基于EWB的交流恒流源设计
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Ｊ １２ ０ ｕ ． ０１
基于 Ｅ ＷＢ的 交 流 恒 流 源 设 计
潘 传 红 ， 慧君 孔
（ 南机 电高 等 专 科 学 校 ，河 南 新 乡 ４ ３ ０ ） 河 ５０２
摘 要 ： 测量 系统 中， 用 电源 的稳定 、 在 使 精确是保 证测量 电路结果 准确无误 的重要 因素。文 中设 计 了一个 压控 交 流恒流放大 系统， 电路 系统 由恒流放 大电路 、 该 功率推 动电路 和 中点伺服 电路三级构 成， 具有恒流特性 较好 、 反馈
第１ ８卷 第 ４期 ２１ ０ ０年 ０ ７月
河南机电高等专科 学校学报
Ｊ ｕｎ ｌｏ ｎ ｎＭｅ ｈ ｎｃｌａ ｄ Ｅ ｅｔ ｃ ｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｃ ｌ ｇ ｏｒａ ｆ Ｈｅ ａ ｃ ａ ｉ ｎ ｌｃｒ ａ Ｅ ｇｎ ｅｉ ｏ ｅ ｅ ａ ｉ ｎ ｌ
Ｖｏ ． ８ Ｎ ． １ １ ｏ ４
不
≈ － ～ ＿ Ｖ 。 赢 Ｖ Ｉ 。
＝
（ ２ ）
这样 ， 负载 电 阻上 的 电流 就 跟 随输 入 电 压 的变 化 成 比例 的 变化 ， 且在 理 论 上负 载 阻 值 的 变化 不会 影 响
输 出电 流 的变化 ， 出电 流 的大 小 只 与输 入 的 电压 值 输
的输 出功 率 ， 原理 图如 图 ４所 示 。 其
收 稿 日期 ：０ｌ ４４２ ２ ０ ） —３ 作 者 简 介 ： ｆ 红 （９ １） Ｊ 河 Ｊ ｌ人 ， 教 ， ｝，： 浠 ０ １８ 一 ， ， 々 ｆ Ｊ ｌ 助 １ 、 ｝‘ 要从 ｆ １Ｕ子 术 究 。 ｊ 训 Ｉ ５
成 正 比。
图 １ 恒 流 源 系 统 结 构 图
２ ３ 辅 助 电路 的设 计 ．
中点 伺 服 电路 采用 小功 率运 算放 大 器 Ｌ ８ ５和 Ｍ１７ 恒 流放 大 电路 采用 运 算 放 大 器 构 成 ， 到 设 计 预 达 １ Ｒ 、 ３组 成 比例 放 大 电 路 Ｊ 电路 工 作 时 ， 。 期 的各种 指 标 ； 功率 推 动 电 路 由两 个互 补功 放 管 构 成 电阻 Ｒ 、 ２ Ｒ 并 甲类 功 放提 高 输 出 电 压 ， 火 电 流增 益 ， 负 载 电阻 比例 放 大 电 路 将 直 流 信 号 放 大 ， 反 馈 到 输 入 信 号 增 使
图 ３ 中点 伺 服 电路
已接 近器 件 最 大输 出 电 流 。输 人 电压 和 输 出 电流 的
关 系 如表 １所 示 ； 当使 负载 电 阻 Ｒ Ｌ为 ４ 输 入 电压 Ｑ， 和 输 出 电流的关 系如 表 ２所 示 。测试 数 据表 明 ， 电路 的放大倍 数 约为 ０ ９ 且 由对应 表 中 Ｉ Ｌ的值 可知 Ｒ ．， Ｒ Ｌ
度更 高 。恒 流源 是 能够 向负 载 提 供 恒 定 电流 的 电源 ，
被广 泛应 用 于测 量 电路 中 ， 如 电 阻器 阻值 的测 量 和 例 分级 ， 电缆 电阻 的测 量 等 ， 电流 越 稳 定 ， 量 就 越 准 且 测
确 。恒 流源 有 多 种 设 计 方 法 ， 很 多 都 是 电 流 值 有 但 限 ， 定 度也 较差 。 稳
圈 ２
但 流 放 大 甩跆
负载 电流 为
Ｖ ．（ ＋ ）＝ ・ Ｒ １ ３ （） １
＝
Байду номын сангаас
＋
＝
２ 恒 流 源 的 设 计
２ １ 系统设 计 ．
（
当 Ｒ１＝０ １ Ｒ ． Ｑ、 ２＝１ ０ ￣ ０ ｆ 、Ｒ３＝１ ＫＱ 代 入 卜式 恒 流源 由三 部 分 构 成 ， 别 为 恒 流放 大 电路 、 分 功 率推 动 电路 以及 中点伺 服 电路 ， 系统 结 构 如 图 １ 其 所 得：
・言 －
一
２ ・ ２
麓所。 示
