[實用新型]數(shù)控直流恒流源電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320467929.6
• 申請日: 2013-08-02
• 公開（公告）號: CN203535528U
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉騰飛;周學治;管永興;夏芹;李朋真;張東芳;孫震;李涪汁
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學
• 主分類號: G05F1/46
• 分類號: G05F1/46
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務(wù)所 32110
• 代理人: 韓曉斌

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種恒流源電路，具體說是一種數(shù)控直流恒流源電路。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的恒流源一般是由運算放大器與三極管組成的，但是由于器件受溫度的影響以及局部非線性的存在，這樣的恒流源不能做到真正的恒流。當外界條件發(fā)生變化時，我們要及時給予補償，只有這樣才能做到真正的恒流。因此，設(shè)計出一種高精度數(shù)控直流恒流源成為必要。

實用新型內(nèi)容

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種數(shù)控直流恒流源電路，首先，采用單片穩(wěn)壓芯片實現(xiàn)直流穩(wěn)壓，然后采用了四級運算放大器實現(xiàn)穩(wěn)流。為實現(xiàn)對輸出電流控制：一方面，通過D/A轉(zhuǎn)換器輸出實現(xiàn)電流的預(yù)置，再經(jīng)過運算放大器控制晶體管的輸出電流；另一方面，單片機系統(tǒng)還兼顧對恒流源進行實時監(jiān)控，輸出電流經(jīng)過電流/電壓轉(zhuǎn)變后，通過單片機自帶A/D轉(zhuǎn)換進行，實時把模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，再經(jīng)單片機分析處理，?通過數(shù)據(jù)形式的反饋環(huán)節(jié)，使電流更加穩(wěn)定，這樣構(gòu)成穩(wěn)定的壓控電流源。該壓控恒流源對負載的阻抗變化承受力強，電路規(guī)模小，抗干擾能力強，適用于需要高穩(wěn)定度小功率直流恒流源的領(lǐng)域。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該數(shù)控直流恒流源電路，包括輸出調(diào)整電路，由達林頓管TIP122和運算放大器LM248組成的恒流源輸出電路，由整流二極管IN4001、電阻和電容組成的電壓轉(zhuǎn)換電路，鍵盤輸入電路，單片機控制單元以及與單片機控制單元相連的D/A轉(zhuǎn)換器；所述鍵盤輸入電路、單片機控制單元、D/A轉(zhuǎn)換器、輸出調(diào)整電路、恒流源輸出電路、電壓轉(zhuǎn)換電路以及A/D轉(zhuǎn)換器順序連接；A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)于單片機控制單元內(nèi)。

恒流源輸出電路，由達林頓管TIP122與運算放大器LM248組成，TIP122基極與負載端相連，負載另一端與+15V電源VDD供電端相連，TIP122的發(fā)射極作為轉(zhuǎn)換為電壓信號的輸入和LM248第三級放大的負反饋輸入端，TIP122的集電極則與LM248的第三級放大的輸出相連。

恒流源輸出電路中的運算放大器LM248的第一級放大正輸入端接電位器的數(shù)據(jù)輸入端，而電位器兩端各接100歐姆的電阻后分別接+15V與地GND，第一級放大的負輸入端與第一級放大的輸出端相連后串聯(lián)一個10K的電阻后接第二級放大的正輸入端，第二級放大的負輸入端兩端各接10K電阻，兩個電阻的另一端一個接電源-15V供電VSS，另一個接第二級放大的輸出與第三級放大的正輸入端，第四級的輸出端與負輸入端接10K電阻后與第二級放大的正輸入端相連。

電壓轉(zhuǎn)換電路，包括兩個整流二極管IN4001，一個電阻和一個電容組成，恒流源的電流輸出端接一個IN4001的輸入端，IN4001的輸出端接+5V，另一個IN4001的輸出端接恒流源的電流輸出端，二極管另一端接地，恒流源的電流輸出端接270歐姆的電阻后接一個濾波電容，即能完成電流轉(zhuǎn)換為電壓的任務(wù)。

單片機控制單元，包括單片機dsPIC30F2010，其引腳2作為A/D轉(zhuǎn)換通道接已經(jīng)轉(zhuǎn)換為電壓信號的負載供電電流反饋端，并且單片機還外接用來調(diào)節(jié)電流輸出的鍵盤輸入電路，實時調(diào)節(jié)單片機調(diào)節(jié)參數(shù)；單片機控制單元將鍵入或者有反饋電流修正后的值送入DA轉(zhuǎn)換電路。

DA轉(zhuǎn)換電路，包括?TLV5618，它的引腳1，2，3分別與單片機的引腳26，25，24直接相連，引腳4與運算放大器LM248的第四級放大的正輸入端相連，TLV5618的引腳5接地，引腳6參考電壓端接電位器的數(shù)據(jù)輸入端與1k電阻串聯(lián)后接電源+5V，引腳7懸空，引腳8接+5V，然后與0.1uF與470uF電解電容相連后接地。

整流濾波供電單元包括外部輸入的+15V、-15V，+5V電壓，對其分別加電容進行濾波，以便對各個電路模塊供電。

本實用新型的有益效果是：該數(shù)控直流恒流源電路，對負載的阻抗變化承受力強，電路規(guī)模小，抗干擾能力強，適合于對電流要求較高的場合。

附圖說明

附圖1為該數(shù)控直流恒流源電路的結(jié)構(gòu)原理示意框圖。

附圖2為恒流源輸出電路的運算放大器LM248的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖3為恒流源輸出電路的達林頓管TIP122的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖4為電壓轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖5為單片機控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖6為D/A轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1.整流濾波供電單元，2.輸出調(diào)整電路，3.恒流源輸出電路，4.電壓轉(zhuǎn)換電路，5.A/D轉(zhuǎn)換器，6.鍵盤輸入電路，7.單片機控制單元，8.D/A轉(zhuǎn)換器。

具體實施方式