一种改进的可调电流源电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及电力设备技术领域，具体地说是一种改进的可调电流源电路，其特征在于：稳压二极管D6的正极与第一电位器R2的一端并联后接地，稳压二极管D6的负极与第一电位器R2的另一端并联后再串联电阻R1后连接电源；第一电位器R2的滑动端串联电阻R3后连接第一运算放大器的同相输入端，第一运算放大器的反相输入端与第一运算放大器的输出端连接后再连接第二电位器R4的一端，第二电位器R4的另一端接地。本实用新型与现有技术相比，信号发生系统对电流信号的输出有很强的稳定性和较高的精度，不受外界环境和负载的干扰；设计出的电流源范围是4～20mA，可以满足现场的需要。
【专利说明】
一种改进的可调电流源电路
技术领域
[0001] 本实用新型涉及电力设备技术领域，具体地说是一种改进的可调电流源电路。
【背景技术】
[0002] 目前市场上可调电流源电路中，通过采用v-?芯片来实现。常见的v-?芯片有 XTR101，XTR110等，这些芯片价格比较昂贵，电路也比较复杂，元件不太容易得到。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的是克服现有技术的不足，在电路中主要采用NPN三极管和LM358 运算放大器，运用三极管工作在放大区域，电阻可变特性，以及LM358可作为比较器的特性， 使输出电流更加准确。
[0004] 为实现上述目的，设计一种改进的可调电流源电路，其特征在于：
[0005] 稳压二极管D6的正极与第一电位器R2的一端并联后接地，稳压二极管D6的负极与 第一电位器R2的另一端并联后再串联电阻R1后连接电源；
[0006] 第一电位器R2的滑动端串联电阻R3后连接第一运算放大器的同相输入端，第一运 算放大器的反相输入端与第一运算放大器的输出端连接后再连接第二电位器R4的一端，第 二电位器R4的另一端接地；
[0007] 第二电位器R4的滑动端连接第二运算放大器的同相输入端，第二运算放大器的输 出端串联电阻R5后连接NPN三极管的基极；
[0008] 电阻R6的一端与第三运算放大器的输出端并联后连接第二运算放大器的反相输 入端；电阻R6的另一端依次串联第三电位器R7、电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，第三 电位器R7的滑动端连接第三运算放大器的反相输入端；
[0009] NPN三极管的发射极与第三运算放大器的同相输入端并联后，再连接电阻R9的一 端，电阻R9的另一端接地；
[0010] NPN三极管的集电极连接电流表的一端，电流表的另一端连接电源；
[0011] 所述的第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器分别采用LM358运算放 大器。
[0012] 所述的稳压二极管D6采用5. IV稳压二极管;所述的电阻R1的电阻值为1K;第一电 位器R2的电阻值为5K;电阻R3的电阻值为1K;第二电位器R4的电阻值为1K;电阻R5的电阻值 为1K;电阻R6的电阻值为1K;第三电位器R7的电阻值为5K;电阻R8的电阻值为1K;电阻R9的 电阻值为0.1K。
[0013] 所述的电流表的输出范围为4~20mA。
[0014]本实用新型与现有技术相比，信号发生系统对电流信号的输出有很强的稳定性和 较高的精度，不受外界环境和负载的干扰;设计出的电流源范围是4~20mA，可以满足现场 的需要。
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型的电路原理图。
【具体实施方式】
[0016] 现结合附图对本实用新型作进一步地说明。
[0017] 实施例！
[0018] 参见图1，本实用新型电流源主要使用比较常见的LM358运算放大器、NPN三极管和 稳压二极管等组成，输出范围为4~20mA。在电路中主要以LM358集成运算放大器为核心，由 可调电压模块和可调电流模块组成，在电路中使用5V电路，可调电压模块中通过精密电阻 分压来设置信号发生器的输出信号，从而输出一个0~5V的电压变化，然后再在可调电流模 块中，根据电压与电流的线性关系，通过NPN三极管工作在放大区域、电阻可变的特性，输出 高精度的电流信号。参见图1，具体采用如下电路：
[0019] 可调电压模块:稳压二极管D6的正极与第一电位器R2的一端并联后接地，稳压二 极管D6的负极与第一电位器R2的另一端并联后再串联电阻R1后连接电源;其中，稳压二极 管D6采用5. IV稳压二极管;所述的电阻R1的电阻值为1K;第一电位器R2的电阻值为5K。通过 第一电位器R2,使可调电压模块产生的电压保持在0~5V可调范围。
