DIY高精度四双120A恒流源（更新中）

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题目解释

首先，高精度，这是个不太准确的大众化的说法。我这里的高精度，意味着以下几点（初步目标）：
低噪声，ppm级别或更小
低温漂，ppm/K级别
好短稳，10分钟之内变化10ppm级别
优良的长期稳定性，每月1ppm到5ppm
不错的设置偏差，即设置输出100A就应该出100A，偏差暂定在50ppm之内。


所谓四双
一是双电源，交流220V供电，以及电池供电
二是双检测，RUG-Z检流电阻作为Rs，以及IT 600-S ULTRASTAB作为检流
三是双输入，手工面板设定输出电流，或者外部程控输入
四是双信号输出，面板显示电压电流，也同时输出代表输出电流的电压。



有关高精度大电流
大电流和高精度天生就是一对矛盾；纵观大电流产品，最好的指标也就是0.01%了，而且电流越大精度越低；
是有ppm级别的大电流源或表，一般是采用所谓DCC技术的，价格就很高了；
也有采用DCC技术的但精度也就0.01%附近的源或表，价格也不低，不是普通人能玩起的；
绝大部分大电流设备仍然采用检流电阻，这是造成性能下降的主要原因；
大电流的检流电阻很难做好，原因之一是功率大、发热大、温漂就大，再就是温度和功率会改变阻值；
检流电阻的额定电压也很有讲究，普通分流器只有75mV，这样功率会小，但热电动势相对就很就大了，而且对后面放大器的噪声等指标也要求也高；
因此Fluke年稳18ppm、温漂4.5ppm/K的的高精度分流器A40B的端电压就比较高，达到0.8V，这样功耗就很大，体积也非常大。
高联的直流分流器9230A系列，100A的体积也比较大，端电压达到1V，年稳10ppm，温漂4ppm/K；
高连还有一个交流分流器7340A系列，电压降低到0.4V，年稳定性也是18ppm，温漂4.5ppm/K.；
以上三个分流器等于成为了标杆了，当然价格很高；
当然也有更低电压的，比如20mV甚至10mV，功耗会大降，这种方式我以前推崇，但精度更难保证了，比如兰斯汀有一款1000A的表7551（http://www.raysting.com.cn/?p=3&a=view&c=9&r=68），采用低压分流器，但精度只有0.5%。这里不是说这个产品没做好，换谁都一样。


本次DIY，通过采用两种方式，试图克服这个矛盾
一个是采用RUG-Z分流器电阻，具有大功率、低温漂的特点。大功率意味着同样电流下温漂小，加上自身温度系数低，渴望达到高水准。普通分流器的温漂能达到几十ppm就很不错了，但RUG-Z常见的拆机的就有3ppm的，甚至有1ppm的。
另一个是采用LEM IT 600-S传感器，采用磁通门技术（与DCC的其实是一样的），
这两个东西价格也都不便宜，不过在二手市场上已经存在很长一段时间了，可以用不到1/10的原价得到，当然由于供求关系最近貌似有涨价的趋势。
本次DIY就是想制作一个常规的装置，来验证这两个传感器的表现能否达到厂家声称的指标。




有关安全
很多人不玩大电流，怕不安全；
实际上，只要是低压，功率也不大，其自然安全程度与其它220V供电的电源差不多；
大电流，只要电压不高，不会对人身有直接安全威胁，因为人体的电阻比较高，100A必须超低电阻才能消费得起；
当然，大电流的话的确发热大，弄不好容易烧东西甚至起火，所以制作中要考虑各种保护措施，使用中也不能离开人。

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做这个东西的目的及指导思想

目的：
1、各种针对于大电流恒流源自己的试验，因此会不断折腾，电路会不断的改，甚至结构，所以本帖也会不断的改。
2、也作为高精度大电流测量器的源，互相验证。这个大电流测量装置，有600A、120A和30A三档，也在同时DIY中，将另帖说明。
3、当然，也作为小电阻、分流器、mR级别标准电阻的测试之用。


指导思想：
1、利用现有资源
2、性能为首位
3、使用方便性
4、可改、可维护
5、实现100A大电流


为什么是120A，而不是别的？
100A为大电流的门槛，必须达到；
但既然到了100A，不如再大一些，Fluke 52120A就是120A的，分流器也有120A这一档；
不过，再大就受不了，受限于：----我手里的电源模块AIF120F300是120A的
----能找到的最大的TO-3P塑封管SOA也差不多是120A（4V下）
----120A输出时3.3V×120A=400W，再加其它的有450W，接近普通机箱可以承受的功率极限了。


