直流可调恒流源设计

设计要求；设计一可调恒流源电路，输出电流范围2mA～20mA,最小刻度0.5mA,波动小于0.1 mA可调恒流源设计摘要本系统以直流电流源为核心，MC34063为主控制器，通过电位器来设置直流电源的输出电流，并可由数码管显示实际输出电流值和电流设定值。

本系统由单片机程控输出数字信号，经过D/A转换器（AD0804）输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电流。

单片机系统还兼顾对恒流源进行实时监控，输出电流经过电流/电压转变后，通过A/D转换芯片，实时把模拟量转化为数据量，再经单片机分析处理，通过数据形式的反馈环节，使电流更加稳定，这样构成稳定的压控电流源。

关键字:MC34063，恒流源，单片机，A/DAdjustable constant current source designAbstractIn this system the DC source is center and MC34063 is main controller, output current of DC power can be set by a potentiometer which step level reaches 1mA, while the real output current and the set value can be displayed by LED. In the system, the digitally programmable signal from SCM is converted to analog value by DAC (AD0804), then the analog value which is isolated and amplified by operational amplifiers, is sent to the base electrode of power transistor, so an adjustable output current can be available with the base electrode voltage of power transistor. On the other hand, The constant current source can be monitored by the system real-timely, its work process is that output current is converted voltage, then its analog value is converted to digital value by ADC, finally the digital value as a feedback loop is processed by so that output current is more stable, so a stable voltage-controlled constant current power is designed..Key wards:MC34063, constant current source, single chip microcomputer, A/D目录1 引言.................................................................................................................................... - 3 -1.1研究目的和意义...................................................................................................... - 3 -1.2国内外发展状况...................................................................................................... - 3 -1.2.1国外发展现状............................................................................................... - 4 -1.2.2国内发展现状............................................................................................... - 4 -1.3 本文欲采取的研究方法......................................................................................... - 5 -2 设计方案............................................................................................................................ - 5 -2.1 总体方案................................................................................................................. - 6 -2.2 MC34063恒流源系统.............................................................................................. - 7 -2.3 电流显示系统......................................................................................................... - 8 -2.3.1 单片机STC10F08XE..................................................................................... - 9 -2.3.2单片机晶振部分.................................................................................................. - 10 -2.3.3 单片机复位部分........................................................................................ - 11 -2.3.4 数码管显示部分........................................................................................ - 12 -2.3.5 电流采样处理部分.................................................................................... - 13 -2.4 整体电路............................................................................................................... - 13 -2.5 系统PCB图.................................................................................................................. - 14 -3 硬件介绍.......................................................................................................................... - 14 -3.1 MC34063恒流源系统............................................................................................ - 14 -3.1.1 MC34063介绍............................................................................................. - 15 -3.2 电流显示系统....................................................................................................... - 16 -3.2.1 单片机STC10F08XE................................................................................... - 17 -3.2.2 模数转换介绍............................................................................................ - 19 -3.2.3 显示部分.................................................................................................... - 21 -4 软件设计.......................................................................................................................... - 21 -4.1 单片机选择........................................................................................................... - 22 -4.2 编程软件介绍....................................................................................................... - 22 -4.3 系统软件流程....................................................................................................... - 22 -4.4 单片机程序........................................................................................................... - 23 -5 实物说明及实验部分...................................................................................................... - 29 -5.1 实物说明............................................................................................................... - 29 -5.2 误差计算............................................................................................................... - 29 -5.3 实验部分............................................................................................................... - 30 -5.3.1 第一组实验................................................................................................ - 30 -5.3.2 第二组实验................................................................................................ - 33 - 总结.................................................................................................................................. - 35 - 参考文献.............................................................................................................................. - 36 - 致谢.................................................................................................................................. - 38 -1 引言恒流源又叫电流源、稳流源，理想的恒流源具有以下特点：不因负载(输出电压)变化而改变；不因环境温度变化而改变；内阻为无限大。

