恒流源輸出電流檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電流檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。具體地說(shuō)，涉及一種恒流源輸出電流檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]恒流源是輸出電流保持不變的電流源，理想的恒流源為:a)不因負(fù)載(輸出電壓)的變化而變化；b)不因環(huán)境溫度變化而變化；c)內(nèi)阻為無(wú)限大。
[0003]現(xiàn)有大多數(shù)恒流源在其內(nèi)部有一系列的恒流控制電路，但是在使用恒流源時(shí)，就基本不對(duì)其輸出的電流進(jìn)行檢測(cè)，但是因器件故障等原因，恒流源輸出的電流有可能偏離設(shè)計(jì)值，當(dāng)將恒流源用于檢測(cè)電路時(shí)，那么恒流源輸出電流的偏離則會(huì)影響測(cè)量結(jié)果，如果輸出的電流偏大很多的話(huà)，會(huì)對(duì)后續(xù)的電路造成損害。
[0004]而現(xiàn)有的恒流源輸出電流檢測(cè)裝置，一般不能根據(jù)恒流源的不同調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，而放大倍數(shù)不合適，可能會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。例如，公開(kāi)號(hào)為CN104102263、名稱(chēng)為《一種帶電流監(jiān)測(cè)的恒流源電路》的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)中，公開(kāi)了可以檢測(cè)恒流源輸出電流的電流檢測(cè)電路。該電流檢測(cè)電路串聯(lián)在基本恒流源電路的輸出端與用電設(shè)備之間，接收來(lái)自基本恒流源電路的輸出電流，對(duì)基本恒流源的輸出電流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將基本恒流源電路的輸出電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)提供給電壓調(diào)理電路，電壓調(diào)理電路將電流檢測(cè)電路輸出的電壓信號(hào)調(diào)整至合適的范圍之后輸出給比較電路，比較電路將參考電壓轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)的設(shè)定電壓，并將經(jīng)電壓調(diào)理電路調(diào)理后的電壓與該設(shè)定電壓進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給信號(hào)保持電路。該發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)中的電路檢測(cè)電路不能根據(jù)恒流源的不同調(diào)整放大倍數(shù)，只能由電壓調(diào)理電路來(lái)調(diào)整，該電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占用空間大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為此，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于目前使用恒流源時(shí)一般不對(duì)其輸出的電流進(jìn)行檢測(cè)，即使進(jìn)行檢測(cè)，其電路結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜、占用空間大且不能根據(jù)恒流源的不同調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，從而提出一種可根據(jù)恒流源的不同調(diào)整放大倍數(shù)且占用空間小的恒流源輸出電流檢測(cè)裝置。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案:
[0007]—種恒流源輸出電流檢測(cè)裝置，包括依次連接的采樣電路和初級(jí)放大電路，采樣電路包括采樣電阻，采樣電阻的一端與恒流源連接、另一端與負(fù)載連接，初級(jí)放大電路包括電流分流監(jiān)控器、至少兩路調(diào)節(jié)電路，每路調(diào)節(jié)電路都包括串聯(lián)的調(diào)節(jié)電阻和可控開(kāi)關(guān)，電流分流監(jiān)控器的兩個(gè)輸入端作為初級(jí)放大電路的兩個(gè)輸入端分別與采樣電阻的兩端連接，每路調(diào)節(jié)電路的一端與電流分流監(jiān)控器的輸出端連接、另一端接地，電流分流監(jiān)控器的輸出端作為初級(jí)放大電路的輸出端。
[0008]優(yōu)選地，電流分流監(jiān)控器包括第一運(yùn)算放大器、三極管Q、電阻Rl和R2，電阻Rl的一端與第一運(yùn)算放大器的同相輸入端連接、另一端作為電流分流監(jiān)控器的一個(gè)輸入端，電阻R2的一端與第一運(yùn)算放大器的反相輸入端連接、另一端作為電流分流監(jiān)控器的另一個(gè)輸入端，三極管Q的基極與第一運(yùn)算放大器的輸出端連接、集電極與電阻Rl的另一端連接、發(fā)射極作為電流分流監(jiān)控器的輸出端。
