本發明屬于特種電源領域，具體涉及一種高穩定性電流源電路，可以滿足高功率、大電流、高穩定性、高精度的場合使用，能夠裝配于特種設備如電子顯微鏡中使用。

背景技術：

1、目前國內主要的電流源均設定最大輸出電流，輸出精度以及最小電流分辯率指標，都屬于商用電流源，對其輸出穩定性及紋波無要求，但在高精密設備中，所需求的電流源指標非常高，必須擁有高精度、高穩定度、高分辨率，負載調整率、溫漂、紋波、電源調整率以及相應時間極低，以滿足對輸出有較高需求的地方。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種高穩定性電流源電路，其通過主控芯片電路調節數模轉換電路的輸出，可以調節輸出電流，以達到電流源的最高效率，同時采用高精度低溫漂采樣電阻進行反饋，使用高精密運算放大器進行驅動和回讀，增加電路的穩定性和可靠性。

2、為實現上述目的，本發明實施例公開了一種高穩定性電流源電路，其包括數模轉換控制部分，驅動輸出部分，反饋環路部分，其中，所述數模轉換控制部分包括主控芯片電路以及數模轉換電路；所述驅動輸出部分包括運算放大器驅動電路、三極管輸出電路以及橋式方向切換電路；

3、所述主控芯片電路控制所述數模轉換電路，輸出穩定的控制電壓，為所述驅動輸出部分提供恒定的驅動信號，所述數模轉換電路的輸出端通過運算放大器驅動電路連接至所述三極管輸出電路的輸入端，所述三極管輸出電路的輸出端通過所述橋式方向切換電路輸出負載兩端的實時電壓；

4、所述反饋環路部分的輸入端連接至所述橋式方向切換電路，用于獲取采樣信號；所述反饋環路部分的輸出端、以及所述橋式方向切換電路的輸出端均連接至所述主控芯片電路的輸入端，用于比較所述采樣信號和實時電壓信號，以控制數模轉換電路動態補償驅動信號。

5、作為一種可選的實施方式，在本發明中，所述主控芯片電路為微處理芯片，所述微處理芯片的輸出端連接至所述數模轉換電路的輸入端，所述微處理芯片的輸入端分別連接至所述反饋環路部分的輸出端以及所述橋式方向切換電路的輸出端。

6、作為一種可選的實施方式，在本發明中，所述數模轉換電路包括第一數模轉換器、第二數模轉換器、基準電壓電路以及第一調理電路和第二調理電路，所述微處理芯片具有第一輸出端和第二輸出端，所述微處理芯片的第一輸出端連接至所述第一數模轉換器的輸入端，所述微處理芯片的第二輸出端連接至所述第二數模轉換器的輸入端；第一數模轉換器和第二數模轉換器的參考電壓端均連接至所述基準電壓電路的輸出端；所述第一數模轉換器的輸出端和第二數模轉換器的輸出端分別通過第一調理電路和第二調理電路連接至所述運算放大器驅動電路的輸入端。

7、作為一種可選的實施方式，在本發明中，所述基準電壓電路包括基準電壓源、電阻r150、電容c65、放大器u21b、電阻r118、電阻r128、電容c502、放大器u22a以及電阻r105、電阻r125和電阻r140；其中，所述基準電壓源的輸出端通過電阻r150連接至所述放大器u21b的正相輸入端，所述放大器u21b的反相輸入端和放大器u21b的輸出端連接，所述放大器u21b的輸出端還連接至所述第一數模轉換器和第二數模轉換器的參考電壓端；所述電阻r105、電阻r125和電阻r140串聯后的一端連接至所述運算放大器驅動電路的輸入端，所述電阻r105、電阻r125和電阻r140串聯后的另一端連接至所述放大器u22a的輸出端，所述放大器u22a的正相輸入端接地，所述放大器u22a的反相輸入端通過電阻r128連接至所述放大器u22a的輸出端，所述放大器u22a的反相輸入端還通過電阻r118連接至所述放大器u21b的輸出端，所述電容c65的一端連接至所述電阻r150和放大器u21b的正相輸入端之間，所述電容c65的另一端接地；所述電容c502跨接于所述電阻r128的兩端。

