[實用新型]一種低成本高精度數控恒流源

無效

• 申請號: 200820204925.8
• 申請日: 2008-12-09
• 公開（公告）號: CN201335996Y
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 焦楚杰;談劍超;蔣國平
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: G05F1/46
• 分類號: G05F1/46
• 代理公司: 廣州市一新專利商標事務所有限公司
• 代理人: 王德祥;施性清

技術領域

本實用新型涉及一種數控恒流源電路，特別是涉及一種低成本高精度數控恒流源。屬于電工電子產品領域。

背景技術

隨著電子技術的深入發展，各種智能儀器越來越多，涉及領域越來越廣，而儀器對電源的要求也越來越高。現今，電源設備都朝著數字化方向發展。然而市面上能見到的絕大多數數控電源的設計是通過高位數的A/D和D/A芯片來實現的，這雖然能獲得較高的精度，但也使得成本大為增加，而且電流輸出的模擬電路無非是使用運放加三極管輸出(《計算機控制技術與應用》劉國榮，機械工業出版社；《Atmega8原理應用手冊》馬潮，清華大學出版社)。電流輸出的整個量程范圍內的精度都是由軟件控制實現(一種電流源的設計方法王海永、吳南健、壽國梁專利號：200510112584.2；一種一路參考電流驅動多路并聯LED的電流源電路孫洪軍，吳珂專利號：200610127716.3；具有EEPROM單元的恒定電流源T·澤特勒專利號：96194089)。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種低成本高精度數控恒流源。

本實用新型的目的通過以下技術方案予以實現。

一種低成本高精度數控恒流源，其特征在于：它包括電流源模塊、人機接口模塊和單片機控制模塊；所述的電流源模塊包括XTR110電流環專用集成電路和調整管，所述XTR110電流環專用集成電路的內部帶有+10V基準電壓為輸入端提供基準，并且實現多種控制電壓輸入，適應不同控制電壓需要，電路還自帶輸出量程和零位調整，實現整個控制電流范圍內的線性調整，輸出電流不受負載電阻控制而只受給定電壓Vin影響，即為壓控電流源，也就是實現了電壓到電流的轉換，因此，我們可以利用單片機通過PWM轉換來控制控制電壓就可以控制輸出電流大小，由于使用了專用集成電路，使恒流源在負載變化較大范圍內輸出電流都具有高穩定度；所述的人機接口模塊包括小鍵盤電路和液晶顯示電路；所述單片機控制模塊包括由MEGA8單片機作為控制中心的控制模塊、通過ATMEGA8單片機片內的一個具有16位PWM功能的定時/計數器來產生PWM波形的PWM功能模塊、由二階RC低通無源濾波器構成的濾波電路(PWM波產生后不能直接用于控制金氧半場效晶體管<MOSFET>，需把其變成能隨占空比變化而變化的直流電壓，選用二階RC低通無源濾波器則取得了良好的效果。由于無源濾波器的負載能力差，信號經過二階無源濾波網絡后衰減比較厲害，按照理論和實際經驗需要增加一級功率放大電路，但本設計中電流環IC中已經包含了運算放大，所以經過二階RC低通無源濾波器后可以直接輸出給XTR110，這也是本設計的特點之一。)、開關電源模塊、系統穩壓模塊和性能分析與測試模塊；所述小鍵盤電路接MEGA8單片機的PD4、PD5腳，液晶顯示電路接MEGA8單片機PC0-PC5腳；MEGA8單片機的PB1輸出的PWM信號接二階RC低通無源濾波器，輸出的直流信號接電流源模塊XTR110的5腳；MEGA8單片機使用內部振蕩器提供基本運行條件；通過MEGA8單片機內部自帶的10位PWM轉換輸出經RC低通無源濾波器濾波后作D/A轉換來輸出電壓控制參數控制壓控電流源；所述性能分析與測試模塊為一仿真電路，壓控電流源電路通過仿真軟件進行仿真并經過對制作出的樣機進行實際的測試，當給定某一設定的電流值時，輸出電流穩定且誤差控制在1％以內；本恒流源中的電流輸出由調整管驅動輸出。

所述調整管采用大功率場效應管IRF9540。采用該場效應管，更易于實現電壓線性控制電流，既能滿足輸出電流最大達到1A的要求，也能較好地實現電壓近似線性地控制電流。若XTR110的5腳接地，4腳輸入則輸入電壓為0-10V，若Rext電阻改為0.1歐，輸出電流范圍變成0-10A而無須改變電路形態和元件，十分靈活；另外還可以把這個電路直接做成模塊外接引線，即可變成一個靈活而高精度的V/I模塊。再配合其他控制電路(甚至是手動控制電路)即可快速生產出適合要求的恒流源。

所述液晶顯示電路由LCD?1602構成。

為了節省單片機的I/O口和降低PCB電路板布線的難度，所述LCD?1602液晶顯示電路采用4線制方式，即液晶顯示電路D0～D3雙向數據線空著不用，只用D4～D7四條雙向數據線，RS寄存器選擇和E使能端的引腳接單片機，RW讀寫信號線引腳接地。