一种高效节能电流放大器技术领域
本发明属于继电保护测试设备领域，特别涉及一种继电保护测试
仪装置。
背景技术
在继电保护测试领域中，继电保护测试仪是最普遍的测量仪器。
是在参照电力部颁发的《微机型继电保护试验装置技术条件(讨论稿)》
的基础上，广泛听取用户意见，总结目前国内同类产品优缺点，充分
使用现代先进的微电子技术和器件实现的一种继电保护测试仪器。继
电保护测试仪中输出的模拟电压必须经过放大器进行功率放大后才
能送至被测继电器的输入端子上。功率放大器又分为电压放大器与电
流放大器，其作为实验装置的重要部分，性能指标直接关系到试验的
精确度。但是传统的电流放大器具有如下缺点：(1)采样精度低；(2)
功率损耗大；(3)最大输出电流小。
发明内容
本发明提供了高效节能电流放大器，可以解决传统的电流放大器
采样精度低，功率损耗大，最大输出电流小的问题。
本发明采用的技术方案为：
在放大器输出端加上NMOS管开关支路，NMOS管漏极D作为
输入端与电流放大器等效模块输出端相连，NMOS管源极S作为输
出端与负载相连，栅极与逻辑控制回路相连；将采样电阻R15取值
由0.1欧姆降为0.02欧姆；在漏极D与源极S之间加入取值0.3欧姆
新增采样电阻R16。
通过栅极电压大小控制NMOS管开断，当电流放大器输出电流
大于等于15安培时，栅极电压达到阈值，NMOS管处于闭合状态，
电流从NMOS管支路流过；当电流放大器输出电流小于15安培时，
栅极电压未达到阈值，NMOS管处于断开状态，电流从新增采样电阻
R16支路流过。
MOS管类型为N沟道增强型绝缘栅型MOS管。
采样电阻R15由0.1欧姆改变为0.03欧姆。
新增采样电阻R16取值为0.3欧姆。
当输出电流小于15安培时，电流放大器功率损耗为：
P＝Io*Io*(R16+R15)；当输出电流大于等于15安培时，电流放大器功
率损耗为：P＝Io*Io*R15。
当输出电流小于15安培时，采样电压为Vo＝Io*(R15+R16)；当输
出电流大于等于15安培时，采样电压为Vo＝Io*R15。当放大器其他影
响精度的条件不发生变化时，提高采样电压即提高采样精度。
本发明的有益效果为：本发明采用NMOS管漏极D作为输入端
与电流放大器等效模块输出端相连，NMOS管源极作为输出端与负载
相连，栅极与逻辑控制回路相连，采样电阻R15取值由0.1欧姆降为
0.02欧姆，在漏极D与源极S之间加入取值0.3欧姆新增采样电阻
R16的方法；提高了电流放大器的采样精度，减小了电流放大器的功
率损耗，提高了电流放大器的最大输出电流。
本发明采用的元器件均可在市场买到，不存在特殊制定情况，节
约成本，便于批量生产。
附图说明
图1是本发明所述继电保护测试仪电流放大器等效框图。
图2是本发明所述继电保护测试仪电流放大器原理图。
具体实施方式
本发明提供了一种高效节能电流放大器，下面结合附图说明和具
体实施方式对本发明做进一步说明。
参照图1、图2所示，本高效节能的电流放大器应用于继电保护
测试仪中，由输入级、推动级、输出级构成。输入级由LF356运算
放大器构成，推动级由三极管T1和T3构成，输出级由互补达林顿
电路构成。当T3的集电极为正半周时，三极管T4与T5导通。当
T3的集电极为负半周时，三极管T6与T7导通。晶体管T3推动晶
体管T4与T6，再由晶体管T4与T6分别推动晶体管T5与T7。
当T5与T7输出的电流大于等于15安培，栅极电压达到阈值，
NMOS管处于闭合状态，电流从NMOS管支路流过，电流放大器功
率损耗为：P＝Io*Io*R15，采样电压为Vo＝Io*R15；当T5与T7输出
电流小于15安培时，栅极电压未达到阈值，NMOS管处于断开状态，
电流从新增采样电阻R4支路流过，电流放大器功率损耗为：
P＝Io*Io*(R16+R15)，采样电压为Vo＝Io*(R15+R16)。
电流放大器中三只偏置二极管D1、D2、D3起到给输出级以弱
的正向偏置的作用，使输出级能够处于甲乙类工作状态。晶体管T1
提高推动能力，为晶体管T3提供输出功率。晶体管T2与电阻R6、
R7、R8构成了恒流源电路，稳定偏置电流。R15，R16和R2构成了
并联电流负反馈回路。R15为采样电阻，R16为新增采样电阻。调节
R2可以改变电流放大器的增益。
本装置中，采用负反馈回路，加入NMOS管开关控制，增加新的
采样电阻，并改变原采样电阻阻值。从而使电流放大器具有较强的稳
定性，减小了电流放大器的功率损耗，提高了电流放大器的采样精度，
提高了电流放大器的最大输出电流。