技术领域
[0001] 本实用新型涉及恒流源电路，具体是一种可调的恒流源电路。
背景技术
[0002] 恒流源又叫稳流源，是一种宽
频谱，高
精度交流稳流电源，具有响应速度快，恒流精度高、能长期稳定工作，适合各种性质负载等优点。主要用于检测热继电器、塑壳
断路器、小型
短路器及需要设定额定
电流、动作电流、短路保护电流等生产场合。
[0003] 传统恒流源多采用模拟电路设计，采用独立晶体管设计，此类器件在高温、低温以及噪声大的环境下受影响程度较大，从而导致输出不稳定，精度下降；同时，在军用环境下，要求更为严格。
[0004] 为此，我们提出一种可调的恒流源电路，输出电流大小可根据使用环境调整，从而满足不同情况下的使用需求问题。实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种可调的恒流源电路，以避免模拟电路中晶体管受环境影响使而精度降低以及
稳定性削减的问题。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
[0007] 一种可调的恒流源电路，包括
可编程逻辑器件、数字模拟转换器以及
电压电流转换器；
[0008] 所述可编程逻辑器件，用于控制数字模拟转换器的
输出电压；
[0009] 所述数字模拟转换器，用于将可编程逻辑器件发送的数字
信号转换成输出电压并发送给电压电流转换器；
[0010] 所述电压电流转换器，用于将数字模拟转换器的输出电压转换成恒定电流，并为待供电设备供电；
[0011] 所述电压电流转换器包含依次连接的电流转换电路、输出电流监测电路以及
接口保护电路；
[0012] 所述输出电流监测电路包括P
沟道增强型MOSFET管Q1、PNP型
三极管Q2以及
电阻R89；
[0013] P沟道增强型MOSFET管Q1的漏极与电阻R89的一端以及PNP型三极管Q2的基极连接，电阻R89的另一端与PNP型三极管Q2的集
电极连接后接入电压电流转换器的输出端IS，P沟道增强型MOSFET管Q1的栅极与PNP型三极管Q2的发射极连接后接入电压电流转换器的输出端VG，P沟道增强型MOSFET管Q1的源极接有接口保护电路。
[0014] 本方案中，所述可编程逻辑器件与数字模拟转换器双向连接，通过可编程逻辑器件进行代码编程从而可配置数字模拟转换器的输出电压，从而可根据需求获得不同的电压，而数字模拟转换器则将信息反馈给可编程逻辑器件从而实现可编程逻辑器件的持续控制，数字模拟转换器与电压电流转换器连接；而电压电流转换器则根据数字模拟转换器输出电压的大小输出相应的电流，进而也可根据需求获得不同的电流。因此本实用新型能够输出具有较宽范围的、稳定的以及高精度的恒流电流，从而满足不同应用场景需求。设置输出电流监测电路则以及接口保护电路均可对电压电流转换器进行保护。
[0015] 本方案还公布了输出电流监测电路的具体结构以及连接方式，Q2为PNP型三极管，IS与R89产生Q2基极偏置电流，Q2发射极连接Q1的栅极，Q2集电极电流为IS，基极产生偏置电流后Q2导通；Q1为P沟道增强型MOSFET管，栅极电压大于漏极则电压导通，当Q2工作在放大状态下，集电极电压小于基极电压，那么Q1的栅极电压小于漏极电压，则Q1导通，则源极就产生电流输出。VG引脚用来检测电流变化状态，反馈至芯片内部，在异常情况下保护芯片。
[0016] 作为本实用新型进一步的方案：所述可编程逻辑器件型号为EP4CE6E22I7，所述数字模拟转换器的型号为TLV5617AID，所述电压电流转换器的型号为XTR111，所述待供电设备为IEPE压电式振动
传感器。
[0017] 本方案则是提供了元器件的具体型号，从而便于实施。
[0018] 作为本实用新型进一步的方案：所述接口保护电路包括整流滤波电容C116、肖特基
二极管V2、稳压二极管V3以及限流电阻R90；
[0019] 所述P沟道增强型MOSFET管Q1的源极分别与整流滤波电容C116、
肖特基二极管V2的正极以及限流电阻R90连接，整流滤波电容C116的另一端接地，肖特基二极管V2的负极接电压+24V，限流电阻R90的另一端分别接稳压二极管V3的负极以及待供电设备的输入端IN_A，稳压二极管V3的正极接地。
