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直流微电流源

时间:2012-10-19  来源:38hot  作者:lymex

 

4、三端串联稳压器加一个电阻
比如LM317,适合5mA以上,起始电压大约3.5V


如果换成LM338,则电路一样,最大电流可以达到5A。这种LM338的厂家有国半、ST和LT,其中LT的输入电容需要1uF。 试验了国半的LM338,输入不加电容,输入线长1米,也无问题:







如果换成LT1083,电路一样,最大电流可达7.5A(但由于功率60W的限制,仍然保持在5A或以下为好),由于是低压差的,因此起始电压可降低一些,达到2.5V,但除了最小电流大一些(10mA)外,最大的弱点是输入端需要一个10uF的电容,这个电容不加,则电流就上不去。当然,电阻上并联的电容不是必需的。有了输入电容后,交流的纹波或者是开关电源的干扰,就不再具有恒流特性,会通过这个电容加到输出上去。


如果换成AMS1083,则与LT1083很类似,最大电流可达8A(但60W的功率不太大),也是低压差的,不过只说明了需要较大的输出电容(这个没关系),没有任何地方提到需要输入电容:






如果换成HT7318,低压差小功率1.8V稳压IC,那么工作电流可以很小,从5uA起,一直到250mA(但要注意功率),工作电压是2V到12V。当然,由于必须接入10uF的输入电容,因此只适合直流使用。


5、三端并联稳压器加元件
三端并联稳压做恒流源麻烦些,比如常见的TL431,最小维持电流0.4mA,最好1mA。这样恒流电流要远大于1mA才有较好的效果,而附加的三极管放大倍数要大才好,所以最好用达林顿。

另外,TL431本身消耗了2.5V,也不算小。为了减少这样的限制,可以采用LMV431或者AZ432,是1.23V的,最小维持电流也下降到80uA。另外,如果能找到国内少见的LM385-ADJ,也是1.23V的但维持电流只有10uA,会大大降低最小可用电流。

6、其它恒流器件
LT3092,可设置2端恒流源,1.2V到40V,0.4mA到200mA






国半的LM334,自己叫可调恒流源,实际上是三段器件,需要加一个电流设定电阻才能成为恒流源,1uA-10mA,而且这个恒流源是与绝对温度成正比的的。





常见的温度传感器AD590,也是类似的东西,只不过为两端器件,恒流电流的微安数就是绝对温度值。




REF200,有两个恒流源


八、微电流源DIY

从国产WD-1的解刨情况看,微电流仪并不复杂,DIY比较容易,并着重解决如下问题:
1、体积重量很大,功耗也不小
2、交流供电容易引起干扰
3、精度不高


无源微电流源DIY方案一:
外壳采用小体积的铸铝盒或铝型材盒,长度大约18cm、宽度12cm,高度8cm
电源电池供电,可以做到耗电非常省,免除交流干扰
档位开关相同,从-5次方到-12次方
电压选择开关只用一个,小数的感觉没有必要,只输出如下电流点:
10、5、3、2、1.9、1、0.5、0.1、0.05、0.01
这样可以满足绝大部分校准需要,而且也大大简化了开关部分。
按理说,有10、5、3、2、1.9这5步就可以,小的电流可以用换档开关改变。但保留1、0.1、0.01的目的,在于可以用最后一个高阻生成尽可能小的电流。而0.5、0.05是顺带的,也可以改成0.3、0.03,甚至改成0.19、0.019。
制作时,把相关电阻串联起来对输入电源分压,波段开关接到抽头上即可。采用整数系数的好处是电阻比较好找,否则就需要定做,或者用串并联的方法解决。


无源微电流源DIY方案二:
类似上述,但开关采用这种,是BCD,直接驱动HC138这样的译码器,就可以实现档位变换、电阻变换:


电源部分,首先是一个档位开关联动的微调电流源,例如标称100uA,但分8档,可以用8个微调电阻控制,得到不同的电流,范围在90uA到110uA之间。
这个电流流过一个可调电阻,类似电阻箱,由三个BCD开关控制的8421码电阻串联,得到与电阻相关的线性的电压,用运放缓冲输出。
最后,这个电压接到档位电阻上,电阻的另一端输出。


无源微电流源DIY方案三:
非常简单的一个高阻集合,一端共用,采用BNC插座方式。
这实际上是一组规格很高的标准电阻,BNC的外壳兼做等电位屏蔽。
但是,配合程控基准源(例如5700、5440B、335D)可以输出非常高精度的电流。Keithley对6517的校准就是这样做的,这也就是Keithley 5156的做法。甚至配合程控电压源(例如HP6632、IT6122)也可以得到非常好的结果。


既然可以一物两用,何乐而不为呢?
因此,把你最好的1进高阻,接成这种方式,既当标准电阻用,也能作为微电流源发生器的重要组成部分。既能校准别人,也会让别人标定自己,在接受与给予的过程中实现自己的价值。


有源微电流源DIY方案:
电路应该都类似了,典型。但这里会采取一些措施如下:
1、运放采用最新的LMP7721,具备典型3fA的Ib、0.05mV的Vos,而且具备隔离屏蔽脚。低Ib是必须的,但低Vos尤其是低温漂(1.5uV/C)就可以采用相对小的电阻得到微电流,很有优势。
2、高阻的输出端采用等电位屏蔽,切换在高端。
3、采用1/10的工作电压,这样对高阻要求降低10倍,或者在相同高阻下,向下扩展一个量程

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