基于TOP224Y復合型精密恒流源的設計
摘要:文章設計了一種由前級為精密開關恒壓源電路、后級為三端浮動穩(wěn)壓器構成線性恒流源的復合型精密恒流源,給出了開關型恒壓源與線性恒流源的設計原理與器件參數(shù)的選擇。該復合型精密恒流源具有開關電源低功耗、電源輸入范圍寬的優(yōu)良特性,也具備線性恒流源的精密性和穩(wěn)定性;電路簡單、體積小、紋波系數(shù)小,故在精密測量領域具有廣泛的應用前景。
關鍵詞:恒流源;復合型;浮動穩(wěn)壓器
0 引言
所謂恒流源,即對應于一定的電壓變化所產(chǎn)生的電流變化趨于零,電流是一個恒定值,具有很高的動態(tài)輸出電阻。
目前廣泛采用的恒流源有兩種形式:一種是開關型恒流源、一種是線性恒流源。但滿足高精度的要求只有線性恒流源。線性恒流源雖然電源效率低,但紋波系數(shù)小、穩(wěn)定性好、精密度高:開關型恒流源雖然效率高,但紋波系數(shù)較大,不適合用于精密測量。而復合型精密恒流源是一種由前級為精密開關電壓源電路,后級由集成線性穩(wěn)壓器構成恒流源電路而構成的恒流源系統(tǒng)。
復合型精密恒流源因其電路簡單、體積小、性能好,在精密測量和電學計量(如計量、半導體性能測試、傳感器應用、現(xiàn)代大型儀器中穩(wěn)定磁場的產(chǎn)生等)等方面具有廣泛的應用前景。
本文設計的復合型精密恒流源,額定交流輸入電壓為160~250V,頻率50Hz,經(jīng)恒壓源、恒流源后輸出0~1A穩(wěn)定的可調電流。
1 復合型精密恒流源基本結構與總體設計
復合型精密恒流源的基本結構如圖1所示。主要由交流輸入電路、整流濾波電路、開關恒壓源和線性恒流源組成。其中開關恒壓源和線性恒流源是實現(xiàn)恒流控制的核心。RL為電路負載,RS為電流調節(jié)電阻。
當RL發(fā)生變化時,集成穩(wěn)壓器通過改變自身壓差的形式,維持通過負載的電流恒定。所以通過設定恒流電阻RS的值,就可以得到所需的恒流電流。
恒壓源包括了TOP224Y器件組成的PWM驅動反激式變換電路、高頻隔離變壓器和整流濾波電路、輸出電壓檢測電路。線性恒流源主要由IC(三端穩(wěn)壓器)、負載電阻RL和恒流電阻RS組成。
2 開關恒壓源設計
2.1 TOP224的工作原理
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