[发明专利]一种高稳定度脉冲电流产生电路

权利要求书

1.一种高稳定度脉冲电流产生电路，结构有频率设置模块(1)、电流输出模块(2)，其特征在于，结构还有电流采样模块(3)、幅度测量模块(4)、幅度控制模块(5)、占空比测量模块(6)和脉宽控制模块(7)，频率设置模块与电流输出模块(2)和脉宽控制模块(7)相连，电流输出模块(2)与电流采样模块(3)相连，电流采样模块(3)与幅度测量模块(4)和占空比测量模块(6)相连，幅度测量模块(4)与幅度控制模块(5)和占空比测量模块(6)相连，幅度控制模块(5)与电流输出模块(2)相连，脉宽控制模块(7)与电流输出模块(2)相连；

所述的电流输出模块(2)的结构为，电阻R1的一端与电容C2的一端相连，且与场效应管Q1的栅极相连，电阻R1的另一端与电容C2的另一端相连，作为电流输出模块(2)的一个输入端，记为端口P2-in1，端口P2-in1与频率设置模块(1)的脉冲电压信号输出端相连，频率设置模块(1)输出的脉冲电压通过电流输出模块(2)放大成大功率的电流脉冲；场效应管Q1的源极接地，漏极接电阻R2的一端和场效应管Q2的栅极，电阻R2的另一端与电容C1的一端及场效应管Q2的源极相连，作为电流输出模块(2)的第二个输入端，记为端口P2-in2，与幅度控制模块(5)的输出端相连，电容C1的另一端接地，场效应管Q2的漏极与电阻R3的一端及电容C3的一端相连，电阻R3的另一端接地，电容C3的另一端与电阻R4的一端、负载的一端以及二极管D1的阴极相连，电阻R4的另一端作为电流输出模块(2)的第三个输入端，记为端口P2-in3，接脉宽控制模块(7)的输出端，二极管D1的阳极接地，负载的另一端与取样电阻Rs的一端相连，作为电流输出模块(2)的输出端，记为端口P2-out，与电流采样模块(3)的输入端相连，取样电阻Rs的另一端接地；其中场效应管Q1的N型场效应管，场效应管Q2是P型场效应管；

所述的电流采样模块(3)的结构为，运放U1A的同相输入端作为电流采样模块(3)的输入端，记为端口P3-in，与电流输出模块(2)的端口P2-out相连，运放U1A的反相输入端与电阻R5的一端、电阻R6的一端及电阻R7的一端相连，电阻R6的另一端与运放U1A的输出端相连，作为电流采样模块(3)的输出端，记为端口P3-out，与幅度测量模块(4)及占空比测量模块(6)相连；电阻R5的另一端与电阻R8的一端、电阻R10的一端以及运放U1B的反相输入端相连，电阻R10的另一端与运放U1B的同相输入端相连且接地，电阻R8的另一端与可调电阻R9的一端相连，可调电阻R9的另一端与电阻R7的另一端及运放U1B的输出端相连；

所述的幅度测量模块(4)的结构为，二极管D2的阳极作为幅度测量模块(4)的输入端，记为端口P4-in，与电流采样模块(3)的端口P3-out相连，二极管D2的阴极与电容C4的一端、电阻R11的一端及运放U2A的同相输入端相连，电阻R11的另一端与电容C4的另一端均接地，运放U2A的反相输入端与输出端相连，作为幅度测量模块(4)的输出端，记为端口P4-out，与幅度控制模块(5)相连，且与占空比测量模块(6)相连；

