本實(shí)用新型涉及模擬電子線路領(lǐng)域，特別是一種高精度恒流源電路。
背景技術(shù)：
恒流源是指能夠向負(fù)載提供恒定電流輸出的電源，理想的恒流源應(yīng)該具有3個(gè)特點(diǎn)：輸出不隨負(fù)載變化而變化、不因環(huán)境溫度變化而變化、內(nèi)阻無(wú)限大。一般來(lái)說(shuō)，按恒流源的組成器件不同，可分為晶體管恒流源、場(chǎng)效應(yīng)管恒流源和集成運(yùn)放恒流源3類。
集成運(yùn)放恒流源相對(duì)晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管恒流源來(lái)說(shuō)，其受溫度影響較小，穩(wěn)定性和恒流性也更好。尤其在負(fù)載一端接地和大電流的場(chǎng)合中，集成運(yùn)放恒流源的效果更為突出。目前市場(chǎng)上較為成熟的恒流源產(chǎn)品的輸出雖然可達(dá)毫安到百安量級(jí)，但是通常對(duì)于實(shí)際應(yīng)用電路要求的輸出電流穩(wěn)定度及精度等性能指標(biāo)卻很難滿足，仍需要進(jìn)行一定的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
XTR110是美國(guó)Burr-Brown公司推出的一款精密電壓/電流轉(zhuǎn)換芯片，其專門(mén)為模擬信號(hào)傳輸而設(shè)計(jì)，具有較高的性價(jià)比。利用XTR110可以將0～5V及0～10V等范圍的電壓信號(hào)高精度地轉(zhuǎn)換為0～20mA、4～20mA或者其他范圍的常用輸出電流信號(hào)。除此之外，XTR110本身還可以提供精密的10V參考電壓輸出用于驅(qū)動(dòng)外部電路。該芯片內(nèi)部由精密電阻網(wǎng)絡(luò)模塊、電壓/電流轉(zhuǎn)換模塊、電流/電流變換模塊和精密10V電壓基準(zhǔn)模塊組成。
在一些特殊環(huán)境中，會(huì)需要用于加熱的大電流輸出(如在恒流式熱式流量計(jì)設(shè)計(jì)中，高精度、穩(wěn)定、較大的電流輸出是十分重要的參數(shù))，本實(shí)用新型通過(guò)使用XTR110搭建精度達(dá)0.1％的80mA恒流源，解決對(duì)熱式流量計(jì)中鉑熱電阻探頭的加熱問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：
80mA的高精度恒流源電路由XTR110精密電壓/電流轉(zhuǎn)換芯片、MAX6350CSA基準(zhǔn)電壓芯片、P溝道MOS管Q1和外圍的電阻、電位器及電容構(gòu)成。
XTR110精密電壓/電流轉(zhuǎn)換芯片采用24VDC供電，接到XTR110的16引腳；XTR110的引腳15和引腳12短接輸出10VDC給MAX6350CSA芯片供電，接到MAX6350CSA的引腳2；XTR110的引腳14輸出的恒流源接到P溝道MOS管輸入端；XTR110的引腳8接外接調(diào)流的一個(gè)電阻(R2＝1.4K)和一個(gè)電位器(VR1＝300Ω)；在引腳13和引腳16之間接入一個(gè)電阻(R1＝10Ω)；24VDC供電電源接一個(gè)濾波電容(C7＝1μF)。
MAX6350CSA芯片的引腳2由XTR110芯片引腳15輸出的10VDC供電，同時(shí)接一個(gè)濾波電容(C9＝2.2μF)；MAX6350CSA芯片的引腳6輸出高精度的5V基準(zhǔn)電壓接到XTR110芯片的引腳5，同時(shí)接一個(gè)濾波電容(C8＝2.2μF)；MAX6350CSA芯片的引腳3接一個(gè)濾波電容(C10＝1μF)。
P溝道MOS管Q1輸入端接X(jué)TR110的引腳14輸出的恒流源，源極接X(jué)TR110的引腳13，漏極接負(fù)載電阻RL。
工作原理：出于減小溫漂與提高穩(wěn)定性的考慮，需選擇低溫漂、高精度電阻。但是可調(diào)電阻的精度和溫漂性能都不是特別理想，所以將外接調(diào)流電阻分為高精度、低溫漂固定阻值電阻R2和可調(diào)電阻VR1兩部分，同時(shí)盡量增大R2，減小VR1。取R2＝1.4kΩ，VR1＝300Ω。即R2+VR1在1562.5Ω±10％范圍內(nèi)可調(diào)，從而保證當(dāng)XTR110的內(nèi)部電阻在500Ω±20％范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，輸出恒流源在80mA±10％范圍內(nèi)可調(diào)，通過(guò)P溝道MOS管Q1輸出。
本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是：利用XTR110搭建的恒流源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高，可以滿足熱式流量計(jì)設(shè)計(jì)中的高精度及高穩(wěn)定性等要求，在80mA設(shè)計(jì)方案中，負(fù)載在0～270Ω范圍內(nèi)，恒流源的精度可達(dá)0.1％以上。
附圖說(shuō)明
附圖1是80mA的高精度恒流源電路。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型電路的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步說(shuō)明。
XTR110芯片引腳5的輸入基準(zhǔn)電壓的選取要考慮到對(duì)電流源的精度、溫漂、穩(wěn)定性及噪聲等因素的影響，根據(jù)測(cè)量誤差理論，對(duì)于只有兩項(xiàng)誤差的情況，當(dāng)其中一項(xiàng)誤差不大于另一項(xiàng)的三分之一時(shí)可以忽略，因此要求電壓源精度要小于電流源設(shè)計(jì)精度的三分之一才能滿足設(shè)計(jì)要求。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)中選取MAX6350CSA基準(zhǔn)電壓芯片，精度可達(dá)±0.02％，采用XTR110所提供的10V電壓供電。
該恒流源的帶負(fù)載能力受電源電壓影響,在本實(shí)用新型方案中，電源電壓24V，其電壓降主要分布在外部拓展精密電阻R1兩端的UR1、MOS管Q1兩端的UQ1和負(fù)載RL兩端的URL。由于MOS管Q1源極與漏極之間的壓降較小，而流過(guò)R1和負(fù)載RL的電流均為80mA，故理論上認(rèn)為RL在0～290Ω范圍內(nèi)，但實(shí)際中，負(fù)載的大小應(yīng)比此值范圍略小。
以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施例。可以理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其他改進(jìn)和變化，均應(yīng)認(rèn)為包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。