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30A高稳定度恒流源系统的研制
资料介绍
恒流源作为稳定电源的一种，在科学研究和工业领域都有广泛的应用。尤其是输出高稳定度大电流的恒流源，在超导磁体、航空航天、直流充电和精密测量等领域都有着迫切的需求。中国计量科学研究院研制的大电流测量装置，需要10A以上、稳定度优于10ppm的高稳定度电流作为测量标准源，而目前大多数的恒流源产品输出电流范围小，且输出大电流时稳定度不高，难以满足高精度测量和其它对电流稳定度要求较高的应用场合。为此本文提出了一种最大可输出30A的高稳定度大电流恒流源设计方案，主要进行了以下几方面的研究工作：
1、对恒流源的国内外研究现状进行分析，结合线性稳流电路和开关型稳流电路的优缺点，提出一种采用开关电源前级预稳压、后级加线性稳流电路调整的组合调整型恒流源设计方案。设计了基于串联负反馈的线性稳流电路，对输出电流进行实时调整，保证电流稳定度水平达到10ppm以内，并对电路中关键部件的选型和其对输出电流稳定度的影响进行了分析。
2、设计研制了高稳定度参考电压发生模块。其中基准电压采用高稳定度基准电压芯片提供，并由单片机控制高精度DA转换芯片产生可调的参考电压。经测试该模块输出0.1~0.3V参考电压的稳定度水平优于5ppm。
3、针对大电流输出时功耗大、发热量高、电流难以稳定的问题，采用多只功率MOSFET并联均流工作的方式作为调整管，对影响功率MOSFET并联均流工作的因素进行了系统分析，并设计了风冷散热装置提高调整管的散热效率，有效提高了电流稳定程度。
最后，对所研制的恒流源样机输出电流进行了测试。1小时的测试结果表明，输出30A时稳定度指标为7.25ppm，满足课题组对电流稳定度的要求。
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