什么是源？什么是表？
源就是可以输出的、提供电量或信号的仪器，比如电压源、电源、标准源、校准源、电流源、恒流源；
电流源其实就是恒流源，就像电压源也是恒压源一样；
只不过恒流没有绝对的恒流，输出电压是有限的，就像任何一个恒压源也有最大电流一样；
很多所谓维修电源、万能电源、恒压恒流电源，都有恒流功能，就是性能差一些；
表就是测量用的，电压表测量电压、电流表测量电流、万用表电压电流都可以测量；
万用表，一般情况下测量电压的精度总要好于测量电流的，尤其是大电流精度低，不信找个说明书看看；
至于交流大电流，万用表的测量精度更低了，甚至现在几乎找不到一款万用表，测量30A时的精度可以超过指针表；
源和表可以放在一起，就形成所谓源表，当然不是简单的组合就都叫源表，里面有关系的；
本次DIY也是一个“源表”，除了120A恒流源外，还有0-30A、0-120A、0-600A三档高精度电流表，属于简单组合。

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功能设计

1、输出最大120A大电流恒流功能
2、快速电流设定功能（10A和1A分别旋钮调节）
3、电流连续可调功能
4、输出电流显示功能
5、输出电压显示功能（加是否恒流指示）
6、程控输入及输入转换功能
7、超高精度电流测量及测量信号输出功能（表）
8、超高精度电流反馈控制功能
9、使用电池作为输入电源功能
10、其它功能

附加：MOS管主动均流技术（先放于此）
大电流采样MOS管具有压降低的特点，可以低到0.5V以下，这对于提高效率非常有益，比如600A的如果能节约1V就是减少600W的耗散；其它方法管压降都比较大，比如用IGBT。
MOS管工作在放大区必须均流（但工作在开关状态可以不均流----有自均流特性）。
MOS管均流最常用的方法就是被动均流，在源极串联均流电阻，来平衡Vgs，这样做的问题还是增加压降。
主动均流就是发现电流不平衡，用有源器件加以改正。
主动均流工作在慢速，对快速的动态的还是要靠器件本身的一致性。
主动均流不能工作在大范围调节，也是需要器件本身有一定的一致性。
主动均流需要探测各管的电流，但只要很小的电压即可，可以利用源极引线压降，当然有各自的源极电阻最好。
主动均流需要得到总电流，这可以是各自的引线电压用电阻在两端平均。
电流探测用差动运放进行。
当发现某管的电流小于1/N总电流时（N为并联管子数量），该放大器输出增大，从而成为调节对应栅极的信号。

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界面设计

恒流源必须有个外壳。
考虑再三，也因为Redtony无私援助，采用了原来HP3455A万用表作为外壳[1]，好处是标准机箱，里面电源和结构都在，省去很多麻烦；问题是这个表比较矮（高度低），用做大电流机箱有点局促。


界面当然就按照3455A的面板做基础，本打算重新用铝合金做一个面板，但节日期间找不到加工的，况且我的思路还没有梳理好，制作过程尤其是投入使用后肯定会有别的想法，不如就利用3455A的原来的面板，好处是已经有了很多孔洞，可以直接用，剩余的孔作为气流入口。


这个3455A要同时作为600A高精度测量装置的外壳，还包括120A、30A另外两个档，因此可以认为是一个大电流源表，因此，恒流部分只占面板的左边，右边是给大电流测量器用的，不会再这里多说。





左上角是保留的原3455A电源开关；10A、1A是快速电流设定波段开关，前者10A-110A 11档，后者0-10A也是11档；Output是输出BNC插座；充电电流不言而喻，但只是一个很粗略的模拟小表头。
中间有输出电流显示和输出电压显示，右边要加一个非恒流指示，就是当输出电流没有达到设定电流时要亮起红灯。
下面为程控输入（BNC）、内控外控转换开关、输出接线柱、内部检流方法转换开关。


