基于TOP224Y復合型精密恒流源的設計

摘要：文章設計了一種由前級為精密開關恒壓源電路、后級為三端浮動穩壓器構成線性恒流源的復合型精密恒流源，給出了開關型恒壓源與線性恒流源的設計原理與器件參數的選擇。該復合型精密恒流源具有開關電源低功耗、電源輸入范圍寬的優良特性，也具備線性恒流源的精密性和穩定性；電路簡單、體積小、紋波系數小，故在精密測量領域具有廣泛的應用前景。
關鍵詞：恒流源；復合型；浮動穩壓器

0 引言
所謂恒流源，即對應于一定的電壓變化所產生的電流變化趨于零，電流是一個恒定值，具有很高的動態輸出電阻。
目前廣泛采用的恒流源有兩種形式：一種是開關型恒流源、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，但紋波系數小、穩定性好、精密度高：開關型恒流源雖然效率高，但紋波系數較大，不適合用于精密測量。而復合型精密恒流源是一種由前級為精密開關電壓源電路，后級由集成線性穩壓器構成恒流源電路而構成的恒流源系統。
復合型精密恒流源因其電路簡單、體積小、性能好，在精密測量和電學計量(如計量、半導體性能測試、傳感器應用、現代大型儀器中穩定磁場的產生等)等方面具有廣泛的應用前景。
本文設計的復合型精密恒流源，額定交流輸入電壓為160～250V，頻率50Hz，經恒壓源、恒流源后輸出0～1A穩定的可調電流。

1 復合型精密恒流源基本結構與總體設計
復合型精密恒流源的基本結構如圖1所示。主要由交流輸入電路、整流濾波電路、開關恒壓源和線性恒流源組成。其中開關恒壓源和線性恒流源是實現恒流控制的核心。RL為電路負載，RS為電流調節電阻。

當RL發生變化時，集成穩壓器通過改變自身壓差的形式，維持通過負載的電流恒定。所以通過設定恒流電阻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(三端穩壓器)、負載電阻RL和恒流電阻RS組成。

2 開關恒壓源設計
2．1 TOP224的工作原理