[发明专利]可调恒流源电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源电路，尤其是涉及一种可调恒流源电路。

背景技术

恒流源是输出电流不因负载或输出电压变化而保持不变的电流源。为了能够精确输出电流，通常使用一个运算放大器EA0作为反馈，同时使用晶体管Q1和检测电阻Rs实现一个恒流源的标准电路，如图1所示。具体连接关系为：检测电阻Rs的一端接地，另一端接在N型功率晶体管Q1的源极（S），并连到运算放大器EA0的反相输入端；运算放大器EA0的同相输入端连接到参考电压V_REF，运算放大器EA0的输出端接在功率晶体管Q1的栅极（G），而功率晶体管Q1的漏极（D）接在负载(比如LED模块)，流过功率晶体管Q1的漏极（D）上的电流I_LOAD=V_REF/Rs。因此，通过调节参考电压V_REF或检测电阻Rs即可以实现恒流源的电流I_LOAD的可调性。

上述恒流源电路使用的成本较低的元件实现，且易于搭建和调试，但是，上述恒流源电路存在如下缺陷：

第一、当调节参考电压V_REF的电压值，若参考电压V_REF的电压值很低，即恒流源的电流值至较小时，功率晶体管Q1的压降将会大增，使得恒流源效率降低。

第二、若根据实际应用需要实现一个大范围内的恒流，比如需要输入5组电流分别是5μA、100μA、1mA、10mA和500mA，此时需要使用17位的数模转换器DAC（digital-to-analog converter）来改变参考电压V_REF的电压值，或使用17位的数字电位器改变检测电阻Rs的阻值，虽然数模转换器或数字电位器的精度较高，但由于仅需要调节数量较少的几个电流值而无法充分使用数模转换器或数字电位器，造成浪费。

第三、若在图1的基础上实现确定的多个档位（每个档位对应电流I_LOAD的一个电流值），如图2所示通过开关S1、S2、..或Sn导通来选择检测电阻Rs1、Rs2、..或Rsn来获得不同的电流值的电流I_LOAD。但是，开关S1、S2、..或Sn无论采用何种元件（比如继电器、固态开关元件等）实现，在导通时均存在一个导通电阻，该导通电阻与检测电阻串接，此时电流I_LOAD=参考电压V_REF/（导通电阻+选择的检测电阻），从而开关S1、S2、...或Sn将会给电流I_LOAD造成误差，特别是在要求电流I_LOAD的电流值较小时产生的误差较大，影响了恒流源的精确性。

发明内容

本发明提出一种效率较佳、精度较高的恒流源电路，以解决目前恒流源电路存在效率较低、因存在误差而精确性较差的技术问题。

本发明采用如下技术方案实现：一种可调恒流源电路，其包括：正相输入端连接参考电压V_REF的运算放大器、栅极与运算放大器输出端耦接的晶体管；运算放大器输出端耦接通过开关S_B1、开关S_B2、…和开关S_Bn分别连接晶体管的栅极，晶体管的源极分别与检测电阻Rs1、检测电阻Rs2、…和检测电阻Rn相连，且检测电阻Rs1、检测电阻Rs2、…和检测电阻Rn均是其中一末端接地、另一末端连接运算放大器的负相输入端。

其中，晶体管包括多个并联的P型晶体管Q1~Qn，该晶体管Q1~Qn的栅极分别耦接运算放大器的输出端，晶体管Q1~Qn的源极分别耦接检测电阻Rs1、检测电阻Rs2、…和检测电阻Rn。

其中，晶体管Q1~Qn的栅极分别通过电阻R1、R2、…和Rn连接电压VGOFF。

其中，开关S_B1、开关S_B2、…和开关S_Bn集成设置在第一模拟多路复用器芯片之中，该第一模拟多路复用器芯片的每个通道输入端分别通过晶体管与检测电阻Rs1、检测电阻Rs2、…和检测电阻Rn相连，且第一模拟多路复用器芯片的公共输出端连接运算放大器的输出端。

其中，第一模拟多路复用器芯片的地址线与控制器相连。

其中，检测电阻Rs1、检测电阻Rs2、…和检测电阻Rn的其中一末端分别通过开关S_A1、开关S_A2、…和开关S_An连接通过运算放大器的负相输入端。