[0009]優(yōu)選地，還包括與初級(jí)放大電路連接的次級(jí)放大電路，次級(jí)放大電路包括第二運(yùn)算放大器、電阻R157和電阻R156，第二運(yùn)算放大器的同相輸入端作為次級(jí)放大電路的輸入端與初級(jí)放大電路的輸出端連接，電阻R156的一端與第二運(yùn)算放大器的反相輸入端連接、另一端與第二運(yùn)算放大器的輸出端連接，電阻R157的一端與第二運(yùn)算放大器的反相輸入端連接、另一端接基準(zhǔn)電壓，第二運(yùn)算放大器的輸出端與電阻R156的連接處作為次級(jí)放大電路的輸出端。
[0010]優(yōu)選地，次級(jí)放大電路還包括用于提供基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓電路，基準(zhǔn)電壓電路包括第三運(yùn)算放大器、電阻R422和電阻R413，第三運(yùn)算放大器的同相輸入端接地、反相輸入端通過(guò)電阻R422與外接恒壓源連接、輸出端與電阻R157的另一端連接，電阻R413的一端與第三運(yùn)算放大器的反相輸入端連接、另一端與第三運(yùn)算放大器的輸出端連接。
[0011 ] 優(yōu)選地，還包括設(shè)置在初級(jí)放大電路和次級(jí)放大電路之間的第一電壓跟隨電路，第一電壓跟隨電路包括第四運(yùn)算放大器，第四運(yùn)算放大器的同相輸入端與初級(jí)放大電路的輸出端連接、輸出端與次級(jí)放大電路的輸入端連接、反相輸入端與其輸出端連接。
[0012]優(yōu)選地，還包括設(shè)置在初級(jí)放大電路和次級(jí)放大電路之間的保護(hù)電路，保護(hù)電路包括二極管D151、二極管D152和電阻R163，二極管D151和D152同向串聯(lián)，二極管D151的陽(yáng)極接第一限制電壓，二極管D152的陰極接第二限制電壓，二極管D151陰極與二極管D152陽(yáng)極的連接處分別與初級(jí)放大電路的輸出端、次級(jí)放大電路的輸入端、電阻R163的一端連接，電阻R163的另一端接地。
[0013]優(yōu)選地，還包括第二電壓跟隨電路，第二電壓跟隨電路包括第五運(yùn)算放大器和電阻R155，第五運(yùn)算放大器的同相輸入端與次級(jí)放大電路的輸出端連接，第五運(yùn)算放大器的反相輸入端通過(guò)電阻R155與其輸出端連接。
[0014]優(yōu)選地，第二電壓跟隨電路還包括電容C156，電容C156的一端與第五運(yùn)算放大器的同相輸入端連接、另一端接地。
[0015]本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]1.本實(shí)用新型提供的恒流源輸出電流檢測(cè)裝置，通過(guò)采樣電阻將恒流源輸出電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并通過(guò)初級(jí)放大電路放大后輸入給處理器電路，處理器電路經(jīng)算法處理后得出該恒流源輸出的電流是否恒定。其初級(jí)放大電路設(shè)有多路調(diào)節(jié)電路，使得該裝置可根據(jù)恒流源的不同或其他實(shí)際需要通過(guò)閉合不同的調(diào)節(jié)電路來(lái)調(diào)整放大倍數(shù)。該電流檢測(cè)裝置解決了現(xiàn)有技術(shù)中不對(duì)恒流源輸出的電流進(jìn)行檢測(cè)從而無(wú)法確定輸出電流是否穩(wěn)定的問(wèn)題以及不能根據(jù)恒流源的不同調(diào)整采樣電路的放大倍數(shù)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)恒流源輸出電流的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)恒流源的輸出電流偏移，保證了后續(xù)電路的準(zhǔn)確性以及安全性。另外，還同時(shí)保證了輸出電信號(hào)的大小范圍，不僅可以防止因干擾損耗等原因?qū)е聹y(cè)量結(jié)果誤差較大，還能保護(hù)后續(xù)的處理電路。
[0017]2.本實(shí)用新型提供的恒流源輸出電流檢測(cè)裝置，其初級(jí)放大電路并不是使用分立的元器件搭建的，而是使用高側(cè)電流分流監(jiān)控器(TI的INA168NA)，因此可以大大減少該裝置占用的空間，且可以很好地抑制共模干擾。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的一種恒流源輸出電流檢測(cè)裝置的初級(jí)放大電路圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的一種恒流源輸出電流檢測(cè)裝置除初級(jí)放大電路以外的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本【實(shí)用新型內(nèi)容】，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0021]如圖1和2所示，本實(shí)施例提供了一種恒流源輸出電流檢測(cè)裝置，包括依次連接的采樣電路和初級(jí)放大電路，采樣電路包括采樣電阻Rs，采樣電阻Rs的一端與恒流源連接、另一端與負(fù)載連接，初級(jí)放大電路包括電流分流監(jiān)控器、至少兩路調(diào)節(jié)電路，每路調(diào)節(jié)電路都包括串聯(lián)的調(diào)節(jié)電阻和可控開(kāi)關(guān)，電流分流監(jiān)控器的兩個(gè)輸入端作為初級(jí)放大電路的兩個(gè)輸入端分別與采樣電阻Rs的兩端連接，每路調(diào)節(jié)電路的一端與電流分流監(jiān)控器的輸出端連接、另一端接地，電流分流監(jiān)控器的輸出端作為初級(jí)放大電路的輸出端。