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高精度宽范围恒流源设计

更新时间：2020-06-25 16:50:21 大小：121K 上传用户：xuzhen1 查看TA发布的资源 标签：恒流源 下载积分：2分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

摘要：设计了一种由基准电压源、集成运算放大器及复合管等组成的高精度恒流源电路，其输出电流范围为1 A-1A，详细分析了该电路的工作原理，公式推导证明了设计的正确性，并对实际应用中元器件的选取进行了说明。对所设计恒流源电路的性能进行了测试，测试结果表明：该电路精度高、稳定性好，输出电流精度相对误差的最大值为 0152%，输出电流稳定性误差的最大值为 0047%。

关键词：恒流源；高精度；运算放大器；反馈

恒流源是指能够向负载提供恒定电流的电源，在金属薄膜电阻率测量、金属丝杨氏模量测量、磁阻效应、光电效应以及光电池特性测量等大学物理实验中应用广泛。目前市场上较成熟的恒流源产品的输出虽然可达亳安培到百安培量级，但通常并不能完全满足于具体的实验应用需求，对输出电流大小、稳定度及精度等指标有特殊要求的恒流源电路通常仍需要自行研制[1-4本文介绍一种由基准电压源、集成运算放大器及复合管等组成的高精度恒流源电路，其输出电流范围为1 A-1A，精度高，稳定性好。通过简单的元器件参数调整或电路并联等设计后，即可满足多数大学物理实验应用电路的需求。

1.1工作原理

所设计的高精度恒流源电路，如图1所示。由该原理图可知，整个恒流源电路包括基准电压源 Vre、阻抗变换器A1、电压放大器A2与A3、电流放大器Q1-Q3、精密采样电阻RN1-RN以及反馈信号电压跟随器A等部分。其中，Vet为5V基准电压源，Q2.Q组成复合管，以便输出较大的电流，S-s为输出电流切换开关。

本恒流源电路的核心设计原理是：通过负载电压反馈，在高精度采样电阻上产生恒定的压降，则与该精密采样电阻相串联的支路中就可以得到恒定的输出电流。

本电路设计中，基准电压源选择温度系数很好的

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REF195芯片，其最大的温度漂移仅为 5？10 1%，输出电压稳定值为 5 000V，精密采样电阻 Ri-RN6选用RX71系列精密线绕电阻，它们具有较低的温度系数；RNT选用经过老化的 RX24系列功率型线绕锰铜电阻。反馈回路中的电阻选用经过筛选的精密金属膜电阻，它们的阻值相对误差控制在 00%之内。

运算放大器选用 OP177，它具有高增益、低漂移、分辨率高、线性度好、输入阻抗高、抗干扰能力强等特点其失调电压漂移仅为 01V1%。