幾種簡單的恒流源電路.doc

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1、幾種簡單的恒流源電路恒流電路應(yīng)用的范圍很廣，下面介紹幾種由常用集成塊組成的恒流電路。1.由7805組成的恒流電路，電路圖如下圖1所示：?????電流I＝Ig＋VOUT/R，Ig的電流相對于Io是不能忽略的，且隨Vout，Vin及環(huán)境溫度的變化而變化，所以這個(gè)電路在精度要求有些高的場合不適用。?2.由LM317組成的恒流電路如圖2所示，I＝Iadj＋Vref/R（Vref＝1.25）,Iadj的輸出電流是微安級的所以相對于Io可以忽略不計(jì)，由此可見其恒流效果較好。?3.由PQ30RV31組成的恒流電路如圖3所示，I＝Vr

2、ef/R(Vref＝1.25),他的恒流會更好，另外他是低壓差穩(wěn)壓IC。摘要：本文論述了以凌陽16位單片機(jī)為控制核心，實(shí)現(xiàn)數(shù)控直流電流源功能的方案。設(shè)計(jì)采用MOSFET和精密運(yùn)算放大器構(gòu)成恒流源的主體，配以高精度采樣電阻及12位D/A、A/D轉(zhuǎn)換器，完成了單片機(jī)對輸出電流的實(shí)時(shí)檢測和實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)了10mA～2000mA范圍內(nèi)步進(jìn)小于2mA恒定電流輸出的功能，保證了紋波電流小于0.2mA，具有較高的精度與穩(wěn)定性。人機(jī)接口采用4×4鍵盤及LCD液晶顯示器，控制界面直觀、簡潔，具有良好的人機(jī)交互性能。關(guān)鍵字：數(shù)控電流源?S

3、PCE061A??模數(shù)轉(zhuǎn)換??數(shù)模轉(zhuǎn)換??采樣電阻一、方案論證　　根據(jù)題目要求，下面對整個(gè)系統(tǒng)的方案進(jìn)行論證?！　》桨敢唬翰捎瞄_關(guān)電源的恒流源　　采用開關(guān)電源的恒流源電路如圖1.1所示。當(dāng)電源電壓降低或負(fù)載電阻Rl降低時(shí)，采樣電阻RS上的電壓也將減少，則SG3524的12、13管腳輸出方波的占空比增大，從而BG1導(dǎo)通時(shí)間變長，使電壓U0回升到原來的穩(wěn)定值。BG1關(guān)斷后，儲能元件L1、E2、E3、E4保證負(fù)載上的電壓不變。當(dāng)輸入電源電壓增大或負(fù)載電阻值增大引起U0增大時(shí)，原理與前類似，電路通過反饋系統(tǒng)使U0下降到原來的穩(wěn)

4、定值，從而達(dá)到穩(wěn)定負(fù)載電流Il的目的。圖1.1??采用開關(guān)電源的恒流源　　優(yōu)點(diǎn)：開關(guān)電源的功率器件工作在開關(guān)狀態(tài)，功率損耗小，效率高。與之相配套的散熱器體積大大減小，同時(shí)脈沖變壓器體積比工頻變壓器小了很多。因此采用開關(guān)電源的恒流源具有效率高、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)?！　∪秉c(diǎn)：開關(guān)電源的控制電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輸出紋波較大，在有限的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)比較困難?！　》桨付翰捎眉煞€(wěn)壓器構(gòu)成的開關(guān)恒流源　　系統(tǒng)電路構(gòu)成如圖1.2所示。MC7805為三端固定式集成穩(wěn)壓器，調(diào)節(jié)，可以改變電流的大小，其輸出電流為：，式中為MC7805的靜態(tài)電流

5、，小于10mA。當(dāng)較小即輸出電流較大時(shí)，可以忽略，當(dāng)負(fù)載電阻變化時(shí)，MC7805改變自身壓差來維持通過負(fù)載的電流不變。圖1.2??采用集成穩(wěn)壓器件的恒流源電路　　優(yōu)點(diǎn)：該方案結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高　　缺點(diǎn)：無法實(shí)現(xiàn)數(shù)控?！　》桨溉簡纹瑱C(jī)控制電流源　　該方案恒流源電路由N溝道的MOSFET、高精度運(yùn)算放大器、采樣電阻等組成，其電路原理圖如圖1.3所示。利用功率MOSFET的恒流特性，再加上電流反饋電路，使得該電路的精度很高。圖1.3??恒流源電路　　該電流源電路可以結(jié)合單片機(jī)構(gòu)成數(shù)控電流源。通過鍵盤預(yù)置電流值，單片機(jī)輸出相

6、應(yīng)的數(shù)字信號給D/A轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬信號送到運(yùn)算放大器，控制主電路電流大小。實(shí)際輸出的電流再通過采樣電阻采樣變成電壓信號，A/D轉(zhuǎn)換后將信號反饋到單片機(jī)中。單片機(jī)將反饋信號與預(yù)置值比較，根據(jù)兩者間的差值調(diào)整輸出信號大小。這樣就形成了反饋調(diào)節(jié)，提高輸出電流的精度。本方案可實(shí)現(xiàn)題目要求，當(dāng)負(fù)載在一定范圍內(nèi)變化時(shí)具有良好的穩(wěn)定性，而且精度較高。　　基于上述方案比較和題目的要求，采用了方案三。二、詳細(xì)軟硬件設(shè)計(jì)　　根據(jù)題目要求和上述論證，確定的系統(tǒng)框圖如圖2.1。圖2.1??系統(tǒng)框圖　　硬件連接圖如圖2.2，本系

7、統(tǒng)中SPCE061A的IOA8～15，IOB12～15為復(fù)用端口。圖2.2??系統(tǒng)硬件連接圖　　1、硬件設(shè)計(jì)　?。?）單片機(jī)控制電路　　本系統(tǒng)采用SPCE061A單片機(jī)作為控制核心。SPCE061A是16位單片機(jī)，指令周期短，工作速率快，功耗低，具有豐富的片上資源，集成了可編程音頻處理電路，可以在線下載，易于調(diào)試。尤其是其語音播放功能對增加語音報(bào)警功能提供了很大的方便?！　。?）A/D，D/A接口設(shè)計(jì)　　根據(jù)題目要求，數(shù)控直流恒流源的精度為1mA，所以至少需要11位的A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器。　　A/D轉(zhuǎn)換采用BB公

8、司的ADS7816構(gòu)成的轉(zhuǎn)換電路，如圖2.3。ADS7816是12位串行模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，采樣頻率高達(dá)200kHz，轉(zhuǎn)換所需時(shí)間短，轉(zhuǎn)換精度高。ADS7816轉(zhuǎn)換器將采樣電阻上的電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號反饋給單片機(jī)，單片機(jī)將此反饋信號與預(yù)置值比較，根據(jù)兩者間的差值調(diào)整輸出信號大小。這樣就形成了反饋調(diào)節(jié)，提高輸出電流的精度。同時(shí)，A/D采樣回