一种分光光度计用高精度恒流源的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及交流电源领域，特别是一种分光光度计用高精度恒流源。
【背景技术】
[0002]生化分析仪是基于物质对光的选择性吸收而开发的一种分析仪器，主要用于测定人体液(血液、尿液)的各种生化指标，它可以准确、快速地为医生和化学检验人员提供检验数据，在临床诊断和化学检验中具有重要作用，目前已被广为应用。分光光度法是绝大多数生化分析仪所采用的一类检测方法，它是基于朗伯一比尔定律基础上建立起来的一种常用的分析方法。其原理是:单色器将光源发出的复色光分成单色光，特定波长的单色光通过盛有样品溶液的比色皿，单色光被吸收的强度与样品溶液浓度和光通过的距离(即光径)成正比，光电转换器将透射光转换为电信号后经信号处理系统处理得到样品溶液的浓度。分光光度计中光源的稳定性对测试结果会产生很大的影响，必须提供一个色温和光通量都很稳定的标准光源，这就要求光源的电流保持恒定不变，通常的标准光源电流在I?5A工作电压为6?12V，所以为光源供电的电源属于低压大电流直流稳流电源。
【发明内容】
[0003]针对上述存在的温度稳定性和长期稳定性的问题，提供一种分光光度计用高精度恒流源。
[0004]一种分光光度计用高精度恒流源，包括调整管、采样电阻、基准电压、误差放大器和辅助电源，采用LM399来提供基准电压，其自带内部温度稳定器和热保温罩，能将芯片温度自动调节到90，具有很好的温度稳定性(lppm/OC)和长期稳定性(20ppm/kH),并且可以在很大范围的电压(9?40V)、电流(0.5~10mA)和温度((T700C)范围内工作，反向击穿电压为6.95V，可以通过小电流分压器或一般可以用两个串连的精密电阻来实现对其分压，从而得到不同的基准电压值。另外LM399的储藏温度范围为-650C?1500C，也可以满足我们仪器对于低温和高温检验的要求。
[0005]调整管的选择，采用复合管结构，由一只达林顿三极管TIP122和功率管UC508A复合而成，UC508A的最大输出电压可以达到8A。通常流过调整管的电流和承受的电压是变化的，在极限情况下即最小输出电压和最大输出电压时，为了防止调整管功率损耗不致过大又要防止它进入饱和状态，采用稳流电源的输入电压随其输出电压的改变而进行调节，使调整管的集一射电压保持不变，最好的方法是能够自动调节，在这里输入电压采用集成稳压芯片LM723，通过它可以自动调节。
[0006]误差电压放大器，电流稳定度与放大器有直接关系，在大功率电源里基本上是倒数关系，采用LT1014作为误差放大器，其具有1.2V/y V(RL=2KQ ),0.5V/μ V(RL=600 Ω )的高增益，300 μ V的低输入失调电压和1.5ηΑ的低失调电流，2.5 μ V/oC的低温漂和0.55 μ V的低噪声电压。调整管采用复合管结构，则复合管的基一射电压1.4V，如果要求稳流电源输出电压12V，那么就要求运放输出电压19.4V，如果运放用15V电压供电，显然不能输出这么高的电压。
[0007]辅助电源的设计，一部分是给运放供电的±15V的电源部分，该部分使用集成稳压器7815、7915来实现；另一部分是前面提到的稳流源电路的输入电压Ui和基准电压LM399的输入电压。稳流源电路的输入电压Ui要求能够提供大电流驱动能力，采用整流桥加集成稳压器外接晶体管扩流的方式实现，整流桥选用KBPC608其最大输出电流6A，耐压800V，集成稳压芯片选用LM723，其具有150mA的输出电流，外接晶体管后输出电流可以达到1A以上，输出电压2V?37V可调，具有0.01%的线性调节率，0.003% /oC的温漂，
0.05% /100hrs的长期稳定性。外接扩流管采用两个NPN三级管构成的复合管实现。
[0008]作为本发明的一种优选方案，所述的采样电阻可以使用温度系数为5ppm/0C锰铜丝或锰铜板材制成。
[0009]本发明的有益效果:由于采用了上述结构和硬件使得本发明具有温度稳定性和长期稳定性，实用性强。
【附图说明】
[0010]图1是本发明的电路原理图。
[0011]图中标记:1_调整管、2-采样电阻、3-调整管、4-放大器、5-辅助电源、6-基准电源。
【具体实施方式】
[0012]一种分光光度计用高精度恒流源，包括调整管、采样电阻、基准电压、误差放大器和辅助电源，采用LM399来提供基准电压，其自带内部温度稳定器和热保温罩，能将芯片温度自动调节到90，具有很好的温度稳定性(lppm/OC)和长期稳定性(20ppm/kH),并且可以在很大范围的电压(9?40V)、电流(0.5~10mA)和温度((T700C)范围内工作，反向击穿电压为6.95V，可以通过小电流分压器(一般可以用两个串连的精密电阻来实现)对其分压，从而得到不同的基准电压值。另外LM399的储藏温度范围为-650C?1500C，也可以满足我们仪器对于低温和高温检验的要求。对于采样电阻而言，通常影响其发生变化的主要是温度，所以应选择低温度系数的高精度采样电阻，例如锰铜丝或锰铜板材制成的电阻，温度系数约5ppm/0C。另一方面由于采样电阻与负载串连这样流过的电流通常比较大，因此温度也会随之上升，此时应减小电流密度和增加散热面积从而避免因温度过高导致阻值发生变化同时也防止过热损坏。
