[发明专利]数控直流电流源

说明书

本公开提供了一种数控直流电流源，包括：上位机，输出与控制模块的输入相连；D/A转换模块，其输入与控制模块输出相连，输出与电流产生模块的输入相连；电流产生模块的输出与负载相连，其输入与控制模块及D/A转换模块输出相连，用于产生所需的输出电流；控制模块的输出与D/A转换模块、电流产生模块相连，输入连接到上位机，用于接收上位机发出的指令，进行处理并生成D/A控制模块及电流产生模块的控制信号，对所述D/A控制模块及电流产生模块进行相应的控制，产生所需的输出电流。本公开的数控直流电流源可根据输出电流大小自动调整合适增益，能大范围输出直流电流，使运算放大器工作在稳定的区域。

技术领域

本公开涉及直流电源领域，尤其涉及一种数控精密直流电流源。

背景技术

在电子电路测量特别是芯片测量中，需要将直流电流信号加到被测系统中对其直流参数进行测试。随着现代化科技的发展，在这些测试中对高精度仪器仪表的要求也越来越高。在传统的直流电流源中，普遍存在体积庞大、调节复杂、不能在大范围内精确调节等缺点。如：有采用控制数控电阻网络来改变输出电流大小的传统直流电流源。由于电阻网络两档之间的变化比较大，这样就造成输出电流值不能很精确的控制，特别是在一些微小电流(如纳安甚至更小量级)的范围内更是不好精确的控制输出值；还有通过恒流二极管或恒流三极管构成的直流电流源能实现的恒流范围比较小，应用范围比较窄。

公开内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种数控精密直流电流源，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种数控直流电流源，包括：上位机，输出与控制模块的输入相连；D/A转换模块，其输入与控制模块输出相连，输出与电流产生模块的输入相连；电流产生模块的输出与负载相连，其输入与控制模块及D/A转换模块输出相连，用于产生所需的输出电流；控制模块的输出与D/A转换模块、电流产生模块相连，输入连接到上位机，用于接收上位机发出的指令，进行处理并生成D/A控制模块及电流产生模块的控制信号，对所述D/A控制模块及电流产生模块进行相应的控制，产生所需的输出电流。

在本公开一些实施例中，所述电流产生模块包括：功率运放模块，输入端连接到D/A转换模块及采样模块的输出端，用于接收D/A转换模块产生的电压信号及采样模块产生的采样信号，输出连接到量程选择模块和采样模块的输入端，用于将运算所得的电压信号传送给量程选择模块和采样模块；量程选择模块，控制输入端连接到控制模块输出端，用于接收控制模块产生的控制信号，同时量程选择模块输入端也与功率运放模块连接，接收其运算所得的电压信号，量程选择模块的输出端连接到负载及采样模块，通过量程变换与输出电流采样反馈，输出所需要的电流；采样模块，控制输入端连接到控制模块输出端，用于接收控制模块产生的控制信号，同时采样模块的第一输入端与功率运放的输出端连接，第二输入端与量程选择模块的输出端连接，用于采样量程选择模块两端的电压差，同时将运算出的电压值输出给功率运放模块，形成反馈网络。

在本公开一些实施例中，所述电流产生模块中，功率运放模块包括功率运放器件、电阻R1及R2，D/A转换模块的输出端连接到电阻R1的第一端，电阻R1的第二端连接到电阻R2的第一端及功率运放器件的第一输入端，功率运放器件的第二输入端接地，功率运放器件的输出端与量程选择模块输入端及采样模块的第一输入端相连，电阻R2第二端与采样模块的输出端相连；量程选择模块包括多个并联的采样电阻支路，其一端连接功率运放器件的输出端，另一端连接采样模块的第二输入端，每个并联的支路中采样电阻两端分别设置继电器开关；采样模块包括5个运算放大器，其中放大器A1的输入端连接到功率运放器件的输出端，输出端连接到放大器A3的输入端，放大器A2的输入端连接到量程选择模块的输出端，放大器A2的输出端连接到放大器A3的输入端，放大器A3的输出端连接到开关Km1的第一端，开关Km1第一路直接连接到功率运放模块的电阻R2第二端，开关Km1第二路通过串联的放大器A4、A5及开关Km2连接到功率运放模块的电阻R2第二端。