表的后面比较简单，保留了原来的220V电源输入插座、电源转换开关和风扇，增加电池输入端子，开口增加功率管等风扇。

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电路设计及元件选择



12V电源由变压器独立绕组经整流、7812稳压而来。

基准采用金封的LT1021B-7[10]，这个几乎直接输出深埋管电压，具有噪声低、长期稳定性好的特点；
基准也可以采用10V的LM369BH，这个老化和噪声指标更好一些，但我还是对内部升压稍微有点怀疑；
当然另一个选择是LM399，具有温漂非常小的特点，就是长期稳定性和噪声指标不如上述2个；
我暂时不会考虑采用LTZ1000或263/LTFLU作为基准，感觉没到那个程度。

基准电压直接进入KVD分压[11]，这样由于电压高，少受热电和接触电阻影响。如果先降压再KVD，那对开关要求太高了；
开关选用台湾产的4刀11掷，两刀并联，电阻选用经过长期存放、筛选的塑料块，阻值可选1k到7k；
KVD的前两级是一样的，只不过后一级要求降低，还有第三级没有画：一个连续的电位器，靠自身的开关切换；
KVD难于画电路，我用别的方法示意一下。

U3是跟随，因为KVD的输出电阻比较高，而且在变。运放采用自稳零的RR运放。

然后就是分压，分压器分两路，分别与传统检流电阻Rs和传感器输出做对比，分压电阻采用筛选的塑料块。

控制运放采用低噪声自稳零的ADA4528-1[8]，因为对比的电压小，噪声就占有较大的比例；
控制运放也可以采用LMP2021，噪声稍微大一些，但压摆率较高，控制起来为优势。
控制部分采用防振荡措施[2][3]。

输出驱动用互补射随，这个图上没画出，主要因为运放不能带电容负载。

输出调整管采用2只TO247塑封的IRFP4368[7]，参数是75V、520W、195A、1.5mR，尽管用一只就可以工作在SOA曲线之下，但一个是为了安全余量，再就是也想采用2个检流电阻，因此采用了两套并联。此管最大的特点就是功率大、电流大、管压低，4V下可以段时间耐受120A电流，用在这里是最合适不过的。但要注意，尽管该管耐压75V，但漏源电压超过5V后电流急剧减少，10V下只能耐受4A电流，所以不适合别的用途（此类大功率用途建议选IRFP90N20D，10V下可以60A、20V有27A、40V有11A）。另外，这个管子的输入电容偏大，接近20nF，二管并联后会达到40nF，因此需要加强驱动。起控电压2-4V，因此用5V的运放很可能不够，用一个2mA的恒流二极管提升电压2V。输出管负载的接到正电源和漏极之间，也就是电流漏而不是电流源，这没关系，反正供电部分是独立悬空的。这样接法有二个好处，一个是具有天然恒流特性，具有响应快、对干扰和电源纹波不敏感的特点；另一个是输出管可以直接接到接地的散热片上，不用绝缘片，这样散热良好，要知道管壳到散热片的标准热阻是0.24K/W，耗散150W的时候会有36度的温差，因此还是不用绝缘好。这部分曾经加到接近管子的极限结温用热像仪测试过，直接装在铝散热片上热热阻会比用绝缘片小很多：

由于选用二只管子并联，因此必须配对，需要在较大电流的实际工作点附近挑选Vgs尽可能一致的。

检流电阻采用业界知名的RUG-Z-R005-TK3[6]，5mR的，温漂3ppm/K。这是一款德国Isotek/Isabell生产的高等级大电流检流电阻，不仅功率大（250W），而且温漂超低。尽管单只5mR的可以承受120A（72W），但考虑到高精度应用，使用功率应为最大功率的1/10以下为好，因此采用二个并联，每只只有60A、18W，为最大功率的1/14。并联时电压输出线应串联电阻（图中只画了上面）。假设这个电阻温漂不理想，或者想得到比标称值更低的温漂，可以进行温度补偿。负温漂的RUG-Z补偿很简单，利用内部正温漂的铜引线即可：

其中6R96用来补偿温度系数（不同阻值的或不同负温漂的RUG-Z，补偿电阻不同），这样补偿后电阻稍微增大，因此引入30R22让阻值恢复到10mR，如果对阻值偏差没有要求的话（像这里），可以不要这个电阻。
如果是正温漂，补偿就麻烦一些，要利用测量用或补偿专用的NTC[12]。