具體地，電流分流監(jiān)控器包括第一運(yùn)算放大器U1、三極管Q、電阻Rl和R2，電阻Rl的一端與第一運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端連接、另一端作為電流分流監(jiān)控器的一個(gè)輸入端，電阻R2的一端與第一運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端連接、另一端作為電流分流監(jiān)控器的另一個(gè)輸入端，三極管Q的基極與第一運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接、集電極與電阻Rl的另一端連接、發(fā)射極作為電流分流監(jiān)控器的輸出端。
[0022]具體地，上述初級(jí)放大電路輸出端與處理器電路連接，該處理器電路包括AD采樣電路和處理器等，用于將經(jīng)初級(jí)放大電路放大過(guò)的采樣電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后傳輸給處理器，處理器經(jīng)算法處理后獲取恒流源輸出電流，因此可以判斷恒流源輸出的電流是否恒定，并根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行后續(xù)的處理。上述電阻Rl和電阻R2的阻值相等，比如都為5ΚΩ。還有，調(diào)節(jié)電路具體可為四路，分別包括:串聯(lián)的調(diào)節(jié)電阻RLl和可控開(kāi)關(guān)U153B、串聯(lián)的調(diào)節(jié)電阻RL2和可控開(kāi)關(guān)U15 3C、串聯(lián)的調(diào)節(jié)電阻RL3和可控開(kāi)關(guān)U15 3D、串聯(lián)的調(diào)節(jié)電阻RL4和可控開(kāi)關(guān)U153A。該初級(jí)放大電路的放大倍數(shù)為閉合的調(diào)節(jié)電路上的調(diào)節(jié)電阻值除以電阻Rl阻值，因此，閉合不同調(diào)節(jié)電路上的可控開(kāi)關(guān)，初級(jí)放大電路的放大倍數(shù)不同，因此該各路調(diào)節(jié)電路用于根據(jù)實(shí)際需要來(lái)調(diào)整初級(jí)放大電路的放大倍數(shù)。而各路調(diào)節(jié)電路的可控開(kāi)關(guān)是由處理器來(lái)控制的，其控制端分別與處理器的控制輸出端口連接。在其他【具體實(shí)施方式】中，也可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置其他個(gè)數(shù)的調(diào)節(jié)電路。
[0023]按照傳統(tǒng)的方式使用分立元器件搭建初級(jí)放大電路，即差分放大電路占用空間較大，本實(shí)施例提供的恒流源輸出電流檢測(cè)裝置采用電流分流監(jiān)控器，具體為T(mén)I的INA168NA高側(cè)電流分流監(jiān)控器，采樣電阻Rs的高壓端接電流分流監(jiān)控器(INA168NA)的同相端、采樣電阻Rs的低壓端接電流分流監(jiān)控器(INA168NA)的反相端。采用此差動(dòng)放大電路還可以很好的抑制共模干擾。
[0024]綜上所述，本實(shí)施例提供的恒流源輸出電流檢測(cè)裝置，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)恒流源輸出的電流是否恒定，防止因恒流源輸出電流的變動(dòng)而影響與恒流源連接的檢測(cè)電路的準(zhǔn)確性，或?qū)ζ渌c恒流源連接的負(fù)載造成影響。還可以根據(jù)實(shí)際需要利用調(diào)節(jié)電路調(diào)整初級(jí)放大電路的放大倍數(shù)，例如恒流源發(fā)生變化時(shí)，其輸出電流變化比較大，就可以調(diào)節(jié)初級(jí)放大電路的放大倍數(shù)了。另外，該裝置中使用電流分流監(jiān)控器作為初級(jí)放大電路的放大器件，與使用分立元器件搭建的初級(jí)放大電路相比，其占用空間比較小。
[0025]目前大多數(shù)飛針測(cè)試機(jī)的恒流源校準(zhǔn)之后，在測(cè)量過(guò)程中都默認(rèn)為恒定不變。但是測(cè)量過(guò)程中，恒流源有可能發(fā)生變化，因此測(cè)量出來(lái)的結(jié)果可能存在一定的誤差，無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代飛針測(cè)試機(jī)對(duì)高精度、高可靠性的要求。本實(shí)施例提供的恒流源輸出電流檢測(cè)裝置，可作為飛針測(cè)試機(jī)的恒流源檢測(cè)裝置，可