[发明专利]一种双环反馈恒流源电路

摘要

本发明的一种双环反馈恒流源电路属于电子技术的技术领域，其结构有限流设置模块(2)、电流设置模块(3)、电流输出模块(7)和第一反馈模块(8)；其特征在于，结构还有参考电压模块(1)、减法器模块(4)、PID控制模块(5)、加法器模块(6)和第二反馈模块(9)。本发明采用双环负反馈结构，具有输出电流稳定高、安全性高、使用场合广泛等特点。

主权项

一种双环反馈恒流源电路，结构有限流设置模块(2)、电流设置模块(3)、电流输出模块(7)和第一反馈模块(8)；其特征在于，结构还有参考电压模块(1)、减法器模块(4)、PID控制模块(5)、加法器模块(6)和第二反馈模块(9)；限流设置模块(2)的输出与电流设置模块(3)的输入相连，电流设置模块(3)的输出接减法器模块(4)的控制输入，第二反馈模块(9)的输出接减法器模块(4)的反馈输入，减法器模块(4)的输出接PID控制模块(5)的输入，PID控制模块(5)的输出接加法器模块(6)的输入，参考电压模块(1)的输出分别接减法器模块(4)、PID控制模块(5)和加法器模块(6)的参考电压输入，加法器模块(6)的输出接电流输出模块(7)的控制输入，第一反馈模块(8)的输出接电流输出模块(7)的反馈输入，电流输出模块(7)的输出接第一反馈模块(8)和第二反馈模块(9)的输入；所述的参考电压模块(1)的结构为：电阻R1的一端接电源VCC，另一端接运放U5A的同相输入端和电阻R2的一端，电阻R2的另一端接地，运放U5A的反相输入端接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接运放U5A的输出端，运放U5A的正电源端接电源VCC，负电源端接地，运放U5A的输出端作为参考电压模块(1)的输出端，记为端口Vref；所述的限流设置模块(2)的结构为：电阻R4的一端接电源VCC，另一端接滑动变阻器W1的一端和稳压二极管D1的负极，滑动变阻器W1的另一端和稳压二极管D1的正极接地，滑动变阻器W1的滑动端接运放U1A的同相输入端，运放U1A的反相输入端接运放U1A的输出端，运放U1A的正电源端接电源VCC，负电源端接地，运放U1A的输出端作为限流设置模块(2)的输出端，记为端口Ilim；所述的电流设置模块(3)的结构为：滑动变阻器W2的一端接限流设置模块(2)的端口Ilim，另一端接地，滑动变阻器W2的滑动端接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接运放U1B的同相输入端，运放U1B的反相输入端接电阻R6和电阻R7的一端，电阻R6的另一端接地，电阻R7的另一端接运放U1B的输出端，运放U1B的输出端作为电流设置模块(3)的输出端，记为端口Iset；所述的减法器模块(4)的结构为：电阻R9的一端接电流设置模块(3)的端口Iset，另一端接运放U2A的同相输入端和电阻R8的一端，电阻R8的另一端接参考电压模块(1)的端口Vref，电阻R10的一端接第二反馈模块(9)的端口Vfd2，另一端接运放U2A反相输入端和电阻R11的一端，电阻R11的另一端接运放U2A的输出端，运放U2A的正电源端接电源VCC，负电源端接地，运放U2A的输出端作为减法器模块(4)的输出端，记为端口Vdiff；所述的PID控制模块(5)的结构为：电阻R13的一端接减法器模块(4)的端口Vdiff，另一端接运放U2B的反相输入端和电阻R12的一端，电阻R12的另一端接滑动变阻器W3的一端，滑动变阻器W3的滑动端接运放U2B的输出端，运放U2B的同相输入端接电阻R16的一端，电阻R16的另一端接参考电压模块(1)的端口Vref，运放U2B的输出端作为PID控制模块(5)的一个输出端，记