主电流同时流过超高精度传感器IT 600-S[13]，原边绕5圈，放在源级下面，一方面因为易于控制[3]，另一方面其穿绕绕组也起到均流电阻的作用（Rs也作同时为均流电阻），使得两个管子的动态电流比较平均。顺便说一下，由于位置原因，IT 600-S的穿线故意做成2个管子不同，这样把电流偏小的一个用接在线路长的，进一步“无损”均流。检流电阻采用装有散热片的VHP-4 2R5[9]，由于是金封金属箔，因此老化参数很好，不过原来温漂有-2ppm/K偏大，通过引线补偿调整到0.5ppm/K之内。这个VHP4采取放到IT 600-S附近的方法，可以简化线路并提高受干扰的可能性。

供电采用市电直接整流滤波，然后用高压DC-DC模块，采用ASTEC的AIF120F300[5]，输入250V-420VDC，输出120A、3.3V，最大132A、3.63V，最小输出电压1.65V，可以根据调整管的管压控制其输出，达到减少损耗并保持稳压管维持理想电压。


电池自然是用单节锂电，但可以多个并联。我做了一个28节全并联的三洋动力锂电池组，可以120A放电25分钟。

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内部结构设计
由于受限于3455A的外壳，很多元件也为非标准，根据空间找来，有可能多选一，平衡取舍，因此很难先在纸上谈兵。

采用实物安排法，把所有要安装的大体积的东西都请出来，经过几个回合的摆放，得到的一个结果如下：



1：EMF滤波、整流、滤波。这个是大电流的，常规开关电源打法；
2：120A DC-DC 模块，上面安装了散热片，还需加装一个小风扇，以便有效耗散40W功率；
3：调整管及散热片，散热片采用127mm见方、21翅、高度112mm的大型散热片，重量1482克，但由于机箱高度的限制，锯掉了一截成为72mm，重量减少到1169克；
3A、3B：为风扇位置，采用61×61×25mm 12V风扇2只，外部正好对应原3455的扩展板槽，经过增加孔洞即可；
4：RUG-Z检流电阻R005×2，散热片尺寸为127×76×64，重量为785壳，有34个齿。本来高度合适，但由于RUG-Z比较占空间，因此还需锯掉16mm。我曾经用另外一个相同的散热片装过大功率并联MOS管（这里第8贴：https://bbs.38hot.net/thread-10230-1-1.html）；
以上两个散热片要气流方向对齐，但留有一定的空间，使得气流可以重新分配，同时不让较热的调整管散热片把热量传递到温度低的RUG-Z的散热片；散热片缝隙要用耐热胶带遮盖，提高效率；
5：IT 600-S 检流传感器，这个还没有绕线，但空间足够了。5的右边为控制板，立式安装。
6：输出接线柱，120A的，感觉有点单薄，不过看照片貌似兰斯汀的RT200A直流大电流源也用这种（http://www.raysting.com.cn/?p=49&a=view&r=9）。


A-G为600A电流表相关的，不再这里赘述。



曾经在纸上画过一张草图，但比例失调，不好用，作废。不妨贴出来让大家见笑一下：

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制作过程1
我制作的第一步，是大型元件安装就位；小元件、电路板只要留出位置，后安装；
这一步其实最麻烦，最费时，也要在耗费脑力的同时消耗大量体力的。

由于3455A是表，大型元件不多，耗电也不很大，因此采用的是扁平机箱，几块大PCB板左右分放，内部重量轻，靠几个隔板承重即可。
但120A电源需要重型的东西，其实更需要空间高的外壳，3455A外壳的采用造成大型元件固定困难，这个表上下盖子是活动的，取下盖子内部没有底板，缺少上下支撑。好在3455A结构坚固，边框用料扎实，尤其是中间有一根钢制肋骨，成为侧面固定的主力。3455A继续两侧都有很多预留的孔，同时有原来安装电路板的L型连接片，可以方便的加装任何物件，就是要付出体力了。

电源部分加装2块万能板
这个好办，裁减一下，利用原来几个L型固定片即可。两个板子用铝条和螺丝也连接一下。

风扇固定
加装在原来选件槽的位置，已有一些孔洞，部分螺丝位置悬空，只能对角固定（绿色），也算稳固。红色部分原本就没有，不是挖错：



调整管散热器固定
侧面二颗M5螺丝固定在钢肋上，同时在后部的加一个螺丝，作为第三条腿固定。
先大体定位，钢肋钻孔，然后精确定位，用笔通过孔在散热器上做标记，再在散热器钻孔攻丝，这样保证定位精确。


