一種80mA的高精度恒流源電路的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種80mA的高精度恒流源電路，恒流源電路由XTR110精密電壓/電流轉換芯片、MAX6350CSA基準電壓芯片、P溝道MOS管Q1和外圍的電阻、電位器及電容構成；MAX6350CSA芯片由XTR110芯片輸出的10VDC供電，XTR110輸出的恒流源經P溝道MOS管放大后接負載電阻RL。本發明設計的恒流源電路結構簡單、可靠性高，負載在0～270Ω范圍內，恒流源的精度可達0.1％以上。
【專利說明】
一種80mA的高精度恒流源電路
技術領域
[0001]本發明涉及模擬電子線路領域，特別是一種高精度恒流源電路。
【背景技術】
[0002]恒流源是指能夠向負載提供恒定電流輸出的電源，理想的恒流源應該具有3個特點:輸出不隨負載變化而變化、不因環境溫度變化而變化、內阻無限大。一般來說，按恒流源的組成器件不同，可分為晶體管恒流源、場效應管恒流源和集成運放恒流源3類。
[0003]集成運放恒流源相對晶體管和場效應管恒流源來說，其受溫度影響較小，穩定性和恒流性也更好。尤其在負載一端接地和大電流的場合中，集成運放恒流源的效果更為突出。目前市場上較為成熟的恒流源產品的輸出雖然可達毫安到百安量級，但是通常對于實際應用電路要求的輸出電流穩定度及精度等性能指標卻很難滿足，仍需要進行一定的優化設計。
[0004]XTRllO是美國Burr-Brown公司推出的一款精密電壓/電流轉換芯片，其專門為模擬信號傳輸而設計，具有較高的性價比。利用XTRllO可以將O?5V及O?1V等范圍的電壓信號高精度地轉換為O?20mA、4?20mA或者其他范圍的常用輸出電流信號。除此之外，XTRl 10本身還可以提供精密的1V參考電壓輸出用于驅動外部電路。該芯片內部由精密電阻網絡模塊、電壓/電流轉換模塊、電流/電流變換模塊和精密1V電壓基準模塊組成。
[0005]在一些特殊環境中，會需要用于加熱的大電流輸出(如在恒流式熱式流量計設計中，高精度、穩定、較大的電流輸出是十分重要的參數)，本發明通過使用XTRl 10搭建精度達
0.1%的80mA恒流源，解決對熱式流量計中鈾熱電阻探頭的加熱問題。
【發明內容】
[0006]本發明所采用的技術方案是:
[0007]80mA的高精度恒流源電路由XTRl 10精密電壓/電流轉換芯片、MAX6350CSA基準電壓芯片、P溝道MOS管Qi和外圍的電阻、電位器及電容構成。
[0008]XTRllO精密電壓/電流轉換芯片采用24VDC供電，接到XTRllO的16引腳;XTRllO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;XTRllO的引腳8接外接調流的一個電阻(R2= 1.4K)和一個電位器(VR1 = SOOQ );在引腳13和引腳16之間接入一個電阻(R1 = 1Q );24VDC供電電源接一個濾波電容(C7 = IyF)。
[0009]MAX6350CSA芯片的引腳2由XTRllO芯片引腳15輸出的10VDC供電，同時接一個濾波電容(C9 = 2.2yF);MAX6350CSA芯片的引腳6輸出高精度的5V基準電壓接到XT RllO芯片的弓丨腳5，同時接一個濾波電容((:8 = 2.24?);嫩乂635(^六芯片的引腳3接一個濾波電容((:1()=1
yF) ο
[0010]P溝道MOS管&輸入端接XTRl 10的引腳14輸出的恒流源，源極接XTRl 10的引腳13，漏極接負載電阻Rl。[0011 ]工作原理:出于減小溫漂與提高穩定性的考慮，需選擇低溫漂、高精度電阻。但是可調電阻的精度和溫漂性能都不是特別理想，所以將外接調流電阻分為高精度、低溫漂固定阻值電阻R2和可調電阻VRi兩部分，同時盡量增大R2，減小VR1。取R2 = 1.4k Ω，VR1 = 300 Ω。即尺2+￥!?1在1562.50 ±10%范圍內可調，從而保證當XTRllO的內部電阻在500Ω ±20%范圍內變動時，輸出恒流源在80mA ±10%范圍內可調，通過P溝道MOS管Ql輸出。
[0012]本發明的有益技術效果是:利用XTRl10搭建的恒流源結構簡單、可靠性高，可以滿足熱式流量計設計中的高精度及高穩定性等要求，在80mA設計方案中，負載在O?270 Ω范圍內，恒流源的精度可達0.1 %以上。
【附圖說明】
[0013]附圖1是80mA的高精度恒流源電路。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做進一步說明。
[0015]XTRllO芯片引腳5的輸入基準電壓的選取要考慮到對電流源的精度、溫漂、穩定性及噪聲等因素的影響，根據測量誤差理論，對于只有兩項誤差的情況，當其中一項誤差不大于另一項的三分之一時可以忽略，因此要求電壓源精度要小于電流源設計精度的三分之一才能滿足設計要求。本發明設計中選取MAX6350CSA基準電壓芯片，精度可達±0.02%，采用XTRl 10所提供的1V電壓供電。
[0016]該恒流源的帶負載能力受電源電壓影響，在本發明方案中，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、M0S管Ql兩端的Uqi和負載Rl兩端的URL。由于105管&源極與漏極之間的壓降較小，而流過&和負載Rl的電流均為80mA，故理論上認為Rl在O?290 Ω范圍內，但實際中，負載的大小應比此值范圍略小。
[0017]以上是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于發明技術方案的范圍內。
【主權項】
1.一種80mA的高精度恒流源電路，其特征在于，恒流源電路由XTRl 1精密電壓/電流轉換芯片、MAX6350CSA基準電壓芯片、P溝道關3管01和外圍的電阻、電位器及電容構成；XTRl 10精密電壓/電流轉換芯片采用24VDC供電，接到XTRl 10的16引腳;XTRllO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;XTRl 10的引腳8接外接調流的一個電阻他=1.4K和一個電位器VR1 = 300 Ω ;在引腳13和引腳16之間接入一個電阻R1 = 1 Ω ; 24VDC供電電源接一個濾波電容C?=lyF;MAX6350CSA芯片的引腳2由XTRllO芯片引腳15輸出的10VDC供電，同時接一個濾波電容C9 = 2.2μF;MAX6350CSA芯片的引腳6輸出高精度的5V基準電壓接到XTRllO芯片的引腳5，同時接一個濾波電容C8 = 2.2yF;MAX6350CSA芯片的引腳3接一個濾波電容Ciq= IyF; P溝道MOS管&輸入端接XTRl 10的引腳14輸出的恒流源，源極接XTRl 10的引腳.13，漏極接負載電阻Rl ；輸出恒流源在80mA± 10 %范圍內可調。
【文檔編號】G05F1/56GK106020311SQ201610563398
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月16日
【發明人】潘豐, 智月明
【申請人】江南大學