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申请/专利权人：吉林大学

摘要：本发明的一种双环互补型高稳定度恒流源电路属于电子设备的技术领域，主要结构有电流预设模块1、软启动模块2、过流保护模块3、PID反馈模块4、电流负反馈模块5、压差跟随模块6和恒流输出模块7等。本发明采用相互补偿的双环负反馈结构，分别控制两个MOS管的开启程度，在工作时能够扩大电路的电流输出范围，且两路电流相互补偿提高了电路输出电流的稳定性，两个反馈环相互独立工作，在一个反馈环出现问题时另外一个仍可稳定运行，具有稳定性强、安全可靠性高、电路反应灵敏等优点。

主权项：1.一种双环互补型高稳定度恒流源电路，结构有电流预设模块1、软启动模块2、过流保护模块3和电源管理模块8；其特征在于，结构还有PID反馈模块4、电流负反馈模块5、压差跟随模块6和恒流输出模块7；电流预设模块1的输出与PID反馈模块4和电流负反馈模块5的输入相连，PID反馈模块4和电流负反馈模块5的输入还与软启动模块2、过流保护模块3的输出相连，PID反馈模块4和电流负反馈模块5的两路输出分别与恒流输出模块7的两路控制输入相连，过流保护模块3、压差跟随模块6的输入与恒流输出模块7的采样电压输出相连，压差跟随模块6的输出接PID反馈模块4和电流负反馈模块5的反馈输入；所述的电流预设模块1的结构为：稳压芯片U1的输入引脚2连接电源VCC及电容C2的一端，电容C2的另一端接地，稳压芯片U1的引脚3接地，输出引脚6连接运放U2.1的同相输入端，运放U2.1的正电源端接电源VCC，电源VCC与电容C4的一端相连，电容C4的另一端接地，运放U2.1的负电源端接地，反相输入端与电阻R4、电容C5和电阻R5的一端相连，电阻R4的另一端与地相连，电容C5和电阻R5的另一端接运放U2.1的输出端，运放U2.1的输出端接滑动变阻器R6的一端，滑动变阻器R6的另一端与地相连，滑动变阻器R6的滑动端作为限流调节的调节输出端；滑动变阻器R7的一端接限流调节滑动变阻器R6的滑动端，另一端接地，滑动变阻器R7的滑动端接运放U2.2的同相输入端，U2.2的同相输入端与电容C6的一端相连，电容C6的另一端与地相连，运放U2.2的反相输入端与运放U2.2的输出端直接相连，运放U2.2的输出端与电容C7的一端相连，电容C7的另一端接地，运放U2.2的输出端与电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端作为电流预设模块1的输出端，记作端口Vpreset；所述的软启动模块2的结构为：单刀双掷开关SW1的一端连接电源VCC、电容C1的一端和PNP型小功率三极管Q1的发射极，单刀双掷开关SW1的另一端接电阻R1的一端及Q1的基极，电阻R1的另一端接地，三极管Q1的集电极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端与电阻R3的一端、电容C1的另一端和N型MOS管Q2的栅极相连，电阻R3的另一端接地，MOS管Q2的源极与地相连，MOS管Q2的漏极作为软启动模块2的输出端，记作端口Vset；所述的过流保护模块3的结构为：电阻R29的一端接恒流输出模块7的高取样电压输出端口Vrs+，另一端接运放U6.2的反相输入端与电阻R31的一端，电阻R31的另一端接运放U6.2的输出端，电阻R30的一端接恒流输出模块7的低取样电压输出端口Vrs-，另一端接运放U6.2的同相输入端和电阻R32的一端，电阻R32的另一端与地相连，电阻R33的一端接运放U6.2的输出端，另一端连接整流二极管D1的阴极和运放U9.1的同相输入端，二极管D1的阳极与运放U9.1的输出端连接，运放U9.1的正电源端接电源VCC，电源VCC与电容C16的一端相连，电容C16的另一端接地，运放U9.1的负电源端接地，反相输入端与滑动变阻器R35的滑动端相连，滑动变阻器R35的滑动端连接电阻R34的一端，滑动变阻器R35的一端不连任何器件，另一端接地，电阻R34的另一端连接电源VCC，运放U9.1的输出端接MOS管Q5的栅极，MOS管Q5的源极接地，漏极作为过流保护模块3的输出端，记作端口OCP-out；所述的PID反馈模块4的结构为：电阻R10的一端接电流预设模块1、软启动模块2和过流保护模块3的输出端Vpreset、Vset和OCP-out，另一端接运放U3.1的同相输入端，电阻R31的一端接压差跟随模块6的输出端Vback