[0020] 本方案中，对电压电流转换器接口部分设计肖特基二极管V2将电压钳位在最大DC24V，C116为输出滤波，R90为输出限流电阻，V3起到接口稳压保护作用，此部分电路不仅保护电压电流转换器输出接口也保护待供电设备的接口。
[0021] 作为本实用新型进一步的方案：所述待供电设备的接口连接有输入电流监测电路。
[0022] 此部分实现恒流源信号状态监测以及对异常情况下待供电设备接口的保护。
[0023] 作为本实用新型进一步的方案：所述输入电流监测电路包括运放N3A和N3B，限流电阻R3和R10，电阻R1、R5、R12、R2和R9，电容C2和C4以及
控制器件；
[0024] 待供电设备的输出端通过限流电阻R3连接在运放N3A
反相输入端、通过限流电阻R10连接在运放N3B的同相输入端，运放N3A的同相输入端分别连接电阻R5、电阻R1以及电容C2和C4的并联电路，电容C2和C4的并联电路的另一端接地，运放N3B的反相输入端分别连接电阻R5的另一端以及电阻R12，电阻R1的另一端接电压+24V，电阻R12的另一端接地，运放N3A的输出端接电阻R2以及控制器件的监测输入端，运放N3B的输出端接电阻R9以及控制器件的监测输入端，电阻R2以及电阻R9的另一端连接后共同接电压+3.3V，N3A的正电源端接+24V电压，N3A的负电源端接地。
[0025] 本方案主要为待供电设备接口开路和接口短路检测。
[0026] a）R1、R5、R12产生开路及短路检测电路的比较
阈值电压，运放N3A的同相输入端输入即为开路检测的比较阈值电压输入，反相输入端为监测口信号输入；N3B运放的反相输入端为短路检测的比较阈值电压输入，同相输入端为监测口信号输入；
[0027] b）N3A的输出端为开路监测输出口，接口正常状态下，N3A的反相输入端电压应该大于同相输入端电压，则输出端输出为低电平，异常为高电平；
[0028] c）N3B的输出端为短路监测输出口，接口正常状态下，N3B的同相输入端电压应该大于反相输入端电压，则输出端输出为高电压，异常为低电平；
[0029] d）控制器件的监测输入端则监测
输入信号，实时监测信号电平，出现异常则通过可编程逻辑器件关闭数字模拟转换器的输出，形成自身保护。
[0030] 作为本实用新型进一步的方案：所述可编程逻辑器件预留有UART接口。
[0031] 预留UART接口，主机则可实现对恒流电路的输出控制。
[0032] 本实用新型的有益效果是：本实用新型通过提供了一种可调的恒流源电路，（1）采用可编程逻辑器件作为控制器，以高精度的数字模拟转换器、电压电流转换器集成器件设计恒流源，且输出范围可调，能够满足不同场合应用要求；
[0033] （2）电路采用数字集成器件，传统设计多采用独立晶体管设计，模拟电路受环境影响较大，输出精度和稳定性较低，而本实用新型的方法摒弃传统设计缺点，具有精度高、稳定性强的特点。
附图说明
[0034] 图1为本实用新型的工作原理图；
[0035] 图2的1部分为本实用新型中可编程逻辑器件电路图；
[0036] 图2的2部分为本实用新型中SPI
通信接口电路图；
[0037] 图2的3部分为本实用新型中数字模拟转换器的电路图；
[0038] 图3为本实用新型中电压电流转换器的电路图；
[0039] 图3的6部分为本实用新型中电流转换电路的电路图；
[0040] 图3的5部分为本实用新型中输出电流监测电路的电路图；
[0041] 图3的4部分为本实用新型中接口保护电路的电路图；
[0042] 图4为本实用新型中输入电流监测电路；
[0043] 图5为本实用新型中控制器件N19F的电路图。
具体实施方式
[0044] 下面将结合本实用新型
实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0045] 请参阅图1-3，一种可调的恒流源电路，包括可编程逻辑器件、数字模拟转换器以及电压电流转换器；
[0046] 所述可编程逻辑器件，用于控制数字模拟转换器的输出电压；
[0047] 所述数字模拟转换器，用于将可编程逻辑器件发送的
数字信号转换成输出电压并发送给电压电流转换器；
[0048] 所述电压电流转换器，用于将数字模拟转换器的输出电压转换成恒定电流，并为待供电设备供电。
[0049] 优选地，参阅图2，所述可编程逻辑器件型号为EP4CE6E22I7，N19B芯片；所述数字模拟转换器的型号为TLV5617AID，为N17芯片；参阅图3，所述电压电流转换器的型号为XTR111，为U2芯片；所述待供电设备为IEPE压电式振动传感器。