8、作為一種可選的實施方式，在本發明中，所述第一調理電路包括電容c45、電容c51、放大器u24a、電阻r103，所述第二調理電路包括放大器u24b、電容c67、電阻r104、電阻r126和電阻r141；所述電容c45的一端連接至所述第一數模轉換器的輸出端和放大器u24a的反相輸入端之間，所述電容c45的另一端連接至所述第一數模轉換器的反饋端和放大器u24a的輸出端之間，所述放大器u24a的輸出端還通過電阻r103連接至所述運算放大器驅動電路的輸入端，所述放大器u24a的正相輸入端接地，所述電容c51跨接于所述電容c45的兩端；所述電容c67的一端連接至所述第二數模轉換器的輸出端和放大器u24b的反相輸入端之間，所述電容c67的另一端連接至所述第二數模轉換器的反饋端和放大器u24b的輸出端之間，所述放大器u24b的輸出端還通過串聯的電阻r104、電阻r126和電阻r141連接至所述運算放大器驅動電路的輸入端，所述放大器u24b的正相輸入端接地。

9、作為一種可選的實施方式，在本發明中，所述主控芯片電路和所述數模轉換電路之間還設置有信號隔離電路。

10、作為一種可選的實施方式，在本發明中，所述運算放大器驅動電路包括電阻r106、放大器u22b、電容c532、排阻芯片、放大器u26、電阻r154、電容c52、電阻r138、電阻r143、電阻r152、電阻r153、電阻r151以及電容c69；所述三極管輸出電路包括nmos管q16，所述反饋環路部分包括采樣電阻r1143；

11、其中，所述數模轉換電路的輸出端通過所述電阻r106連接至所述放大器u22b的正相輸入端，所述放大器u22b的反相輸入端連接至所述放大器u22b的輸出端，所述放大器u22b的輸出端還通過所述排阻芯片連接至所述放大器u26的反相輸入端，所述放大器u26的反相輸入端通過所述電容c52連接至所述放大器u26的輸出端，所述放大器u26的輸出端還通過電阻r138連接至所述nmos管q16的柵極，所述nmos管q16的漏極連接至所述橋式方向切換電路，所述nmos管q16的源極通過所述采樣電阻r1143連接至放大器u26的正相輸入端，所述電阻r143和電阻r152并聯后的兩端分別連接至所述采樣電阻r1143和放大器u26的正相輸入端；所述電阻r154的一端接地，所述電阻r154的另一端連接至所述nmos管q16的柵極和所述放大器u26的輸出端之間。

12、作為一種可選的實施方式，在本發明中，所述橋式方向切換電路包括極性切換電路以及功率變換電路，所述極性切換電路的輸出端連接至所述功率變換電路的控制端，所述功率變換電路的輸入端連接至所述運算放大器驅動電路的輸出端，所述功率變換電路的輸出端形成輸出電路，所述功率變換電路還連接至所述反饋環路部分的輸入端。

13、作為一種可選的實施方式，在本發明中，所述極性切換電路包括pwm發生器、電阻r16、電阻r15、nmos管q4、隔離芯片u5、電阻r73、電阻r72、nmos管q15、隔離芯片u17、電阻r53、電阻r52、nmos管q12、隔離芯片u13、電阻r27、電阻r26、nmos管q10以及隔離芯片u11；所述功率變換電路包括nmos管u3、nmos管u9、nmos管u2和nmos管u10；

14、其中，所述pwm發生器的第一輸出端通過電阻r16連接至所述nmos管q4的柵極，所述nmos管q4的源極接地，所述nmos管q4的漏極連接至所述隔離芯片u5的輸入端，所述隔離芯片u5的輸出端連接至所述nmos管u3的柵極；