所述的幅度控制模块(5)的结构为，电阻R19的一端作为幅度控制模块(5)的输入端，记为端口P5-in，与幅度测量模块(4)的端口P4-out相连，电阻R19的另一端与电阻R21的一端及运放U3B的同相输入端相连，电阻R21的另一端接地，运放U3B的反相输入端与电阻R17的一端及电阻R18的一端相连，电阻R17的另一端与滑动变阻器W1的滑线端相连，滑动电阻器的一端接地，另一端与5.1V稳压二极管D3的阴极及电阻R20的一端相连，稳压二极管D3的阳极接地，电阻R20的另一端接+12V电源，电阻R18的另一端与运放U3B的输出端及运放U3A的反相输入端相连，电容C5的一端和电阻R12的一端均接地，电容C5的另一端与运放U2B的同相输入端及运放U3A的同相输入端相连，电阻R12的另一端与电阻R13的一端、电阻R14的一端及运放U2B的反相输入端相连，电阻R14的另一端与电阻R15的一端、电阻R16的一端及运放U2B的输出端相连，电阻R15的另一端与电阻R13的另一端均接+12V电源，电阻R16的另一端接运放U3A的同相输入端，运放U3A的输出端与N型场效应管Q3的栅极相连，场效应管Q3的漏极接电源VPP，源极接电感L1的一端及二极管D4的阴极，二极管D4的阳极接地，电感L1的另一端接电容C6的一端，作为幅度控制模块(5)的输出端，记为端口P5-out，与电流输出模块的端口P2-in2相连，电容C6的另一端接地；

所述的占空比测量模块(6)的结构为，运放U4A的同相输入端作为占空比测量模块(6)的一个输入端，记为端口P6-in1，与电流采样模块(3)的端口P3-out相连，运放U4A的反相输入端与电阻R27的一端及电阻R28的一端相连，电阻R28的另一端接地，电阻R27的另一端作为占空比测量模块(6)的另一个输入端，记为端口P6-in2，与幅度测量模块(4)的端口P4-out相连，运放U4A的输出端与二极管D6的阴极以及二极管D5的阴极相连，二极管D6的阳极接地，二极管D5的阳极接电阻R26的一端及电感L2的一端，电阻R26的另一端与热敏电阻R24的一端及运放U4B的输出端相连，热敏电阻R24的另一端与运放U4B的反相输入端及电阻R23的一端相连，电阻R23的另一端接地，运放U4B的同相输入端与电阻R22的一端、电容C7的一端及电容C8的一端相连，电阻R22的另一端及电容C7的另一端均接地，电容C8的另一端与电阻R25的一端相连，电阻R25的另一端与运放U4B的输出端相连，电感L2的另一端与电容C9的一端相连，电容C9的另一端与电阻R30的一端以及二极管D7的阳极相连，电阻R30的另一端接地，二极管D7的阴极与运放U5A的同相输入端、电阻R29的一端及电容C10的一端相连，电阻R29的另一端及电容C10的另一端均接地，运放U5A的反相输入端与输出端相连，作为占空比测量模块(6)的输出端，记为端口P6-out，与脉宽控制模块(7)相连；

所述的脉宽控制模块(7)的结构为，电阻R33的一端与运放U6A的反相输入端及可调电阻R32的一端相连，电阻R33的另一端作为脉宽控制模块(7)的一个输入端，记为端口P7-in1，与占空比测量模块(6)的端口P6-out相连，运放U6A的同相输入端与电阻R34的一端相连，电阻R34的另一端接地，可调电阻R32的另一端接电阻R31的一端，电阻R31的另一端接模拟乘法器U7的输出端，模拟乘法器U7的一个输入端作为脉宽控制模块(7)的第二个输入端，记为端口P7-in2，与频率设置模块(1)中控制频率的电压端口相连，模拟乘法器U7的另一个输入端与电容C11的一端、运放U6A的输出端及运放U6B的反相输入端相连电容C11的另一端与运放U6B的输出端相连，作为脉宽控制模块(7)的输出端，记为端口P7-out，与电流输出模块(2)的端口P2-in3相连，运放U6B的同相输入端与滑动变阻器W2的滑线端相连，滑动变阻器W2的一端接地，另一端与电阻R35的一端及5.1V稳压二极管D8的阳极相连，电阻R35的另一端接-12V电源，稳压二极管D8的阴极接地；所述的运放U6A、运放U6B是一个集成双运放的两个单元，采用+12V和-12V双电源供电。

2.根据权利要求1所述的一种高稳定度脉冲电流产生电路，其特征在于，所述的幅度控制模块(5)中的电源VPP的大小范围为+12V～+200V。