基于TOP224Y复合型精密恒流源的设计

摘要：文章设计了一种由前级为精密开关恒压源电路、后级为三端浮动稳压器构成线性恒流源的复合型精密恒流源，给出了开关型恒压源与线性恒流源的设计原理与器件参数的选择。该复合型精密恒流源具有开关电源低功耗、电源输入范围宽的优良特性，也具备线性恒流源的精密性和稳定性；电路简单、体积小、纹波系数小，故在精密测量领域具有广泛的应用前景。
关键词：恒流源；复合型；浮动稳压器

0 引言
所谓恒流源，即对应于一定的电压变化所产生的电流变化趋于零，电流是一个恒定值，具有很高的动态输出电阻。
目前广泛采用的恒流源有两种形式：一种是开关型恒流源、一种是线性恒流源。但满足高精度的要求只有线性恒流源。线性恒流源虽然电源效率低，但纹波系数小、稳定性好、精密度高：开关型恒流源虽然效率高，但纹波系数较大，不适合用于精密测量。而复合型精密恒流源是一种由前级为精密开关电压源电路，后级由集成线性稳压器构成恒流源电路而构成的恒流源系统。
复合型精密恒流源因其电路简单、体积小、性能好，在精密测量和电学计量(如计量、半导体性能测试、传感器应用、现代大型仪器中稳定磁场的产生等)等方面具有广泛的应用前景。
本文设计的复合型精密恒流源，额定交流输入电压为160～250V，频率50Hz，经恒压源、恒流源后输出0～1A稳定的可调电流。

1 复合型精密恒流源基本结构与总体设计
复合型精密恒流源的基本结构如图1所示。主要由交流输入电路、整流滤波电路、开关恒压源和线性恒流源组成。其中开关恒压源和线性恒流源是实现恒流控制的核心。RL为电路负载，RS为电流调节电阻。

当RL发生变化时，集成稳压器通过改变自身压差的形式，维持通过负载的电流恒定。所以通过设定恒流电阻RS的值，就可以得到所需的恒流电流。
恒压源包括了TOP224Y器件组成的PWM驱动反激式变换电路、高频隔离变压器和整流滤波电路、输出电压检测电路。线性恒流源主要由IC(三端稳压器)、负载电阻RL和恒流电阻RS组成。

2 开关恒压源设计
2．1 TOP224的工作原理