电力变压器直流电阻的快速测量方法----恒流源的设计与试验(二)

图中N_A1,N_A2和N_A3全部采用集成运算放大器ICL7650，它是高精度、低漂移、动态校零CMOS型斩波稳零式单片集成运算放大器，称为第四代运算放大器。其输入失调电压Uos只相当于通用型运算放大器F007的千分之一，Uos =1.0μv，失调电压温漂为0.01μv/^oC，每月漂移低于1μv，输入偏置电流约为100PA，且有极高共模抑制能力（CMBR≥130dB）、开环增益（Ad >140dB ）。Uin为输入基准电压；VTR为功率放大器件；R2为V_TR的限流电阻。

恒流源的工作原理如下：基准源Uin分压后，经过加法器N_A1、反馈放大器N_A2，由电流放大驱动VTR电路输出电流Ix.为了使输出电流稳定，除各个环节引入深度负反馈外，还从输出电流Ix取样经电压跟随器N_A3反馈至加法器N_A1，形成一个大反馈，进一步增强了输出电流的稳定度，使恒流源在负载变化较大范围内输出电流具有高稳定度。

恒流源电流的稳定原理：运放N_A1的输出电压U1为Uin=Uin-U4，反相集成运算放大器N_A2的输出电压U2为U2 =-U1，电压跟随器N_A3的输出电压U4为U4=U3，而标准电阻Rn上的电流I为I =（U2- U3 ） / Rn .由于电压跟随器N_A3的输入电阻很大（≥10¹²欧），则流过标准电阻Rn的电流I全部流向被测的感性负载，I = Ix，由以上方程联立求解可得，

上式表明：

（1）输出电流Ix与被测感性负载无关

（2）输入电压Uin的稳定度、纹波大小、静态电流大小和温漂特性都会直接影响输出电流Ix.

（3）改变标准电阻值Rn和组成恒流源的电阻R1会改变输出电流的大小。

试验中，发现当三个集成运算放大器的接地点布置不恰当时，有干扰信号会进入恒流源的电路中，输出电流就有一定的波动，导致恒流源工作不稳定。把它们的各个接地点接在一起，再与电源的接地点相连，电流输出稳定，有效抑制了干扰。

本文研究的恒流源能够稳定输出的最大电流为10A，用于测量100μ级以上感性负载的直流电阻。由于一般的集成运算放大器的输出电流比较小，不能直接驱动较大的功率管，因此，要获得10A恒流源就必须采取扩流技术。本文采用了前级驱动后级的办法，以达到扩流目的。