恒 流源作 为 稳定 电源 的分 支 有 广 泛 用 途 ， 作 为 其 项 技术 在 电源 的研 究 领 域 中有 很 重 要 的意 义 。文
献［ ］ １ 中提 到 实 用 恒 流 源 供 电 可 提 高 标 准 灯 的稳 定 性； 文献 ［ ］ 提 到 使 用 恒 流 源 测 量 电 阻 比伏 安 法 精 ２中
构 用 以实 现 的动态 范 围增 大 ； 中点 伺 服 电路 主 要 是 用来 克 服 直 流 端 ， 成 负反 馈 电路 ， 于 补 偿 直 流失 调 成 分 ， 其 进 人输 出端 给 交流 信 号带 来 的直 流偏 移 ， 同时 保 输 稳 定 直 流工 作 点 的 作用 ， 电路 原 理 图如 图 ３所 示 。 出端直 流 电位稳 定 在零 点 ’ 。 功率 推 动级 采 用 互 补 达 林 ｉ 顷管 ＭＪ ｌ３ １ ０ ３来 获 得 较 高
电 阻 可 调 的优 点 。 然 后 使 用 Ｅ ５ ０进 行 仿 真 ， 证 了该 系统 的 有 效 性 。 ＷＢ ． 验 关 键 词 ： 流 源 ； ＷＢ仿 真 ； 恒 Ｅ 电路 设 计 ；
中 图 分 类 号 ：Ｍ９ ３ １ Ｔ ３ ． 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ８— ０ ３ ２ １ ）４—００ １０ ２ ９ （０ ０ ０ ０ ５—０ ２
河南机电高等专科学 校学 报
２１ ０ ０年 ４期
流 的瞬态 响应 。运行 Ｅ ５０仿 真 该 电路 ， 人正 弦 ＷＢ ． 输 信号 ， 频率设 为 １Ｈ ， 载 电阻 Ｒ ｋ ｚ负 Ｌ为 ０ １ ．Ｑ仿 真 曲线 如 图 ６所 示 ， 输入是 正 弦 信号 ， 出也 是 正 弦信 号 ， 输 在 １Ｖ 以下没 有波 形 失 真 ， 入 电压 大 于 １Ｖ 时 ， ２ 输 ２ 出现 削顶 失真 。可见 电路 可 以达 到设 计 的放 大要 求 ， 即输 人 电压 与输 出 电流 成 １ １的关 系 ， 能满足 最 大输 出 ： 且 电流 为 Ｉ Ａ左右 。输 出 电流 的 削顶 值 为 １ Ａ， 电流 Ｏ ３ 此
基于 Ｅ ＷＢ的 交 流 恒 流 源 设 计
潘 传 红 ， 慧君 孔
（ 南机 电高 等 专 科 学 校 ，河 南 新 乡 ４ ３ ０ ） 河 ５０２
摘 要 ： 测量 系统 中， 用 电源 的稳定 、 在 使 精确是保 证测量 电路结果 准确无误 的重要 因素。文 中设 计 了一个 压控 交 流恒流放大 系统， 电路 系统 由恒流放 大电路 、 该 功率推 动电路 和 中点伺服 电路三级构 成， 具有恒流特性 较好 、 反馈
第１ ８卷 第 ４期 ２１ ０ ０年 ０ ７月
河南机电高等专科 学校学报
Ｊ ｕｎ ｌｏ ｎ ｎＭｅ ｈ ｎｃｌａ ｄ Ｅ ｅｔ ｃ ｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｃ ｌ ｇ ｏｒａ ｆ Ｈｅ ａ ｃ ａ ｉ ｎ ｌｃｒ ａ Ｅ ｇｎ ｅｉ ｏ ｅ ｅ ａ ｉ ｎ ｌ
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＝
（ ２ ）
这样 ， 负载 电 阻上 的 电流 就 跟 随输 入 电 压 的变 化 成 比例 的 变化 ， 且在 理 论 上负 载 阻 值 的 变化 不会 影 响
输 出电 流 的变化 ， 出电 流 的大 小 只 与输 入 的 电压 值 输
的输 出功 率 ， 原理 图如 图 ４所 示 。 其
收 稿 日期 ：０ｌ ４４２ ２ ０ ） —３ 作 者 简 介 ： ｆ 红 （９ １） Ｊ 河 Ｊ ｌ人 ， 教 ， ｝，： 浠 ０ １８ 一 ， ， 々 ｆ Ｊ ｌ 助 １ 、 ｝‘ 要从 ｆ １Ｕ子 术 究 。 ｊ 训 Ｉ ５
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图 １ 恒 流 源 系 统 结 构 图