-out，另一端与运放U3.1的反相输入端相连，运放U3.1的正电源端接电源VCC，电源VCC与电容C8的一端相连，电容C8的另一端接地，运放U3.1的负电源端接地；PID比例部分的滑动变阻器R20的一端与运放U3.1的输出端相连，滑动变阻器R20的另一端接电源12VCC，滑动端与运放U3.2的同相输入端相连，运放U3.2的反相输入端与运放U3.2的输出端直接相连，电阻R21的一端接运放U3.2的输出端，另一端与运放U7.2的反相输入端相连，运放U7.2的反相输入端与电阻R22的一端相连，运放U7.2的输出端连接电阻R22的另一端，运放U7.2的同相输入端接电源12VCC，电阻R24与运放U7.2的输出端相连，另一端接入运放U8.1的反相输入端；PID积分部分的电阻R23的一端与运放U3.1的输出端相连，另一端与电容C13的一端和运放U7.1的反相输入端相连，电容C13的另一端与R25的一端相连并连接运放U7.1的输出端，运放U7.1的同相输入端接电源12VCC，运放U7.1的正电源端接电源VCC，电源VCC与电容C12的一端相连，电容C12的另一端接地，运放U7.1的负电源端接地，电阻R25的另一端连接运放U8.1的反相输入端；PID微分部分的电阻R26的一端与运放U3.1的输出端相连，另一端与电容C15的一端相连，电容C15的另一端与电阻R28的一端相连并连接运放U8.2的反相输入端，运放U8.2的同相输入端接电源12VCC，电阻R28的另一端与电阻R27的一端和运放U8.2的输出端相连，电阻R27的另一端运放U8.1的反相输入端相连；运放U8.1的同相输入端与电源12VCC相连，运放U8.1的正电源端接电源VCC，电源VCC与电容C14的一端相连，电容C14的另一端与地相连，运放U8.1的负电源端接地，运放U8.1的输出端作为PID反馈模块4的输出端，记作端口Vctrl1；所述的电流负反馈模块5的结构为：电阻R29的一端连接电流预设模块1、软启动模块2和过流保护模块3的输出端Vpreset、Vset和OCP-out，电阻R29的另一端与运放U4.1的同相输入端相连，运放U4.1的正电源端接电源VCC，电源VCC与电容C9的一端相连，电容C9的另一端与地相连，运放U4.1的负电源端接地，电阻R34的一端与压差跟随模块6的输出端Vback-out相连，电阻R34的另一端与运放U4.1的反相输入端和电容C16的一端相连，电容C16的另一端与运放U4.1的输出端和电容C17的一端相连，电容C17的另一端接地，运放U4.1的输出端连接电阻R30的一端，电阻R30的另一端作为电流负反馈模块5的输出端，记作端口Vctrl2；所述的压差跟随模块6的结构为：运放U5.1的同相输入端与恒流输出模块7的高取样电压输出端口Vrs+相连，运放U5.1的正电源端接电源VCC，电源VCC与电容C10的一端相连，电容C10的另一端与地相连，运放U5.1的负电源端接地，运放U5.1的反相输入端与滑动变阻器R13的一端和电阻R15的一端相连，输出端与电阻R15的另一端和电阻R16的一端相连，电阻R16的另一端与运放U4.2的反相输入端相连，运放U4.2的反相输入端接电阻R19的一端，电阻R19的另一端与运放U4.2的输出端相连，运放U4.2的同相输入端与电阻R17和电阻R18的一端相连，电阻R18的另一端接地，电阻R17的另一端与电阻R14的一端和运放U5.2的输出端相连，运放U5.2的反相输入端与电阻R14的另一端及滑动变阻器R13的滑动端相连，同相输入端与恒流输出模块7的低取样电压输出端口Vrs-相连，运放U4.2的输出端作为压差跟随模块6的输出端，记作端口Vback-out；所述的恒流输出模块7的结构为：MOS管Q3的栅极与PID反馈模块4的输出端口Vctrl1相连，漏极接电源VCC，源极与精密取样电阻RS的一端相连，MOS管Q4的栅极与PID反馈模块4的输出端口Vctrl2相连，漏极接电源VCC，源极与精密取样电阻RS的一端相连，并且取样电阻RS的一端作为恒流输出模块7的高取样电压输出端口Vrs+，取样电阻RS的另一端作为恒流输出模块7的低取样电压输出端口Vrs-，并且引出恒流输出模块7的一端输出端口用以连接电路的负载，记作端口PWR-out1，恒流输出模块7的另一端输出端口连接电路负载另一端，记作端口PWR-out2，端口PWR-out2与电路地相连。

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