[0020] 电压跟随器:第一电位器R2的滑动端串联电阻R3后连接第一运算放大器LM358-1 的同相输入端，第一运算放大器LM358-1的反相输入端与第一运算放大器LM358-1的输出端 连接后再连接第二电位器R4的一端，第二电位器R4的另一端接地。其中，电阻R3的电阻值为 1K、第二电位器R4的电阻值为1K。第二电位器R4是一个精密滑动电阻器，起到精密分压作 用。而可调电压模块中的稳压二极管D6能保证第一运算放大器LM358-1的输出端的电压U01 恒等于0~5V;同时可调电压模块中产生的0~5V的电压经该电压跟随器之后，会使输出的 电压更加稳定。
[0021 ]可调电流模块：可调电压模块中的第二电位器R4的滑动端连接第二运算放大器 LM358-2的同相输入端，第二运算放大器LM358-2的输出端串联电阻R5后连接NPN三极管的 基极；电阻R6的一端与第三运算放大器LM358-3的输出端并联后连接第二运算放大器 LM358-2的反相输入端；电阻R6的另一端依次串联第三电位器R7、电阻R8的一端，电阻R8的 另一端接地，第三电位器R7的滑动端连接第三运算放大器LM358-3的反相输入端;NPN三极 管的发射极与第三运算放大器LM358-3的同相输入端并联后，再连接电阻R9的一端，电阻R9 的另一端接地;NPN三极管的集电极连接电流表的一端，电流表的另一端连接电源。
[0022] 其中，电阻R5的电阻值为1K;电阻R6的电阻值为1K;第三电位器R7的电阻值为5K; 电阻R8的电阻值为1K。第二运算放大器LM358-2的同相输入端的电压U02为0~5V，为了使输 出电流为4~20mA，则要选取电阻R9 = 100Q。
[0023] 根据U = IR的关系，电阻R9两端的电压U05的范围必须为0.4V~2V。然后通过第三 运算放大器LM358-3将U05放大2.5倍，输出到第二运算放大器1^358-2的反相输入端，第二 运算放大器充当着一个比较器的作用，同时利用NPN三极管工作在放大区域的特性，确保使 第二运算放大器LM358-2的同相输入端电压和反相输入端电压相等。这就保证了 U05的输出 电压为0.4~2V，又因为NPN三极管的集电极电流和发射极电流几乎相等，所以电流表的输 出变化范围为4~20mA。经过仿真能够满足绝大数工程需要，不同电压值下的输出电流变化 仿真结果如下表：
【主权项】
1. 一种改进的可调电流源电路，其特征在于： 稳压二极管D6的正极与第一电位器R2的一端并联后接地，稳压二极管D6的负极与第一 电位器R2的另一端并联后再串联电阻R1后连接电源； 第一电位器R2的滑动端串联电阻R3后连接第一运算放大器的同相输入端，第一运算放 大器的反相输入端与第一运算放大器的输出端连接后再连接第二电位器R4的一端，第二电 位器R4的另一端接地； 第二电位器R4的滑动端连接第二运算放大器的同相输入端，第二运算放大器的输出端 串联电阻R5后连接NPN三极管的基极； 电阻R6的一端与第三运算放大器的输出端并联后连接第二运算放大器的反相输入端； 电阻R6的另一端依次串联第三电位器R7、电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，第三电位器 R7的滑动端连接第三运算放大器的反相输入端， NPN三极管的发射极与第三运算放大器的同相输入端并联后，再连接电阻R9的一端，电 阻R9的另一端接地； NPN三极管的集电极连接电流表的一端，电流表的另一端连接电源； 所述的第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器分别采用LM358运算放大 器。2. 如权利要求1所述的一种改进的可调电流源电路，其特征在于:所述的稳压二极管D6 采用5. IV稳压二极管;所述的电阻R1的电阻值为1K;第一电位器R2的电阻值为5K;电阻R3的 电阻值为1K;第二电位器R4的电阻值为1K;电阻R5的电阻值为1K;电阻R6的电阻值为1K;第 三电位器R7的电阻值为5K;电阻R8的电阻值为1K;电阻R9的电阻值为0.1K。3. 如权利要求1所述的一种改进的可调电流源电路，其特征在于:所述的电流表的输出 范围为4~20mA。
【文档编号】G05F1/565GK205644341SQ201620449037
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】焦红超, 杨浩亮, 苑惠, 刘万山, 刘军文
【申请人】中机国能电力工程有限公司