本實用新型屬于電源技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種脈沖式恒流源。
背景技術(shù):
恒流源是指能輸出恒定電流的電源,它使流過負載的電流不隨自身阻值和外部電壓波動而改變。脈沖式恒流源有著廣泛應(yīng)用,如超導體、氣囊引爆管、充氣機、熔斷器、炸藥、激光二極管以及各種半導體等的測試中。目前市場上普遍存在脈沖式恒流源輸出電流不高、脈沖上升沿較慢等現(xiàn)象。隨著科技的進步創(chuàng)新,某些重要領(lǐng)域?qū)懔髟吹囊蟛粩嗵岣摺R虼搜芯恳环N新型的超高速、大電流、脈沖式的恒流源具有很高的前沿性和重要性。
在已經(jīng)公開的恒流源文選中,還沒有系統(tǒng)能使恒流脈沖的上升沿達到微秒級、電流幅值達到百安級。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于提供一種優(yōu)化改進的脈沖式恒流源,以克服脈沖恒流源輸出電流不高、脈沖上升沿較慢等問題,更好的使負載工作于穩(wěn)定、連續(xù)可調(diào)的恒流脈沖情況下。
本實用新型提供的優(yōu)化改進的脈沖式恒流源,主要通過與電源并聯(lián)幾個大電容,使負載工作初期主要由電容儲存的能量提供,利用電容快速放電的特點,給負載提供一個微秒級別的上升沿;同時,與負載串聯(lián)一個大功率達林頓管,可保證負載通過幾百安的脈沖式電流,也能保護負載工作在安全電流模式下。
本實用新型提供的優(yōu)化改進的脈沖式恒流源,其結(jié)構(gòu)如圖1所示,包括:恒流源控制電路1,輸出控制電壓;負載恒流電路2,輸出控制電壓相應(yīng)倍數(shù)的恒流脈沖;電容充放電電路3,利用電容充放電使恒流脈沖的上升沿更快。其中:
所述恒流源控制電路1,主要由功率運算放大器OPA547,電阻R1、R2、R3,電源DC2和脈沖信號源(Pulse)構(gòu)成;功率運算放大器OPA547的引腳1接電阻R1的一端,電阻R1另一端接脈沖信號源的正極,脈沖信號源的負極接地;OPA547的引腳2接電阻R3的一端,電阻R3另一端接入達林頓管e極和電阻R4的交點;OPA547的引腳4接地;OPA547的引腳5接電源DC2的正極,電源DC2的負極接地;OPA547的引腳6接電阻R2的一端,電阻R2的另一端接達林頓管的b極。
所述負載恒流電路2,主要由達林頓管QM400HA-H、采樣電阻組R4和負載(LED或R)構(gòu)成;達林頓管QM400HA-H的c極接負載LED的負極,達林頓管QM400HA-H的e極接電阻R3和電阻R4的交點,電阻R4另一端接地;負載LED的正極接電容C正極和二極管Diode負極的交點。
所述電容充放電電路3,主要由350V-15000uf黑金剛電容C、二極管Diode和電源DC構(gòu)成。二極管Diode的負極接負載LED正極和電容C正極的交點,電容C的負極接地;二極管Diode的正極接電源DC的正極,電源DC的負極接地。
本實用新型主要通過調(diào)節(jié)脈沖信號源(Pulse),以確定通過負載脈沖的頻率、脈寬、占空比、幅值等參數(shù)。這些參數(shù)除了幅值大小以外均與負載流過的恒流脈沖相同。脈沖信號源的小信號幅值與流過負載的恒流脈沖幅值成一定比例,該比例的大小跟采樣電阻組的總阻值相同。
本實用新型的優(yōu)點和有益效果為:
1.本實用新型能根據(jù)不同需要,產(chǎn)生相應(yīng)脈寬和幅值的恒流脈沖,可適用于電阻、LED等負載,結(jié)構(gòu)簡單、功能穩(wěn)定、安全可靠;
2.本實用新型能使恒流脈沖的上升沿達到微秒級、電流幅值達到百安級。
附圖說明
圖1為本實用新型的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本實用新型做進一步的詳細描述,但本實用新型的保護范圍并不限于此。
如圖1所示,本實用新型總體結(jié)構(gòu)由三部分組成:恒流源控制電路1,輸出控制電壓;負載恒流電路2,輸出控制電壓相應(yīng)倍數(shù)的恒流脈沖;電容充放電電路3,利用電容充放電使恒流脈沖的上升沿更快。
本實用新型的具體結(jié)構(gòu)為:恒流源控制電路1,主要由功率運算放大器OPA547,電阻R1、R2、R3,電源DC2和脈沖信號源構(gòu)成;負載恒流電路2,主要由達林頓管QM400HA-H、采樣電阻組R4和負載(LED或R)構(gòu)成;電容充放電電路3,主要由350V-15000uf黑金剛電容C、二極管Diode和電源DC構(gòu)成。
本實用新型提供的脈沖恒流源方案為:1.將負載正確安裝完畢。2.給功率運算放大器OPA547和電源DC提供符合要求的電壓。3.通過調(diào)節(jié)脈沖信號源(Pulse),以確定通過負載脈沖的頻率、脈寬、占空比、幅值等參數(shù)。
所述恒流源控制電路1中,所述功率運算放大器OPA547,根據(jù)其datasheet的限流公式,將其輸出電流的大小限制在200mA之內(nèi)。
所述電源DC2不能超過60V。
所述脈沖信號源(Pulse)可由信號發(fā)生器或者FPGA編程輸出連續(xù)可調(diào)的小功率脈沖信號。
所述負載恒流電路2中,采用達林頓管QM400HA-H和大功率精密電阻R4。
所述大功率精密電阻R4為采樣電阻,不但需要高精度,而且需要大功率,因此R4可為許多精密電阻并聯(lián)而成的電阻組。
所述電容充放電電路3中,采用350V-15000uf的黑金剛電容,電源DC。
所述350V-15000uf的黑金剛電容可以在體積允許的條件下多個并聯(lián),增加充放電的電容值,使輸出恒流脈沖的平頂更加穩(wěn)定。
所述電源DC的最大電壓不可以超過350V。
盡管上文對本實用新型做了詳細解釋說明,但是本發(fā)明并不局限于此。工作人員可以根據(jù)本實用新型的原理進行修改完善。所以但凡按照本實用新型原理所做的修改,都應(yīng)當理解為落入本實用新型的保護范圍。