0-20mA恒流源

lingxing · 发表于 2012-2-22 14:59:10

大家好，我想做一个0-20mA连续可调的恒流源，稳定度不低于1uA/小时。在版上搜了一下以前的帖子，基本都采用场管+运放+电压基准。我的负载是一个线圈，电阻0.5Ω电感3uH，用它产生一个直流磁场，请问有更简单一点的方案吗？

albert · 发表于 2012-2-22 17:28:14

1uA/20mA = 50ppm
难度不小啊!

lingxing · 发表于 2012-2-22 17:31:37

有没有好办法呢？

lymex · 发表于 2012-2-22 18:36:30

可以采取下述基本的电路：

考虑如下选择与改进：
1、输入基准，可以用MAX6325，或者高精度带隙，但TL431、LM385-2.5这样的不行。
2、输入分压，要么用好一些的DAC，要么用DIY KVD，甚至用R-2R自己搭都可以，分辨要求不高的可以用多个电阻+开关分压，电阻都要选择低温漂的。只用电位器恐怕不行。
3、运放，选精密运放，而且Ib不要很大的，比如AD707、LT1012、OPA277，这样的运放要双电源供电。如果想用单电源供电，可以采用LTC1151之类的。
4、采样电阻的选择是关键，阻值可以考虑100欧，这样20mA下就需要2.0V的输入，耗散有40mW，温升可能会有5度以上，因此要选温漂不大于2.5ppm/K的线绕电阻为好。
5、感性负载容易振荡，需要采取在负载上并联RC阻尼等措施，详见shichen717恒流源制作的文章
6、要有外壳，起到防干扰、防风、防内外对流、滞温等作用

cuison · 发表于 2012-2-22 19:03:32

学习，学习。

内容来自[手机版]

cdma · 发表于 2012-2-22 19:44:44

学习，学习

lingxing · 发表于 2012-2-22 21:28:58

谢谢回复。现在我手头有几片REF102，不知能否满足要求？shichen717的文章没有找到，标题的关键字是什么？

lingxing · 发表于 2012-2-22 21:33:18

电路中的V+与运放的正电源相同吗？还是需要进一步的稳压？

lymex · 发表于 2012-2-22 22:24:32

电路中的V+，可以与运放的正电源相同，但这个属于电源，稳定性一般很差，需要稳压才能供给恒流源做基准电压，REF102当然可以，但输出是10V的，需要较高的电源电压。
shichen717的文章在此：http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content_all.jsp?bbs_sn=3656814

lingxing · 发表于 2012-2-23 00:00:22

REF102可输出10mA，附件是一个TI的文档，介绍如何将REF102接成current source或者current sink

Make a precision current source or current sink.pdf (27 KB, 下载次数: 97) ，如果恒流源要求为0-10mA，可以直接用REF102接我的负载吗？

lymex · 发表于 2012-2-23 21:53:41

lingxing:REF102可输出10mA，附件是一个TI的文档，介绍如何将REF102接成current source或者current sink，如果恒流源要求为0-10mA，可以直接用REF102接我的负载吗？

(2012-02-23 00:00)

REF102直接接负载不可以，人家是电压源。你需要电流源。
按照那个pdf做成恒流源，是固定电流的，比如1mA，不是可调的，所以也不可以。

lingxing · 发表于 2012-2-24 23:54:17

20mA100欧功耗40mW，以前您的帖子里说采样电阻的功耗不可超过10mW，shichen717的帖子里说采样电阻的功率应为实际功耗的20倍，功耗和温升的关系是怎样的？应该如何选择采样电阻的瓦数？shichen717的文章真好，但是基础不好，看起来很吃力，只能边做边理解了。

longshort · 发表于 2012-2-25 09:38:31

电阻器的功耗会产生一定的热量，这个热量影响到电阻器本身的变化。由于电阻器都有一定的温度系数，因此功耗就使电阻的温度上升，值发生变化。
一般的金属膜、线绕和金属箔电阻等都给出一个降额参数。
对于金属膜电阻和线绕电阻，通常从70摄氏度开始降额，金属箔电阻根据手册确定，大功率电阻从25摄氏度开始降额。
截图03.jpg

