基于TOP224Y復(fù)合型精密恒流源的設(shè)計

摘要：文章設(shè)計了一種由前級為精密開關(guān)恒壓源電路、后級為三端浮動穩(wěn)壓器構(gòu)成線性恒流源的復(fù)合型精密恒流源，給出了開關(guān)型恒壓源與線性恒流源的設(shè)計原理與器件參數(shù)的選擇。該復(fù)合型精密恒流源具有開關(guān)電源低功耗、電源輸入范圍寬的優(yōu)良特性，也具備線性恒流源的精密性和穩(wěn)定性；電路簡單、體積小、紋波系數(shù)小，故在精密測量領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：恒流源；復(fù)合型；浮動穩(wěn)壓器

0 引言
所謂恒流源，即對應(yīng)于一定的電壓變化所產(chǎn)生的電流變化趨于零，電流是一個恒定值，具有很高的動態(tài)輸出電阻。
目前廣泛采用的恒流源有兩種形式：一種是開關(guān)型恒流源、一種是線性恒流源。但滿足高精度的要求只有線性恒流源。線性恒流源雖然電源效率低，但紋波系數(shù)小、穩(wěn)定性好、精密度高：開關(guān)型恒流源雖然效率高，但紋波系數(shù)較大，不適合用于精密測量。而復(fù)合型精密恒流源是一種由前級為精密開關(guān)電壓源電路，后級由集成線性穩(wěn)壓器構(gòu)成恒流源電路而構(gòu)成的恒流源系統(tǒng)。
復(fù)合型精密恒流源因其電路簡單、體積小、性能好，在精密測量和電學(xué)計量(如計量、半導(dǎo)體性能測試、傳感器應(yīng)用、現(xiàn)代大型儀器中穩(wěn)定磁場的產(chǎn)生等)等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。
本文設(shè)計的復(fù)合型精密恒流源，額定交流輸入電壓為160～250V，頻率50Hz，經(jīng)恒壓源、恒流源后輸出0～1A穩(wěn)定的可調(diào)電流。

1 復(fù)合型精密恒流源基本結(jié)構(gòu)與總體設(shè)計
復(fù)合型精密恒流源的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。主要由交流輸入電路、整流濾波電路、開關(guān)恒壓源和線性恒流源組成。其中開關(guān)恒壓源和線性恒流源是實(shí)現(xiàn)恒流控制的核心。RL為電路負(fù)載，RS為電流調(diào)節(jié)電阻。

當(dāng)RL發(fā)生變化時，集成穩(wěn)壓器通過改變自身壓差的形式，維持通過負(fù)載的電流恒定。所以通過設(shè)定恒流電阻RS的值，就可以得到所需的恒流電流。
恒壓源包括了TOP224Y器件組成的PWM驅(qū)動反激式變換電路、高頻隔離變壓器和整流濾波電路、輸出電壓檢測電路。線性恒流源主要由IC(三端穩(wěn)壓器)、負(fù)載電阻RL和恒流電阻RS組成。

2 開關(guān)恒壓源設(shè)計
2．1 TOP224的工作原理