[發明專利]一種高精度恒流源系統

有效

• 申請號: 202110403896.8
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113110668B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 馬威;張汝清;李強;李中;方成;郝守剛
• 申請（專利權）人: 常州易控汽車電子股份有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 北京科領智誠知識產權代理事務所(普通合伙) 11782
• 代理人: 陳士騫

本發明實施例提供了一種高精度恒流源系統，包括單片機模塊、恒流源開關模塊、輸出電流控制模塊、短路保護模塊以及電壓基準模塊；單片機模塊與恒流源開關模塊電連接，用于向恒流源開關模塊輸出使能信號；恒流源開關模塊用于根據單片機模塊輸出的使能信號控制高精度恒流源系統的開關狀態；輸出電流控制模塊與恒流源開關模塊電連接，用于控制高精度恒流源系統的輸出電流；短路保護模塊分別與輸出電流控制模塊、負載正極電連接，用于防止負載反接造成高精度恒流源系統的損壞；電壓基準模塊與輸出電流控制模塊電連接，用于為高精度恒流源系統提供穩定的電壓。本發明采用單片機控制恒流源的方式，使得恒流源具有工作、關閉兩種狀態，降低了整體功耗。

技術領域

本發明涉及傳感器技術領域，具體而言，涉及一種高精度恒流源系統。

背景技術

傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。隨著現代化科技的飛速發展，對于傳感器的需求急劇增多，而傳感器的供電模式也越來越多，其中，恒流源可以使傳感器的工作環境穩定，使其采集數據穩定，傳感器以恒流源的供電模式逐漸增多。

目前，汽車傳感器對外部數據采集精度越來越高，也便要求對其供電設備的精度越來越高。但是，汽車上設備的環境復雜，不僅要求可以經過高低溫測試，還要抵抗電磁干擾、噪聲等因素，這就要求恒流源供電系統的結構不能太復雜，且安全穩定性高。此外，為滿足汽車電子設備的安全標準，恒流源在設計時，要考慮到傳感器短路不會造成恒流源損失，且在短路解除后，電路依舊可以正常使用。

在現有技術中的電子設備中，大部分恒流源是通過簡單的三極管、穩壓管、電阻等分立元器件搭建出來的，利用三極管基極電壓作為基準。一般通過固定電平由兩個電阻分壓或者電位計方式，提供一個基準電平，然后通過運放閉環控制三極管實現恒流源輸出，三極管工作于放大區，負載接在三極管漏極。根據設計需要，在電子產品生產時將兩個分壓電阻配置好，輸出電流大小由該分壓電平確定。實現不同應用需求時，運放輸出電流可調。

在上述現有技術中，恒流源是通過三極管、穩壓管搭建而成的，漏電流較大，輸出電流受溫度變化影響較大，進而會影響傳感器的穩定性。而通過運算放大器、三極管搭建的恒流源，受運算放大器成本的影響較為嚴重，在預算不充足的情況下，可能無法使用。

同時，在實際使用過程中，由于負載一端接于電源端，另一端直接接在三極管漏極，沒有進行必要的保護。當負載直接短接到電池負極時，會導致負載直接燒毀；當恒流源輸出端直接短接到電池正極時，恒流源內部三極管和限流電阻會發熱并燒毀。且現有技術中常用的恒流源沒有關閉狀態，其一直處于工作狀態，大大增加了設備的整體功耗。

發明內容

本說明書提供一種高精度恒流源系統，用以克服現有技術中存在的至少一個技術問題。

根據本說明書實施例，提供了一種高精度恒流源系統，所述高精度恒流源系統包括單片機模塊、恒流源開關模塊、輸出電流控制模塊、短路保護模塊以及電壓基準模塊；

所述單片機模塊與所述恒流源開關模塊電連接，用于向所述恒流源開關模塊輸出使能信號；所述恒流源開關模塊用于根據所述單片機模塊輸出的使能信號控制所述高精度恒流源系統的開關狀態；所述輸出電流控制模塊與所述恒流源開關模塊電連接，用于控制所述高精度恒流源系統的輸出電流；所述短路保護模塊分別與所述輸出電流控制模塊、負載的正極電連接，用于防止所述負載反接造成所述高精度恒流源系統的損壞；所述電壓基準模塊與所述輸出電流控制模塊電連接，用于為所述高精度恒流源系統提供穩定的電壓；

其中，所述恒流源開關模塊包括恒流源開關電路；所述恒流源開關電路包括電阻R1、電阻R2、MOS管Q1；所述電阻R1的一端為單片機模塊輸出的使能信號EN，所述電阻R1的另一端與所述MOS管Q1的柵極連接；所述電阻R2的兩端分別與所述MOS管Q1的柵極和源極連接；所述MOS管Q1的源極為負載恒流源負端接口G_R_OLS，且所述MOS管Q1的源極接地；