检流电阻散热器固定
类似，也用侧面二颗M4螺丝固定在钢肋上。同时，另一侧也增加一个支撑。

蓝色箭头处留有缝隙，减少紊流、让气流平均气流平均；
绿色箭头处留有缝隙，减少二块不同温度散热片的耦合，也让气流重新分配（齿对不上）；
将来这些缝隙要用耐热胶带在外部密封，保持良好的气流通道。

600A检流之IT 600-S固定
这个要加底板了。IT 600-S有两个固定孔，必须固定在地板上，否则侧面固定空间不够。
底板采用2mm环氧板，在钢肋侧利用了原来的沿边，增加2个螺丝就可以卡住；另一面要增加2个L连接件，固定在侧面。L连接件是从铝型材上据下来的，锯前要量好位置和大小、钻孔、攻丝，否则锯下来再钻孔攻丝的话，因为体积小不好夹持了。

检流之IT 600-S固定
这次用钢板，了，因为留有现成的L连接件，位置不平，加上钢板也可以作为磁屏蔽用。
这一步很费劲，用了1个多小时，人肉敲出一个外壳兼固定器兼磁屏蔽：



固定好以后的样子（底部看）：




费力气的工作告一段落，第一阶段基本完成图：

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制作过程2

制作的第二步是各种插头插座安装、引线到位。


这部分也是脑细胞和体力一起耗费。
引线插座需要定位、钻孔、焊接；
外部插座需要钻孔；
大电流引线需要特别制作接头、线鼻子；
比较粗的走线要先走；
走线要按照就近、少干扰发热不影响、便于拆装维护、美观等几个方面综合考虑。


先上一个布线草图：




粗绿线从管子的漏极分别引出，一起接到输出负，这个需要4平方的双线（60A）。由于打算负接地，因此管子可以不用绝缘片直接固定在散热片上（散热片接外壳）。
粗红线从电源正引出，直接接到输出正，这个要用16平方的。
电源部分，内部增加了LC滤波，在PCB上分别有焊片。
粗灰线，从电源负引出，经过6线5圈传感器穿绕后，分别接到检流电阻上（每电阻3根线）-------此线相对粗一些，单线3平方总共18平方，主要是因为在传感器上绕线比较长，损耗不应太大。
检流电阻然后通过各自的一根短线分别接到对应管子的源级，这个比较短，可以细一些，但也需要用6平方的线。管子原来带的线只有1.2平方太小。
12V红线，为控制用12V电源。如果只用锂电，考虑用DCDC提供12V（并同时向3个风扇供电）。
检流电阻的4根电压引线，直接焊上4个平均电阻，电阻合焊后可飞线拔插，然后绞合去控制板。
图上没有画电池相关的，这个其实也比较复杂，涉及充电、并用、保护、互锁等。
控制板与面板之间连线较多，但由于距离近，与其它没有干扰，因此也没有画。


附加1：有关大电流导线的选取选取原则主要是安全/发热，再就是压降
同一根线，发热功率是与电流的平方成正比的，因此电流加倍发热会变成4倍，而且铜的电阻率还随温度升高而上升很快，100度下比0度高了42.8%，因此发热会加大电阻，从而引起更大的发热，引起恶性循环。
通常4到6平方的裸露线缆可以按截面积10倍来计算载流量（A）；
粗线载流系数要更小，因为内部导体的热难于发散出来；
密集排布的导线载流要更加降低，比如三芯电缆，尤其是密封式的，热量难以散发出去，甚至选每平方2.5A到4A。
从压降的角度看，这是低压大电流所特有的要求，有时发热即便满足，但压降也嫌高，所以还应增大截面积。
针对120A，选16平方的硅胶线，自身发热不是问题，每米电阻有1.1mR，压降有0.13V，发热有16W。

附加2：有关电流传感器的鼻子和绕线
类似IT 600-S这种传感器的中心孔都有一个突起，类似大鼻子


主要目的防止电流引线距离金属背板太近，提供安全距离。因为被测试的导体很可能带有高压，甚至可能是裸导体。没有这个鼻子就存在安全隐患。
另一方面，这种传感器厂家并没有提及多绕圈以便向下扩展测试范围。本来因为穿线孔相对较细，还有突起的鼻子，设计就是按照一根直线穿过。多绕圈的话，由于鼻子的边缘受压容易损坏，测试头边缘也比较锐利，与金属底板也太近，因此厂家是不会建议的。多绕圈其实是电流互感器的应急做法，互感器由于浑身圆滑，不会有太大安全问题，不宜推广到这里。


