用于电力系统的一种安全可靠的可调电流输出方法

张楠桢，吴胜华，许天骄

（南京国电南自维美德自动化有限公司，南京 210000）

在工业应用中，变送器测量的各种非电物理量，如温度、压力、流量、湿度等都需要远距离传输到中控室。电流信号在传输线路上抗干扰能力强，也不会在传输线路上产生电压降，因此电流信号成为工业现场主流的信号传输方式。在控制系统中，输出信号不仅需要有较高的精度，更重要的是稳定性和可靠性。

本文提出了一种获得可流源[1]输出的方法，不仅能够输出高精度的电流信号，而且能够快速检测电流信号的回路状态，在遇到特殊情况时可以控制输出的通断，满足稳定可靠的要求。

1 可调恒流源输出设计

1.1 电流转换电路设计

可调恒流源的产生通过一个DAC提供可变的电压，通过电压跟随的原理利用运放的特性将电压信号转换成电流信号[2]。

在图1的电路中，R1和R2是串联的关系，流经两者的电流值相等，所以只要使两者的阻值也相等，根据运放的特性，那么Ro两端的电势差就等于Vout。因此，负载上的输出电流：

图1 电流转换设计电路Fig.1 Current conversion design circuit

对于确定的Ro，输出的电流值和Vout成线性的关系，与负载的阻值无关，由此可以实现电流信号的恒流输出。

在电压转换电流的过程中，由于负载本身有一定的输入电阻，与绕线电阻的阻值并联后总阻值会发生变化。而负载电阻本身变化较大，会使电路带负载能力下降，所以采用电压跟随器可以有效地消除负载效应，增强电路的适应范围。上述电路采用了两级电压跟随器，主要是为了使负载接地，避免两端浮空。……