[實用新型]基于PWM技術閉環控制的直流電流源電路

有效

• 申請號: 201320763799.0
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN203745941U
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 姜萬東;沈克明;鄧中昌
• 申請（專利權）人: 江蘇國網自控科技股份有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 陸花

技術領域

本實用新型關于一種直流電流源電路，特別是涉及一種基于PWM技術閉環控制的直流電流源技術。?

背景技術

現有4～20mA輸出電路，多為電壓控制的電流源輸出電路，在與微控制器接口時，必須采用DA輸出轉換元件，將數字信號輸出轉換為模擬信號，來控制直流電流輸出的大小。?

圖1為現有技術中4-20mA輸出電路與微控制器接口電路框圖。其中電壓控制型4-20mA輸出模塊包括低通濾波器、隔離電路、電壓控制電流源輸出保護電路，該電壓控制型4-20mA輸出模塊與微處理器之間的接口采用DA輸出芯片，DA輸出芯片將需要輸出的電壓數字信號，經過DA芯片(數模轉換芯片)將數字電壓信號轉換成模擬電壓信號后，經過4-20mA轉換電路轉換成直流電流信號輸至負載。?

然而，以上采用傳統的輸出直流電流4-20mA輸出，存在以下缺點：1，微處理器必須將數字信號轉換成模擬電壓信號，需要增加DA轉換芯片，增加了硬件投資和設計復雜性。2，由于輸出電流誤差無法實現測量和控制，導致輸出電流的誤差較大，并無法自動調節輸出誤差，必須人工調節電路參數。?

實用新型內容

為克服上述現有技術存在的不足，本實用新型之目的在于提供一種基于PWM技術閉環控制的直流電流源電路，通過采用PWM脈寬調制技術對電壓進?行輸出，避免了采用DA輸出芯片來控制，節省了硬件成本，并簡化了電路，同時采用了閉環控制原理，對輸出電流進行回饋采集，并轉換成數字信號，微處理器通過對輸出信號的回采計算出輸出誤差，然后自動進行補償重新輸出，輸出精度比傳統的輸出電路更高，且不需要人工干預。?

為達上述及其它目的，本實用新型提出一種基于PWM技術閉環控制的直流電流源電路，至少包括：?

前向電流產生模塊，連接于微處理器的PWM輸出端口，將PWM輸出端口產生的脈寬調制信號轉換為與脈寬成比例的直流；?

反饋回路模塊，連接于所述前向電流產生模塊的輸出端，將所述前向電流產生模塊的輸出電流采集后進行處理轉換成數字的電壓信號傳送至微處理器。?

進一步地，所述前向電流產生模塊包括輸入低通濾波器、輸入電壓跟隨器、線性光耦隔離電路、電壓控制電流源、輸出保護電路，所述輸入低通濾波器輸入端接所述微處理器的PWM輸出端口，所述輸入低通濾波器、所述輸入電壓跟隨器、所述線性光耦隔離電路、所述電壓控制電流源、所述輸出保護電路依次級聯。?

進一步地，所述反饋回路模塊包括輸出電流采集電路、反饋電壓跟隨器、反饋電壓低通濾波器及模數轉換器，所述電流采集電路連接于所述輸出保護電路的冷端，對輸出電流采集后轉換成電壓，并經過所述反饋電壓跟隨器和所述反饋電壓低通濾波器濾波后，輸入到所述模數轉換器進行模數轉換，模數轉換結果通過數據總線傳送至所述微處理器。?

與現有技術相比，可見，本實用新型一種基于PWM技術閉環控制的直流電流源通過采用PWM脈寬調制技術對電壓進行輸出，避免了采用DA輸出芯片來控制，節省了硬件成本，并簡化了電路，同時采用了閉環控制原理，對輸出電流進行回饋采集，并轉換成數字信號，微處理器通過對輸出信號的回采計算出輸出誤差，然后自動進行補償重新輸出，輸出精度比傳統的輸出電路更高，且不需要人工干預。?

附圖說明

圖1為現有技術中4-20mA輸出電路與微控制器接口電路框圖；?

圖2為本實用新型一種基于PWM技術閉環控制的直流電流源電路的電路原理框圖；?

圖3為本實用新型較佳實施例的電路結構圖。?

具體實施方式

以下通過特定的具體實例并結合附圖說明本實用新型的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本實用新型的其它優點與功效。本實用新型亦可通過其它不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基于不同觀點與應用，在不背離本實用新型的精神下進行各種修飾與變更。?

圖2為本實用新型一種基于PWM技術閉環控制的直流電流源電路的電路原理框圖。如圖2所示，本實用新型一種基于PWM技術閉環控制的直流電流源電路，包括：輸入低通濾波器201、輸入電壓跟隨器202、線性光耦隔離電路203、電壓控制電流源204、輸出保護電路205以及反饋回路模塊206。?