[发明专利]一种基于差动放大器和反馈缓冲器的精密恒流源

说明书

本发明公开了一种基于差动放大器和反馈缓冲器的精密恒流源，包括将放大器、输入电阻和反馈电阻一体集成的差动放大器、反馈缓冲器、三极管T2、电阻R_ref和电阻R_load，差动放大器的正输入端连接有基准电压输出电路，差动放大器的负输入端接地，差动放大器的输出端连接三极管T2的基极，三极管T2的发射极连接差动放大器的SENSE接线端并依次串联电阻R_ref和电阻R_load后接地，差动放大器的电压反馈输入端与反馈缓冲器的输出端以及负输入端连接，电阻R_ref和电阻R_load之间的结点与反馈缓冲器的正输入端连接。本发明采用差动放大器提高外围电阻间的一致性，采用反馈缓冲器隔离电流输出回路和电压反馈回路，提高差动放大器相对外部的输入阻抗，使恒流源输出的电流更加准确。

技术领域

本发明涉及精密恒流源技术领域，具体的说，是一种基于差动放大器和反馈缓冲器的精密恒流源。

背景技术

许多应用场合都需要精密恒流源，包括工业过程控制、仪器仪表、医疗设备和消费电子产品等等。例如，过程控制系统利用恒流源提供电阻温度检测器所需的激励电流；数字万用表利用恒流源测量电阻、电容和二极管；长距离信息传输系统利用恒流源来驱动通讯的电流环路。恒流源的质量直接决定着这些系统的整体性能。传统恒流源基本都采用运算放大器、电阻和其他分立器件构建，传统的压控恒流源电路如图1所示，NPN三极管工作在饱和区，采用放大器反馈来稳定负载电流。根据理想放大器“虚短”与“虚断”的概念，可推导负载电流的计算公式，如下式所示：I_o＝V_ref1×﹙R_f2÷R_g2+﹙R_f1÷R_g1﹚×﹙R_f2÷R_g2﹚﹚÷﹙R_ref1﹙R_f2÷R_g2+1﹚+R_load1﹙R_f2÷R_g2-R_f1÷R_g1﹚﹚，如果R_g1＝R_g2＝R_f1＝R_f2，上式可以简化为：I_o＝V_ref1÷R_ref1，根据以上负载电流计算公式的推到过程可知，影响传统压控恒流源精度和温度漂移的主要因素有：输入端电阻R_g1、输入端电阻R_g2、反馈电阻R_f1、反馈电阻R_f2的一致性，放大器相对外部的输入阻抗和温度漂移，以及参考电阻R_ref1、基准电压V_ref1的精度及温度稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于差动放大器和反馈缓冲器的精密恒流源，用于解决现有技术中由于电阻的一致性以及放大器的输入阻抗高引起的传统压控恒流源精度不高的问题。

本发明通过下述技术方案解决上述问题：

一种基于差动放大器和反馈缓冲器的精密恒流源，包括将放大器、输入电阻和反馈电阻一体集成的差动放大器、反馈缓冲器、三极管T2、电阻R_ref和电阻R_load，所述差动放大器的正输入端连接有基准电压输出电路，差动放大器的负输入端接地，差动放大器的输出端连接所述三极管T2的基极，三极管T2的发射极连接所述差动放大器的SENSE接线端并依次串联所述电阻R_ref和电阻R_load后接地，差动放大器的电压反馈输入端与所述反馈缓冲器的输出端以及负输入端连接，电阻R_ref和电阻R_load之间的结点与反馈缓冲器的正输入端连接。

原理：