[发明专利]测温电路用恒流源

说明书

技术领域

本发明涉及一种恒流源，特别涉及一种测温电路用恒流源。

背景技术

控制信号测量的精度及信号传输的保真性和抗干扰性一直是备受关注的，这些问题解决的越好，控制的精确度越能得到保障，信号测量越能真实反映原信号的特征，更有助于对原信号所暴露的问题进行分析解决。在很多情况下，需要将电压信号转换成电流信号进行传输。由于恒流源比较稳定，能够测到比较稳定的电压值，Pt100测温电路一般均使用恒流源。Pt100温度传感器典型测量电流为1mA，基于Pt电阻的特性，超过这个电流会因为电流热效应影响测试结果。因此，Pt100测温电路的测量电路控制非常重要。

在进行电压电流信号转换时用到一个最关键的器件就是运算放大器。运算放大器的性能直接影响到输出信号的波形质量。运算放大器是由许多元件和部件构成的电路形式。这些元件和部件有的本身就是电抗元件，有的虽然不是电抗元件但实际上却多少具有电抗成分。由于电抗的存在，会使放大器对于信号的不同频率呈现不同的放大能力。实际的放大器，它的放大倍数只能保证在一个频率范围内有比较均匀地放大。按照电子电路分析的通常判断方法，在通频带的两端，放大倍数低于中间频段的0.707倍（即-3dB）以外的频率部分，我们可以认为不是有效的放大。这就限制了电压电流转换电路的频率范围，因此在应用电压电流转换电路时，必须满足要求的响应时间、线性度和漂移等指标。现有技术中，开环恒流源电路克服不了温漂，恒流会随温度变化，不够稳定，测量结果的精度不高。而闭环调节一般是采用软件方法，先测量电流大小，然后通过软件计算方法来改变恒流的电流大小，响应速度慢，对算法要求高，算法参数不好就不容易稳定下来。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中，应用电压电流转换电路的恒流源响应速度慢、精度不可控等不足，本发明提供一种测温电路用恒流源。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种测温电路用恒流源，包括DAC输入模块、第一级反馈电路、第二级反馈电路和开关电路；所述第一级反馈电路包括差分输入运算放大电路和第一反向输入加法器电路，所述第二级反馈电路包括第二反向输入加法器电路和反向放大电路；所述第一反向输入加法器电路的反向输入端与所述差分输入运算放大电路的输出端、第二反向输入加法器电路的输出端连接；

所述反向放大电路的输入端与差分输入运算放大电路的输出端连接，输出端与第二反向输入加法器电路的输入端连接；所述DAC输入模块与第二反向输入加法器电路的输入端连接；

所述开关电路为MOSFET开关电路，所述第一反向输入加法器电路的输出端与MOSFET的栅极连接，所述MOSFET的源极接地，漏极为恒流源输出口；所述差分输入运算放大电路的同向输入端与MOSFET的源极连接，反向输入端接地；所述差分输入运算放大电路的同向输入端与反向输入端之间通过采样电阻连接。

第一反向输入加法器电路：包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的反向输入端与输出端之间连接有互相并联的第一电阻和第一电容，同向输入端接地；

差分输入运算放大电路：包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的同向输入端和反向输入端分别通过第二电阻和第三电阻接地，反向输入端通过第四电阻与输出端连接；所述第二运算放大器的同向输入端通过第十五电阻与MOSFET的源极连接；

第二反向输入加法器电路：包括第三运算放大器，所述第三运算放大器的反向输入端通过第五电阻与DAC输入模块连接，同向输入端接地，反向输入端与输出端之间连接有互相串联的第六电阻和第二电容；

反向放大电路：包括第四运算放大器，所述第四运算放大器的反向输入端通过第七电阻与输出端连接，同向输入端接地，输出端通过第八电阻与第三运算放大器的反向输入端连接；

所述第一运算放大器的反向输入端依次通过第九电阻和第十电阻与第三运算放大器的输出端连接，输出端通过第十四电阻与所述MOSFET的栅极连接；所述第二运算放大器的输出端分别通过第十一电阻和第十二电阻与第一运算放大器的反向输入端和第四运算放大器的反向输入端连接。

为了保护MOSFET，所述MOSFET的栅极和源极之间连接有第十三电阻，当前端电路出现断路时，强制将栅极电压下拉至低电平。