《一種高穩(wěn)定數(shù)控恒流源的設(shè)計》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、總第47卷第531期電測與儀表Vol.47No.5312010年第03期ElectricalMeasurement&InstrumentationMar.2010一種高穩(wěn)定數(shù)控恒流源的設(shè)計常鐵原，朱桂峰，胡重九（河北大學(xué)電子信息工程學(xué)院，河北保定071002）摘要：設(shè)計了一種高穩(wěn)定的數(shù)控直流恒流源。以單片機(jī)為控制核心，采用模擬比較器反饋控制和A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)字反饋控制，提高了輸出電流的穩(wěn)定性和精度。經(jīng)實(shí)際測試，該恒流源紋波電流小、步進(jìn)調(diào)整功能可靠。恒流值給定和測試精度、變負(fù)載恒流穩(wěn)定性均基本達(dá)到0.1％水平。關(guān)鍵詞：單片機(jī)；恒

2、流源；A/D轉(zhuǎn)換器；D/A轉(zhuǎn)換器中圖分類號：TM932文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1001-1390（2010）03-0059-03TheDesignofaHighStableDigitallyControlledConstant-CurrentSourceCHANGTie-yuan,ZHUGui-feng,HUChong-jiu(CollegeofElectronicandInformationEngineering,HebeiUniversity,Baoding071002,Hebei,China)Abstract：Adigitalc

3、ontrolledconstant-currentsourceisdesigned.Single-ChipMicrocomputeristhecontrolcore,andanalogcomparatorfeedbackcontrolanddigitalfeedbackcontrolofA/DandD/Aareadopted.Thestabilityandaccuracyareimproved.Thesystemhasasmallripple,reliablestep-adjustfunction.Thesettingandtheou

4、tputareprecise.Andtheoutputoftheconstant-currentsourceisstablewhenloadischanged.Theerrorscanbothreachthelevelof0.1%.Keywords：SCM,constant-currentsource,A/D,D/A0引言在半導(dǎo)體器件性能測試、傳感器、醫(yī)療診斷儀器
D/A穩(wěn)定磁場的產(chǎn)生等領(lǐng)域中，恒流源作為不可或缺的部分，其穩(wěn)定性和精度的好壞起著至關(guān)重要的作用。常LCDA/D見的恒流電流源一般只具有單一的電流值,或

5、有限的幾檔電流值，通用性不強(qiáng)，且穩(wěn)定性和可靠性較低。隨著計算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，以單片機(jī)為控圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖制核心的數(shù)控恒流源在通用性、穩(wěn)定性以及可靠性方面Fig.1Systemstructurediagram有著很大的優(yōu)勢，受到了廣泛的關(guān)注。本文介紹的數(shù)控恒流源，是一種基于單片機(jī)控制的高穩(wěn)定數(shù)控直流恒流級反饋控制方案。當(dāng)有較小的擾動時，模擬比較器部源，其輸出電流隨負(fù)載和環(huán)境溫度變化小，精度高，穩(wěn)定分的反饋控制可以使輸出電路達(dá)到穩(wěn)定；當(dāng)恒定輸出性強(qiáng)，且輸出電流值可調(diào)，具有較高的性價比。電流與設(shè)定值偏差較大時，數(shù)字反饋控制系統(tǒng)

6、可使恒1系統(tǒng)組成和工作原理定的輸出電流與設(shè)定值保持一致。這兩級反饋系統(tǒng)保[1]系統(tǒng)主要由恒流源電路、單片機(jī)控制單元、A/D證了輸出電流的穩(wěn)定性和精度。和D/A轉(zhuǎn)換電路以及電源組成(見圖1)。單片機(jī)為核2硬件設(shè)計部分心控制單元,通過鍵盤對電流值進(jìn)行預(yù)置,單片機(jī)處理本系統(tǒng)的硬件電路按照功能可以分為恒流源電后輸出相應(yīng)的控制信號,經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換為模擬量，將路和數(shù)控電路兩部分。恒流源電路是電流生成單元。模擬信號放大以及電平轉(zhuǎn)換后輸入壓控恒流源電路控制信號通過恒流源電路產(chǎn)生對應(yīng)的電流。因此恒流從而產(chǎn)生相應(yīng)的電流信號。源電路的精確性、穩(wěn)定性以及帶負(fù)

7、載能力決定著整個在本系統(tǒng)中為了提高輸出精度和穩(wěn)定度，采用兩系統(tǒng)的性能。數(shù)控電路是恒流源的控制單元，其主要功能是對恒流源電路的輸出進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)輸出電流-59-總第47卷第531期電測與儀表Vol.47No.5312010年第03期ElectricalMeasurement&InstrumentationMar.2010[2]值的可調(diào)，以及控制過程和輸出結(jié)果的可視化操作。入單片機(jī)與設(shè)定值進(jìn)行比較從而調(diào)整輸出精度。2.1恒流源電路（1）單片機(jī)控制器為了獲得較高的穩(wěn)定度和精確度，恒流源電路采單片機(jī)是數(shù)控部分的核心，主要是實(shí)現(xiàn)電流設(shè)定用精密運(yùn)

8、算放大器OP07作為放大元件，利用絕緣柵值向恒流源控制信號的轉(zhuǎn)換、輸出精度的調(diào)整以及操型場效應(yīng)管11NM6驅(qū)動負(fù)載，1Ω的精密功率電阻作作過程和輸出結(jié)果的可視化。本系統(tǒng)選用由ATMEL為采樣電阻。電路運(yùn)行時，采樣電阻R2