我之所以采用绕多圈，是因为自身测试，电压很低，只要绝缘即可。LEM传感器要测试到5kV，因此用在220V/380V上就很安全。真要绕线时要处理好边缘，我是降低高度，或干脆把电路分离，当然，一定要用于低压。

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制作过程3
第三步是所有元件固定，小型元件焊接。

这一步完成后，所有的电器部分就完成了。

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制作过程4
这是制作过程的最后一步，主要工作是收尾，包括：
引线大体固定；
元件进一步固定（比如封胶）；
屏蔽（静电屏蔽、磁屏蔽）；
面板调整；
把手；
装、拆机并进行冲突排查。

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单元测试
这一步很重要，千万不要待整机安装完毕，一下子一起通电。
DIY的东西个性比较强，很多地方都没有经过应用或考验，存在各种问题是难免的。小电流的东西还好说，出了问题不会很大，但大电流的东西如果出问题就是大问题，而且大电流的东西价值都比较高，烧坏更换也很麻烦。

其实，单元测试应该很早就开始，不要等待最后一起测试，这样问题就太集中了。
最好就是在单元安装完毕后马上进行测试，记忆也是最新的，有问题可以及时更改。

我一般是先装电源，而装电源的第一阶段是EMF滤波，这部分装好后就可以通电试验，测量电压，看并联电容是否工作（通过功率表可以观察电流、无功功率、相位角）；然后整流滤波，别小看一个桥和一个电容，弄不好会存在短路、错接、反接、耐压不够，造成烧保险故障。另外，这部分一定要加装PTC热敏电阻，防止开机冲击电流太大。

然后就是电压模块相关电路，这就可以利用已经测好的整流滤波部分了。而电压模块测试完毕，又可以为下一个单元提供测试基础。
这个模块说简单也容易，接上输入，就应该有输出；
说复杂也不简单，因为这个模块内部是很复杂的，外部引线也很多，包括温度输出、使能、电流输出监视、输出控制电压，甚至有I2C总线全套控制；
不过，单元测试还是从最简单的开始，先功能后性能。
比如输出电压是否3.3V？带负载是否有下降？纹波/噪声是否大？
电压控制端是否好用？短路到地是否输出降低到50%？给2V输出是否能达到3.65V？
更重要的，最好能带上额定负载，持续烧一段时间，看散热是否合格、温升是否太高。

+-15V电源和+12V电源也要类似测试一下，主要考察带负载后是否电压下降、稳压IC发热严重。

功率管子因为在安装前就已挑选、配对，检流电阻一般也不会有问题，这部分就测试是否连接有效即可。

IT 600-S相关部分很关键，当然本身也比较独立，测试应集中在功能是否正常，主要看静态电流是否分别为200mA和35mA附近，没有电流时输出应该很接近0（最多20uV，一般10uV左右），有电流则输出应有变化，而且正负方向也对。

控制板及面板相关部分最复杂，但也不难。可以先用外部限流供电，这样万一内部有短路等故障，不会烧元件。尽管有些元件便宜，但烧了重换总是麻烦，而且会有挫折感。
首先看基准，电流是否正常、输出电压是否对；
然后就是KVD，这个用电压表各档测试一下就能判断是否有问题；
随后的跟随也一样测试，重点看带载能力，还有两个极端电压附近是否表现正常；
分压部分要随KVD而变化，最大分别是0.3V和1V（根据检测类型开关）；
运放及输出尽管没有带载也没有回馈信号，那不要紧，可以把KVD设定到最大，回馈信号给个0.3V（或1V）附近，看输出是否从0变到最大。

控制部分测试完成后，其它辅助部分可以加电来测试（3.3V主电源下不加），主要看面板控制和显示是否与期待的一样，可以探测内部电压来判断各关键部位的电压，这就是很多PCB有TP（测试点）的原因。

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初样试验
初样其实就是批量生产前的prototype，一般DIY都是初样机，因此才这么叫，实际上就是第一次加电测试。