[0050] 参阅图2，N19B芯片与N17芯片之间采用标准SPI通信接口双向连接，接口时钟最大20MHz，刷新
频率最大1.25MHz，因而通信和更新速率能够完全满足应用；N19B芯片的引脚30与N17芯片的输入端DIN之间通过电阻R142连接，N19B芯片的引脚31与N17芯片的输入端SCLK之间通过电阻R142连接，N19B芯片的引脚30与N17芯片的输入端CS之间通过电阻R143连接，能够减少外部对信号干扰以及提高信号
质量。
[0051] 参阅图2，N17的VIN_A和VIN_B为其两路电压输出接口，且两路输出相互独立；REF_2.048V为参考电压输入；N17的VDD输出端接电压+3.3V以及电容C118，电容C118的另一端接地，AGND输出端则接地。
[0052] 参阅图3，XTR111的输出端VSP则分别接电压+2.4V以及电容C114，电容C114的另一端则接地，XTR111的输出端GEGS以及REGF相互连接；XTR111的输入端VIN则通过电阻R92与N17的VIN_A端连接，XTR111的输入端RSET端则通过电阻RSET接地，XTR111的输入端OD端的CUR_CTR信号为低电平，XTR111的输入端OD端接控制器件N19F，实现输出关闭和打开控制作用，XTR111的输入端GND端则接地。
[0053] 优选地，参阅图3，所述电压电流转换器包含依次连接的电流转换电路、输出电流监测电路以及接口保护电路。
[0054] 优选地，所述输出电流监测电路包括P沟道增强型MOSFET管Q1、PNP型三极管Q2以及电阻R89；
[0055] P沟道增强型MOSFET管Q1的漏极与电阻R89的一端以及PNP型三极管Q2的基极连接，电阻R89的另一端与PNP型三极管Q2的集电极连接后接入电压电流转换器的输出端IS，P沟道增强型MOSFET管Q1的栅极与PNP型三极管Q2的发射极连接后接入电压电流转换器的输出端VG，P沟道增强型MOSFET管Q1的源极接有接口保护电路
[0056] 优选地，所述接口保护电路包括整流滤波电容C116、肖特基二极管V2、稳压二极管V3以及限流电阻R90；
[0057] 所述P沟道增强型MOSFET管Q1的源极分别与整流滤波电容C116、肖特基二极管V2的正极以及限流电阻R90连接，整流滤波电容C116的另一端接地，肖特基二极管V2的负极接电压+24V，限流电阻R90的另一端分别接稳压二极管V3的负极以及待供电设备的输入端IN_A，稳压二极管V3的正极接地。
[0058] 优选地，参阅图4，所述待供电设备的接口连接有输入电流监测电路。
[0059] 优选地，所述输入电流监测电路包括运放N3A和N3B，限流电阻R3和R10，电阻R1、R5、R12、R2和R9，电容C2和C4以及控制器件；该控制器件即为图中的N19I。
[0060] 待供电设备的输出端通过限流电阻R3连接在运放N3A反相输入端、通过限流电阻R10连接在运放N3B的同相输入端，运放N3A的同相输入端分别连接电阻R5、电阻R1以及电容C2和C4的并联电路，电容C2和C4的并联电路的另一端接地，运放N3B的反相输入端分别连接电阻R5的另一端以及电阻R12，电阻R1的另一端接电压+24V，电阻R12的另一端接地，运放N3A的输出端接电阻R2以及控制器件的监测输入端，运放N3B的输出端接电阻R9以及控制器件的监测输入端，电阻R2以及电阻R9的另一端连接后共同接电压+3.3V，N3A的正电源端接+24V电压，N3A的负电源端接地。
[0061] 图3中U2的输出为IN_A，U2输出为IEPE压电式振动传感器的工作激励源，且此传感器为单线制，产生的振动信号通过此单线输出，则图4中的IN_A为传感器产生的电压信号。
[0062] 优选地，参阅图1，所述可编程逻辑器件预留有UART接口。
[0063] 对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附
权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0064] 此外，应当理解，虽然本
说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
