[发明专利]一种宽负载范围的高稳定度恒流源

权利要求书

1.一种宽负载范围的高稳定度恒流源，其特征在于，该恒流源包括控制电压模块、功率耗散模块以及V/I转换模块；

所述控制电压模块为D/A控制电路，控制电压模块由FPGA控制，控制电压模块的输出端连接至V/I转换模块的电压输入端；

所述功率耗散模块用于耗散供电电源提供的额外功率，保证电路的安全性和高稳定性，功率耗散模块的功率输出连接至V/I转换模块的功率输入端；

所述功率耗散模块包括第一运放U1、第一功率放大器以及并联BJT阵列；

所述第一运放U1的同相输入端接固定参考电压，U1的反相输入端经隔离电阻R12连接并联BJT阵列的功率输出端，U1的输出端经功率放大器U2放大功率后接并联BJT阵列的基极；

所述并联BJT阵列包括n个并联PNP型三极管，其中每个PNP型三极管的基极直接短接为阵列基极；所有PNP型三极管的集电极直接短接后作为阵列的功率电源端，连接功率电源POWER的正极；所有PNP型三极管的射极各连接一个平衡电阻后短接为阵列的功率输出端；

阵列的功率输出端作为功率耗散模块的功率输出端；

所述V/I转换模块通过运放、BJT及采样电阻搭建的反馈电路将电压转换为电流，V/I转换模块的功率输出端与功率地分别连接至负载两端。

2.如权利要求1所述的恒流源，其特征在于，所述控制电压模块利用D/A转换器AD5791构建D/A控制电路，D/A转换器AD5791的数字端经隔离芯片接入FPGA的IO引脚，所述控制电压模块放置于恒温箱中，开机稳定后温度变化不超过1℃。

3.如权利要求1或2所述的恒流源，其特征在于，所述的V/I转换模块，采用的第二运放U3、第二功率放大器、PNP型三极管Q7及采样电阻的组合方式；

所述控制电压模块的电压输出端经跟随器和反相器后，接入第二运放U3的反相输入端，第二运放U3的同相输入端经隔离电阻R22后接采样电阻R21的电压采样B端，第二运放U3的输出端经第二功率放大器放大功率后接Q7的基极；Q7的集电极接所述功率耗散模块的功率输出端，Q7的射极接采样电阻R21的功率电流A端；采样电阻R21的A端接模拟地，B端接负载正接口SC+；负载负接口SC-接功率地。

4.根据权利要求1所述的恒流源，其特征在于，所述V/I转换模块采用的第二运放为OPA189，温漂为0.005uV/℃，开环增益为170dB。

5.根据权利要求1所述的恒流源，其特征在于，所述V/I转换模块采用的采样电阻R21为VPR221Z，温漂为0.05ppm/℃，长期稳定性50ppm/2000h。