率電路包括正功率支路和負(fù)功率支路，所述正功率支路串聯(lián)若干并聯(lián)的NMOS管，所述NMOS管的漏極和輸入電源的正極相連，所述NMOS管的源極和正電流取樣電阻R_C1一端相連，所述正電流取樣電阻R_C1另一端接電源負(fù)載R_L的正參考端，所述電源負(fù)載R_L的負(fù)參考端接輸入電源的串聯(lián)中間點(diǎn)(即功率地)，所述負(fù)功率支路串聯(lián)若干并聯(lián)的PMOS管，所述PMOS管的漏極和輸入電源的負(fù)極相連，所述PMOS管的源極和負(fù)電流取樣電阻R_C2一端相連，所述負(fù)電流取樣電阻R_C2的另一端和所述電源負(fù)載R_L正參考端相連，控制參考地和所述電源負(fù)載R_L正參考端相連；

控制電路，所述控制電路包括運(yùn)算放大器A₁、A₂，所述運(yùn)算放大器A₁、A₂的同相輸入端接同一個電流給定信號，所述運(yùn)算放大器A₁、A₂的反相輸入端分別接所述NMOS管和所述PMOS管的源極，所述運(yùn)算放大器A₁、A₂的輸出端分別與第一互補(bǔ)功率放大器和第二互補(bǔ)功率放大器的輸入連接，所述第一互補(bǔ)功率放大器和所述第二互補(bǔ)功率放大器分別通過柵極驅(qū)動電阻與所述NMOS管和所述PMOS管的柵極相連。

在一些示例中，還包括兩臺三相降壓變壓器，所述兩臺三相降壓變壓器輸出端經(jīng)過整流濾波電路后串聯(lián)作為所述恒流源模塊的所述輸入電源。

附圖說明