[0013]调整管的选择，由于稳流电源的输出电流全部流过调整管，因此调整管上的功耗也很大，必须选择大功率的晶体管，为了使放大器能够推动，在这里采用复合管结构，由一只达林顿三极管TIP122和功率管UC508A复合而成，UC508A的最大输出电压可以达到8A。通常流过调整管的电流和承受的电压是变化的，在极限情况下即最小输出电压和最大输出电压时，为了防止调整管功率损耗不致过大又要防止它进入饱和状态，最好采用稳流电源的输入电压随其输出电压的改变而进行调节，使调整管的集一射电压保持不变。比较简单的办法是采用调压变压器用人工的方法参与调节，这就要求对输入电压和输出电压进行监视，随时调节，增加了劳动强度，最好的方法是能够自动调节，在这里输入电压采用集成稳压芯片LM723，通过它可以自动调节。
[0014]误差电压放大器，电流稳定度与放大器有直接关系，在大功率电源里基本上是倒数关系，采用LT1014作为误差放大器，其具有1.2V/y V(RL=2KQ ),0.5V/μ V(RL=600 Ω )的高增益，300 μ V的低输入失调电压和1.5ηΑ的低失调电流，2.5 μ V/oC的低温漂和0.55 μ V的低噪声电压。此外还要注意防止放大器进入饱和。Eg取值愈大，稳定性愈好，但是随着取值的增大RO上的功耗也会随之增加，如果基准电压取6V，调整管采用复合管结构，则复合管的基一射电压1.4V，如果要求稳流电源输出电压12V，那么就要求运放输出电压19.4V，如果运放用15V电压供电，显然不能输出这么高的电压。
[0015]辅助电源的设计，一部分是给运放供电的±15V的电源部分，该部分使用集成稳压器7815、7915来实现；另一部分是前面提到的稳流源电路的输入电压Ui和基准电压LM399的输入电压。稳流源电路的输入电压Ui要求能够提供大电流驱动能力，采用整流桥加集成稳压器外接晶体管扩流的方式实现，整流桥选用KBPC608其最大输出电流6A，耐压800V，集成稳压芯片选用LM723，其具有150mA的输出电流，外接晶体管后输出电流可以达到1A以上，输出电压2V?37V可调，具有0.01%的线性调节率，0.003% /oC的温漂，
0.05% /100hrs的长期稳定性。外接扩流管采用两个NPN三级管构成的复合管实现。
[0016]印刷板部分，可以在输人放大器两输入端周围设置一个地线屏蔽环以抑制干扰。
[0017]可以采用引线将电压调整芯片和大功率晶体管引出和其它部分分开安装，并增加散热风扇控制温升。
【主权项】
1.一种分光光度计用高精度恒流源，包括调整管(I)、采样电阻(2)、基准电压(6)、误差放大器(4)和辅助电源(5)，其特征在于: 采用LM399来提供基准电压(6)，具有很好的温度稳定性表现为lppm/OC，长期稳定性表现为20ppm/kH，工作范围为电压9?40V、电流0.5~10mA、温度0~700C，反向击穿电压为6.95V，储藏温度范围为-650C?1500C ； 所述的调整管(1)，采用复合结构，由一只达林顿三极管TIP122和功率管UC508A复合而成，UC508A的最大输出电压为8A ； 所述的误差电压放大器(4)，选用LT1014作为误差放大器(4)，其具有1.2ν/μ V，RL=2K Ω，0.5V/ μ V，RL=600 Ω，的高增益，300 μ V的低输入失调电压和1.5ηΑ的低失调电流，2.5 μ VoC的低温漂和0.55 μ V的低噪声电压； 所述的辅助电源(5)，给运放供电的±15V的电源部分，使用集成稳压器7815、7915来实现，稳流源电路的输入电压Ui采用整流桥加集成稳压器外接晶体管扩流，整流桥选用KBPC608，其最大输出电流6A，耐压800V，集成稳压芯片选用LM723，其具有150mA的输出电流，外接晶体管后输出电流可以达到1A以上，输出电压2V?37V可调，具有0.01 %的线性调节率，0.003% /oC的温漂，0.05% /100hrs的长期稳定性，外接扩流管采用两个NPN三级管构成的复合管实现。2.根据权利要求1所述的一种分光光度计用高精度恒流源，其特征在于:所述的采样电阻(2)使用温度系数为5ppm/0C锰铜丝或锰铜板材制成。3.根据权利要求1所述的一种分光光度计用高精度恒流源，其特征在于:所述的参考电压，通过小电流分压器活两个船利的精密电阻对其分压得到不同的基准电压值。4.根据权利要求1所述的一种分光光度计用高精度恒流源，其特征在于:印刷板部分，在输人放大器(4)两输入端周围设置一个地线屏蔽环。5.根据权利要求1所述的一种分光光度计用高精度恒流源，其特征在于:采用引线将电压调整芯片和大功率晶体管引出和其它部分分开安装，并增加散热风扇控制温升。
【专利摘要】一种分光光度计用高精度恒流源，包括调整管、采样电阻、基准电压、误差放大器和辅助电源，采用LM399来提供基准电压，调整管，采用复合结构，由一只达林顿三极管TIP122和功率管UC508A复合而成，误差电压放大器，选用LT1014作为误差放大器，辅助电源整流桥选用KBPC608，针对电路的布局和安装给出了合理的解决方案。具有很好的温度稳定性和长期稳定性，具有很高的精度，完全能够满足分光光度计光源对电源的要求，实用价值很高，具有很好的应用前景。
【IPC分类】G05F1/56, G01N21/31
【公开号】CN105589502
【申请号】CN201410625957
【发明人】夏子涵
【申请人】成都市创为凯科技信息咨询有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年11月10日