为端口Vk；电阻R14的一端接减法器模块(4)的端口Vdiff，另一端接滑动变阻器W4的一端，滑动变阻器W4的滑动端接运放U3A的反相输入端和电容C1的一端，电容C1的另一端接运放U3A的输出端，运放U3A的同相输入端接电阻R17的一端，电阻R17的另一端接参考电压模块(1)的端口Vref，运放U3A的正电源端接电源VCC，负电源端接地，运放U3A的输出端作为PID控制模块(5)的一个输出端，记为端口Vint；电容C3的一端接减法器模块(4)的端口Vdiff，另一端接运放U3B的反相输入端、电容C2的一端和电阻R15的一端，电容C2的另一端接运放U3B的输出端，电阻R15的另一端接滑动变阻器W5的一端，滑动变阻器W5的滑动端接运放U3B的输出端，运放U3B的同相输入端接电阻R18的一端，电阻R18的另一端接参考电压模块(1)的端口Vref，运放U3B的输出端作为PID控制模块(5)的一个输出端，记为端口Vd；所述的加法器模块(6)的结构为：电阻R20的一端接PID控制模块(5)的端口Vk，电阻R21的一端接PID控制模块(5)的端口Vint，电阻R22的一端接PID控制模块(5)的端口Vd，电阻R20的另一端、电阻R21的另一端和电阻R22的另一端接在一起与运放U4A的反相输入端和电阻R19的一端相连，电阻R19的另一端接运放U4A的输出端，电阻R23的一端接参考电压模块(1)的端口Vref，另一端接运放U4A的同相输入端和电阻R24的一端，电阻R24的另一端接地，运放U4A的正电源端接电源VCC，负电源端接地，运放U4A的输出端作为加法器模块(6)的输出端，记为端口Vsum；所述的电流输出模块(7)的结构为：电阻R25的一端接加法器模块(6)的端口Vsum，另一端接运放U5B的同相输入端，电阻R26的一端接第一反馈模块(8)的端口Vfd1，另一端接运放U5B的反相输入端、电阻R27的一端和电容C4的一端，电阻R27的另一端接电源VCC，电容C4的另一端接运放U5B的输出端，运放U5B的输出端接MOS管Q1的栅极，MOS管Q1的漏极接电源VCC，MOS管Q1的源极接取样电阻Rref的一端，并作为电流输出模块(7)的一个输出端，记为端口Vsam1，所述的MOS管Q1是N沟道增强型MOS管，取样电阻Rref的另一端接二芯接口Header2的1脚，并作为电流输出模块(7)的另一个输出端，记为端口Vsam2，二芯接口Header2的2脚接地，二芯接口Header2作为双环反馈恒流源电路的输出接口连接电路的负载，负载的正极接二芯接口Header2的1脚，负载的负极接二芯接口Header2的2脚；所述的第一反馈模块(8)的结构为：电阻R29的一端接电流输出模块(7)的端口Vsam1，另一端接运放U4B的同相输入端和电阻R28的一端，电阻R28的另一端接地，电阻R30的一端接电流输出模块(7)的端口Vsam2，另一端接运放U4B的反相输入端和电阻R31的一端，电阻R31的另一端接运放U4B的输出端，运放U4B的输出端作为第一反馈模块(8)的输出端，记为端口Vfd1；所述的第二反馈模块(9)的结构为：运放U6A的同相输入端接电流输出模块(7)的端口Vsam1，运放U6A的正电源端接电源VCC，负电源端接地，运放U6A的反相输入端接电阻R32、电阻R33的一端和滑动变阻器W6的滑动端，电阻R32的另一端接运放U6A的输出端，运放U6A的输出端作为第二反馈模块(9)的输出端，记为端口Vfd2，电阻R33的另一端接运放U6B的输出端和电阻R34的一端，滑动变阻器W6的一端接电阻R35的一端，电阻R35的另一端和电阻R34的另一端接在一起与运放U6B的反相输入端和电阻R36的一端相连，电阻R36的另一端接地，运放U6B的同相输入端接电流输出模块(7)的端口Vsam2。