尽管单元测试都没有问题，但系统放在一起仍然有可能出问题。可能的问题包括：
1、极端响应，比如没有输出，或者输出过流，无论KVD设置在什么地方。这一般是控制线没到位，或者接反所致。
2、输出漂的比较厉害，这其实属于小问题，一般是接线错误或元件故障，当然也可能是设计就不合理。恒流源出现漂移无外乎包括：电源供电不足、基准漂、分压电阻漂、输出管控制端有电流、控制运放工作点不正确、检流电阻漂或接法问题。
3、输出振荡，看一下输出电流波形，或者是控制信号就能知道，体现在输出变动、输出有交流成分存在，可能幅度很大，也可能幅度不大，振荡频率几k到几十k比较常见，而且频率会随负载和控制而变化。输出振荡是比较麻烦的，不过可以通过改进电路来消除。输出振荡的原因尽管多样，但根本原因无外乎相位余量不够。恒流源都是负反馈的，本就有180度相移，如果在某个频率下，某个元件组合又产生了180度相移，那就成正反馈了，若此时环路增益仍然大于1，那就振荡了。
消除振荡一般有两类方法，一类是做Bode图（波德图，即相位和开环增益在对数坐标频率上表现），进行极点、零点分析。单个延时电路很容易做Bode图，而多个Bode图也非常方便叠加。如果附加相移在开环增益为1之前就达到180度，那必然振荡。Bode图分析是很老的技术，便于手工处理，但很多实际的电路模型不清楚，需要测试开环增益曲线，此种情况就比较麻烦。
消除振荡还有一类方法，就是引入PID控制，通过参数整定达到消除振荡的目的。这类方法需要事先在控制运放上增加PID参数/元件，才能在需要的时候通过调整元件来达到消除振荡的目的。此种方法不需奥高深的理论知识，可以凭经验调节PID参数，最好达到消振的目的，可能需要较长的时间、较好的经验，最后的控制特性也肯呢个不是最理想。
Bode图法消振，可以参考Shichen的“一步步做个恒流源”一文。PID消振文章很多，这个主要靠经验，查百度有口诀。

当然，有一些常见的因素会引起振荡，可以尽量避免，比如：
1、用了MOS管。MOS管输入电容大，需要控制电压高，就容易引起振荡。相反，传统达林顿输出就不容易振荡，尽管电压利用率偏低。
2、感性负载
3、容性负载
4、用了具有较大延时的检流器，比如各种电流传感器。

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改进1

lymex

改进2

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改进3

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结合测试

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结束语

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参考资料

[1] HP3455A服务维修手册，http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/03455-90003.pdf
[2] 一步一步做个电流源，shichen717，http://www.amobbs.com/thread-3656814-1-1.html
[3] Feshbach Coils，http://www.physics.utoronto.ca/~ ... shbach%20Coils.html
[5] ASTEC AIF 120F300，120A高压DC-DC手册，http://www.emersonnetworkpower.c ... _300v_trn_rev05.pdf
[6] RUG-Z检流电阻DS：http://www.isotekcorp.com/sites/ ... iles/pdfs/RUG-Z.pdf
[7] 大功率MOS管IRFP4368：http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irfp4368pbf.pdf
[8] 低噪声自稳零运放ADA4528-1：http://www.analog.com/static/imp ... heets/ADA4528-1.pdf
[9] VHP-4大功率金封金属箔电阻 http://www.vishaypg.com/docs/63005/vhp3vhp4.pdf
[10] LT1021B深埋式电压基准 http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/1021fc.pdf
[11] 有关最高等级的精密分压器 https://bbs.38hot.net/thread-137-1-1.html
[12] DIY 标准电阻之温度系数补偿 https://bbs.38hot.net/thread-4928-1-1.html
[13] LEM高精度大电流传感器，https://bbs.38hot.net/thread-67990-1-1.html

lymex

鸣谢

cdm210888组织团购LEM IT 600-S，使得大电流超高精度检测成为可能；Redtony无私提供了3455A外壳及配件，使得本DIY得以实施，在此表示衷心感谢。

lymex

【全文完】

hzmsn

前排就座，学习

zca123

mark一下，等张老师写完再看

qq64608588

搬沙发学习。

zsxlh

谢谢老大！进来好好学习。

〆﹏熋訷悪鎩

具体 还没看 估计是应该是类似 迪特朗4600 和 福禄克5725那样跨导放大吧 精密电压转精密电流

yuan

学习,学习.

轩尼诗

占位学习～

lflyy

进来学习。

leoxeon

进来学习一下

lizhijun

这个要记号一下