降额的含义，是在超过额定工作温度后，每摄氏度应降低的功耗。例如0.25W的塑封金属膜电阻器，额定工作温度是70摄氏度，最高温度是150摄氏度，超过70摄氏度按0.25W/(150-70)=3.125mW/C的比例降低使用功率。
换句话说，上述值的倒数就是电阻核心部位每毫瓦升高的温度，即0.32C/mW。
如果功耗为10mW，则电阻体核心部位的温升为3.2摄氏度。若这个电阻器的温度系数为10ppm/C，那么它的值将变化32ppm。

小型电阻器温升因子表.pdf (46 KB, 下载次数: 34)

lingxing · 发表于 2012-2-25 11:04:55

解释的很详细，谢谢！

lymex · 发表于 2012-2-25 15:12:30

lingxing:20mA100欧功耗40mW，以前您的帖子里说采样电阻的功耗不可超过10mW，shichen717的帖子里说采样电阻的功率应为实际功耗的20倍，功耗和温升的关系是怎样的？应该如何选择采样电阻的瓦数？shichen717的文章真好，但是基础不好，看起来很吃力，只能边做边理解了。
 (2012-02-24 23:54) 

电阻功率到底多大，取决于所需要的精度。

不超过10mW，是按照计量标准，一般是ppm级别的要求。但在这种要求下，压降过低，需要很高的防噪音、防热电动势措施。
而你这里是50ppm的要求，因此功率可以大一些。40mW是权衡后比较合适的。

qinchang · 发表于 2012-2-25 17:11:14

DALE RH-5 100欧姆应该可以，实际测过，温飘都在4ppm/K以下，而且这个体积大，温升很小。

lingxing · 发表于 2012-2-27 09:23:36

如何估计恒流源的温漂？例如上图所示恒流源理想情况下Io=Vin/R1，若Vin温漂2.5ppm/K，R1为25ppm/K，恒流源的温漂应为多少？是由电路中温漂最大的器件决定吗？

longshort · 发表于 2012-2-27 09:33:14

这个用Excel来模拟比较方便，可以直观地看到结果数值的变化。
将Vin和R1的初始参数分别设置在各栏，后续栏内设置变化1度或n度后的Vin与R1值，在结果栏内计算Vin/R1的值，看有什么变化。将这个结果再与初始值比较，就可得出你自己的结果。

lingxing · 发表于 2012-2-28 19:17:43

电路搭好了，调整管用的IRF350，采样电阻是718厂的RJJ系列1/2W100欧电阻，运放用的OPA277，电压基准REF102。参考shichen717的帖子在负载两端并联了一个RC输出减振器，R=3欧1W，C=0.1uF。因为时间有限，并且实验要求恒流源可以细调，所以分压用的温漂25ppm的电阻串联一个电位器，电源由一个开关电源提供。手头只有一块Fluke45，下午测了一下采样电阻两端的电压，预热半小时后连续工作2小时跳了1个字，即0.1mV。各部分指标较lymex老大提出的方案都有缩水，以后再慢慢优化吧。

longshort · 发表于 2012-2-28 20:36:06

预热半小时是不够的，基准器件和采样电阻都至少要防风，稳定的显示一般要预热将近三个小时。

lymex · 发表于 2012-2-29 12:59:27

>>电路搭好了，调整管用的IRF350，采样电阻是718厂的RJJ系列1/2W100欧电阻
这个采样电阻不好，要换成低温漂线绕的才行。
看人家的一个板，100欧用的是体积很大的两个200欧并联的：

lingxing · 发表于 2012-2-29 17:06:56

这种电阻哪有卖？淘宝上有没有可靠的卖家？

lymex · 发表于 2012-2-29 18:36:09

那种绿色MC属于可遇不可求的，Fluke的绿色线绕如果能找到合适的当然也可以。
实在不成，可以用国产的RX70，但是否可靠就不好说了
http://item.taobao.com/item.htm?id=13001533593
http://item.taobao.com/item.htm?id=13899072535

甚至RX71，都比RJJ的要好。
http://item.taobao.com/item.htm?id=12905670117

当然，更好的电阻比如VHP3、VHP4，VHP101，VHP202，用在这里更没有问题。

lingxing · 发表于 2012-2-29 19:10:16

我直接在718厂订的货，价钱比上面贵多了。

diyocean · 发表于 2012-11-15 12:02:20

收藏了最近也在做考虑用ad421

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