15、所述pwm發生器的第一輸出端通過電阻r16連接至所述nmos管q4的柵極，所述nmos管q4的源極接地，所述nmos管q4的漏極連接至所述隔離芯片u5的輸入端，所述隔離芯片u5的輸出端連接至所述nmos管u3的柵極，所述電阻r15的一端接地，所述電阻r15的另一端連接至所述nmos管q4的源極和電阻r16之間；

16、所述pwm發生器的第二輸出端通過電阻r53連接至所述nmos管q12的柵極，所述nmos管q12的源極接地，所述nmos管q12的漏極連接至所述隔離芯片u13的輸入端，所述隔離芯片u13的輸出端連接至所述nmos管u2的柵極，所述電阻r52的一端接地，所述電阻r52的另一端連接至所述nmos管q12的源極和電阻r53之間；

17、所述pwm發生器的第三輸出端通過電阻r73連接至所述nmos管q15的柵極，所述nmos管q15的源極接地，所述nmos管q15的漏極連接至所述隔離芯片u17的輸入端，所述隔離芯片u17的輸出端連接至所述nmos管u9的柵極，所述電阻r72的一端接地，所述電阻r72的另一端連接至所述nmos管q15的源極和電阻r73之間；

18、所述pwm發生器的第四輸出端通過電阻r27連接至所述nmos管q10的柵極，所述nmos管q10的源極接地，所述nmos管q10的漏極連接至所述隔離芯片u11的輸入端，所述隔離芯片u11的輸出端連接至所述nmos管u10的柵極，所述電阻r26的一端接地，所述電阻r26的另一端連接至所述nmos管q10的源極和電阻r27之間；

19、所述nmos管u3的源極連接至所述nmos管u9的漏極，所述nmos管u2的源極連接至所述nmos管u10的漏極，所述nmos管u3的源極和所述nmos管u9的漏極之間形成輸出電路的第一輸出端，所述nmos管u2的源極和所述nmos管u10的漏極之間形成輸出電路的第二輸出端；所述nmos管u3和nmos管u2的漏極均連接至輔助電源；

20、所述nmos管u9的源極和nmos管u10的源極均連接至所述nmos管q16的漏極。

21、作為一種可選的實施方式，在本發明中，所述反饋環路部分還包括采樣信號處理電路，所述采樣信號處理電路包括第一處理電路、第二處理電路和第三處理電路；

22、其中，所述第一處理電路包括電阻r484、電阻r17、電阻r6以及放大器u6b；所述第二處理電路包括電阻r443、電阻r29、電阻r42以及放大器u6a；所述第三處理電路包括放大器u4a和電阻r464；

23、所述輸出電路的第一輸出端通過電阻r484連接至所述放大器u6b的正相輸入端，所述放大器u6b的反相輸入端連接至所述放大器u6b的輸出端，所述放大器u6b的輸出端還通過電阻r17連接至所述主控芯片電路的第一輸入端，所述電阻r6的一端接地，所述電阻r6的另一端連接至所述主控芯片電路的第一輸入端和電阻r17之間；

24、所述輸出電路的第二輸出端通過電阻r443連接至所述放大器u6a的正相輸入端，所述放大器u6a的反相輸入端連接至所述放大器u6a的輸出端，所述放大器u6a的輸出端還通過電阻r29連接至所述主控芯片電路的第二輸入端，所述電阻r42的一端接地，所述電阻r42的另一端連接至所述主控芯片電路的第二輸入端和電阻r29之間；

25、所述放大器u4a的正相輸入端通過采樣電阻r1143連接至所述nmos管q16的源極，所述放大器u4a的反相輸入端連接至所述放大器u4a的輸出端，所述放大器u4a的輸出端通過電阻r464連接至所述主控芯片電路的第三輸入端。

26、相比現有技術，本發明實施例的有益效果在于：

27、本發明通過主控芯片電路調節數模轉換電路的輸出，可以調節輸出電流，以達到電流源的最高效率，同時采用高精度低溫漂采樣電阻進行反饋，使用高精密運算放大器進行驅動和回讀，增加電路的穩定性和可靠性。