２ ３ 辅 助 电路 的设 计 ．
中点 伺 服 电路 采用 小功 率运 算放 大 器 Ｌ ８ ５和 Ｍ１７ 恒 流放 大 电路 采用 运 算 放 大 器 构 成 ， 到 设 计 预 达 １ Ｒ 、 ３组 成 比例 放 大 电 路 Ｊ 电路 工 作 时 ， 。 期 的各种 指 标 ； 功率 推 动 电 路 由两 个互 补功 放 管 构 成 电阻 Ｒ 、 ２ Ｒ 并 甲类 功 放提 高 输 出 电 压 ， 火 电 流增 益 ， 负 载 电阻 比例 放 大 电 路 将 直 流 信 号 放 大 ， 反 馈 到 输 入 信 号 增 使
图 ３ 中点 伺 服 电路
已接 近器 件 最 大输 出 电 流 。输 人 电压 和 输 出 电流 的
关 系 如表 １所 示 ； 当使 负载 电 阻 Ｒ Ｌ为 ４ 输 入 电压 Ｑ， 和 输 出 电流的关 系如 表 ２所 示 。测试 数 据表 明 ， 电路 的放大倍 数 约为 ０ ９ 且 由对应 表 中 Ｉ Ｌ的值 可知 Ｒ ．， Ｒ Ｌ
度更 高 。恒 流源 是 能够 向负 载 提 供 恒 定 电流 的 电源 ，
被广 泛应 用 于测 量 电路 中 ， 如 电 阻器 阻值 的测 量 和 例 分级 ， 电缆 电阻 的测 量 等 ， 电流 越 稳 定 ， 量 就 越 准 且 测
确 。恒 流源 有 多 种 设 计 方 法 ， 很 多 都 是 电 流 值 有 但 限 ， 定 度也 较差 。 稳
圈 ２
但 流 放 大 甩跆
负载 电流 为
Ｖ ．（ ＋ ）＝ ・ Ｒ １ ３ （） １
＝
Байду номын сангаас
＋
＝
２ 恒 流 源 的 设 计
２ １ 系统设 计 ．
（
当 Ｒ１＝０ １ Ｒ ． Ｑ、 ２＝１ ０ ￣ ０ ｆ 、Ｒ３＝１ ＫＱ 代 入 卜式 恒 流源 由三 部 分 构 成 ， 别 为 恒 流放 大 电路 、 分 功 率推 动 电路 以及 中点伺 服 电路 ， 系统 结 构 如 图 １ 其 所 得：
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构 用 以实 现 的动态 范 围增 大 ； 中点 伺 服 电路 主 要 是 用来 克 服 直 流 端 ， 成 负反 馈 电路 ， 于 补 偿 直 流失 调 成 分 ， 其 进 人输 出端 给 交流 信 号带 来 的直 流偏 移 ， 同时 保 输 稳 定 直 流工 作 点 的 作用 ， 电路 原 理 图如 图 ３所 示 。 出端直 流 电位稳 定 在零 点 ’ 。 功率 推 动级 采 用 互 补 达 林 ｉ 顷管 ＭＪ ｌ３ １ ０ ３来 获 得 较 高
电 阻 可 调 的优 点 。 然 后 使 用 Ｅ ５ ０进 行 仿 真 ， 证 了该 系统 的 有 效 性 。 ＷＢ ． 验 关 键 词 ： 流 源 ； ＷＢ仿 真 ； 恒 Ｅ 电路 设 计 ；
中 图 分 类 号 ：Ｍ９ ３ １ Ｔ ３ ． 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ８— ０ ３ ２ １ ）４—００ １０ ２ ９ （０ ０ ０ ０ ５—０ ２
河南机电高等专科学 校学 报
２１ ０ ０年 ４期
流 的瞬态 响应 。运行 Ｅ ５０仿 真 该 电路 ， 人正 弦 ＷＢ ． 输 信号 ， 频率设 为 １Ｈ ， 载 电阻 Ｒ ｋ ｚ负 Ｌ为 ０ １ ．Ｑ仿 真 曲线 如 图 ６所 示 ， 输入是 正 弦 信号 ， 出也 是 正 弦信 号 ， 输 在 １Ｖ 以下没 有波 形 失 真 ， 入 电压 大 于 １Ｖ 时 ， ２ 输 ２ 出现 削顶 失真 。可见 电路 可 以达 到设 计 的放 大要 求 ， 即输 人 电压 与输 出 电流 成 １ １的关 系 ， 能满足 最 大输 出 ： 且 电流 为 Ｉ Ａ左右 。输 出 电流 的 削顶 值 为 １ Ａ， 电流 Ｏ ３ 此