[参考译文] 电流源

您好，Antonio：

我有一些想法，但在推荐任何需要了解的有关您的设计约束的信息之前，我需要了解一些更多信息：

1)您有哪些可用的电源，或者这种电源是灵活的？
2)您驾驶的是哪种负载？ 它是反应性的还是纯粹的电阻性的？ 负载是否接地或是否可以桥接？
3)通过40V孔径，我假设您的意思是电流源需要具有超过40V的合规电压。 此电压是否为+/-40V？
4)您需要哪种带宽？
5)您的输入来源是什么？其范围是什么？

您好，Mayrim：

感谢您的希望。

我需要的电流发生器必须是双向的，输出电流必须是正弦波形2Arms (最大1mAdc)，所以我认为这不像您发送给我的附注中所示那么容易。

您好，Zak，

感谢您的关注。

1)我认为40V/50V就足够了
2)负载也可以是时间可变负载，即负载将以电阻负载/短路，二进制形式分段。 关于配置负载接地或其他我没有约束，它取决于最佳精确配置。 此时此刻，我不知道什么是最精确的，即使我更喜欢接地。
3)是的，孔径为+/-40V，因此我认为电源必须为+/-40V或更高
4)正弦电流波的最大频率必须为2kHz，即使输出电流频率为50Hz
5)我想使用正弦波电压最大+/-10V，过滤并放大DDS的输出(以便我可以更改频率)，然后使用MDAC进行衰减。 所以当我使用+/-10V时，我的输出为2Arms。 仅说VCCS (电压控制电流源)

电流发生器必须是双向的，40V的孔径，2Arms，2kHz，尤其是偏移<1mAdc。
我当时在考虑使用一种直流伺服来取消功率级的偏移，然后在靠近DDS的阶段使用DAC进行另一个偏移控制，但我不知道它是否可以工作，因为我没有这种高精度电路的经验。
在最后阶段，我会使用集成芯片配置为电流发生器，例如，我想到的是Howland配置，但我重复一遍，我不是专家。

感谢你的帮助。

也许您可以考虑在改进的Howland电流源配置中使用高电压运算放大器(Apex Micro有很多)？

此致

Steve

您好，AR：

 

很抱歉回复延迟，请参阅随附的适用于您的概念设计：  

e2e.ti.com/.../Bidirectional-Current-Source-OPA454.TSC

注意：R7，R9，R10和R12仅在原理图中用于帮助模型收敛，在实际设计中不是必需的。

为了快速了解情况，在此电路中，功耗运算放大器驱动一对外部功率晶体管以提高电流(OPA454只能提供高达50mA的电流)。 这些晶体管为AB类偏置，可最大程度减少交叉失真。 输出电流通过Rset检测，然后反馈到输入放大器，以调节到OPA454的输入。 OPA454上的增益为5可降低OPA188需要提供的电压。 输出电流电平由Rset控制，因为INA117是增益为1的高输入阻抗差动放大器，因此OPA454将驱动晶体管提供所需的电流，使Rset上的电压与OPA188的输入电压相匹配。 错误的主要来源来自INA117的偏移电压，因此您可以进行Rset的电流越大，导致的电流错误就越少。 Rset必须调整大小以处理功耗，在200mOhm下，您至少需要一个4 W电阻器。 要实现+/-2.8A峰值的满刻度输出范围，您的输入需要+/-560mV，因此，如果您使用+/-10V源驱动OPA188，则需要在其输入端包含一个精密分频器。

您需要仔细考虑OPA454和功率晶体管的功耗，并确保包括适当的散热器。 如果您对此不熟悉，我们将提供有关功率和温度的精密实验室系列，您可在此处找到： training.ti.com/ti-precision-labs-op-amps-power-and-temperature

您提到负载将在电阻和短路之间动态变化。 只要短期条件没有持续很长一段时间， 因为在负载短路情况下，整个电源电压将会在其中一个晶体管上下降，如果提供最大电流，则此晶体管必须消耗大约150瓦的功率。 您可以通过添加与晶体管输出串联的另一个功率电阻器来限制晶体管中的功率消耗，但这将限制您的输出摆幅，并将消耗相当大的功率。

您好，Steve，

使用Apex电源运算放大器无疑会简化设计，因为它们有许多器件，不需要您添加额外的晶体管输出级，但这是非常重要的(其中许多器件的成本大约是OPA454的50倍)。 如果成本不是一个重要因素，那么这些设备将是一个非常好的替代方案。

我不建议在这里使用改进的HOWLAND电流泵，因为使用此配置，要达到AR所需的精度是非常困难和昂贵的。 使用1 % 电阻器会导致最坏情况下的误差约为10 % ，此外，您还会从功率运算放大器中看到相当大的偏移误差。 如果精度没有那么大的问题，或者它们是作为较大控制回路的一部分工作(例如调节珀耳帖的温度)，则Howlands (Howlands)特别有用。

您好，Zak，

感谢您提供了非常出色的设计解决方案；您的意思非常清楚，我很喜欢。

负载由PWM控制的活动设备短路。 解决方案的输出能否无故障地遵循此负载并保证低直流偏移(<1mAdc)？

您是否认为您的解决方案足够了，并且无需自动补偿DC偏移(例如DC伺服或类似)的循环？

无论如何，请考虑在上一阶段，+/-10V正弦输入(必须通过您的解决方案中的分压器进行缩放)在振幅上可以微调，而在调整上可以由微动补偿。

您好，

输出在大多数工作范围内保持毫安的准确度，但随着负载增加和INA输入电压增加，您将看到此准确度有所下降。 该错误由INA117的偏移和通过Rset的结果电流来控制。 INA117的CMRR约为70dB，这意味着输入处的每个电压都会产生额外的316uV偏移。 如果你能找到一个集成的高输入阻抗差动放大器，它的偏移和CMRR性能比INA117更好，那么我相信你可以在整个范围内达到<1mA的准确度。 这是我在我们的产品组合中找到的最适合此应用程序的产品。

或者，如果您可以浮动负载并处理数百毫伏的地面干扰，则可以使用低侧电流感应配置，如下所示。 这在整个范围内的数十微安内是准确的。

e2e.ti.com/.../Bidirectional-Current-Source-OPA454-LS.TSC