直流恒流源电路的原理《直流恒流源电路的原理》1. 引言嘿，你有没有想过，那些需要稳定电流的设备，比如LED灯，是怎么确保电流一直稳定不变的呢？今天呀，咱们就来扒一扒直流恒流源电路的原理，从基础概念到实际应用，从常见问题到未来发展，全方位地把这个原理搞个明明白白。

这篇文章呢，就像是一场探索之旅，我们会先了解它的基础理论，再看看它是怎么工作的，还会讲讲它在生活和高端技术中的应用，以及大家可能会有的一些误解，最后再给大家补充点有趣的相关知识，一起展望下未来。

2. 核心原理2.1基本概念与理论背景直流恒流源电路，说白了，就是一个能输出恒定电流的电路。

这背后的理论基础就和欧姆定律有关啦。

欧姆定律大家应该都有点印象吧，就是I = V / R（电流等于电压除以电阻）。

在直流电路里，要想让电流恒定，那就得在电压或者电阻上做文章。

直流恒流源电路的发展历程也是挺有趣的，早期人们为了给一些对电流要求比较稳定的设备供电，就开始琢磨怎么做出这种恒流的电路，慢慢地经过不断改进和技术发展，就有了现在各种各样的直流恒流源电路。

它的核心概念呢，就是不管负载怎么变化，电路输出的电流始终保持不变。

比如说，就像一个水龙头，不管你接水的桶大小（类比负载）怎么变，水的流量（类比电流）总是固定不变的。

2.2运行机制与过程分析那它是怎么做到这一点的呢？这里面就涉及到几个关键的部分。

首先有一个基准电压源，这个就像是一个标准的高度标杆。

然后有一个电流检测电阻，它的作用就像是一个小侦察兵，时刻检测着电路中的电流大小。

还有一个放大器，这个放大器就像是一个大力士，当检测到的电流和基准电压源设定的电流有偏差的时候，放大器就会放大这个偏差信号。

举个例子吧，假如基准电压源设定的电流是1A，检测电阻发现电流变成了0.9A，这个偏差信号就被放大器放大。

然后呢，这个放大后的信号会去调整电路中的一个调整管，这个调整管就像是一个阀门。

如果电流小了，调整管就会让更多的电流通过，就像把阀门开大一点；如果电流大了，调整管就会减少电流通过，就像把阀门关小一点。

数控直流恒流源的设计与制作数控直流恒流源的设计与制作本数控直流恒流源系统输出电流稳定，输出电流可在20mA~2000mA范围内任意设定，不随负载和环境温度变化，并具有很高的精度，输出电流误差范围±4mA，因而可实际应用于需要高稳定度小功率直流恒流源的领域。

1 系统原理及理论分析1.1单片机最小系统组成单片机系统是整个数控系统的核心部分，它主要用于键盘按键管理、数据处理、实时采样分析系统参数及对各部分反馈环节进行整体调整。

主要包括AT89S52单片机、模数转换芯片ADC0809、12位数模转换芯片AD7543、数码管显示译码芯片74LS47与74LS138等器件。

1.2系统性能本系统的性能指标主要由两大关系所决定，设定值与Ａ/Ｄ采样显示值（系统内部测量值）的关系。

内部测量值与实际测量值的关系，而后者是所有仪表所存在的误差。

1.3恒流原理数模转换芯片AD7543是12位电流输出型，其中OUT1和OUT2是电流的输出端。

为了实现数控的目的，可以通过微处理器控制AD7543的模拟量输出，从而间接改变电流源的输出电流。

从理论上来说，通过控制AD7543的输出等级，可以达到1mA的输出精度。

但是本系统恒流源要求输出电流范围是20mA~2000mA，而当器件处于2000mA的工作电流时，属于工作在大电流状态，晶体管长时间工作在这种状态，集电结发热严重，导致晶管值下降，从而导致电流不能维持恒定。

为了克服大电流工作时电流的波动，在输出部分增加了一个反馈环节来控制电流稳定，减小电流的波动，此反馈回路采用数字形式反馈，通过微处理器的实时采样分析后，根据实际输出对电流源进行实时调节。

经测试表明，采用常用的大功率电阻作为采样电阻R0，输出电流波动比较大，而选用锰铜电阻丝制作采样电阻，电流稳定性得到了改善。

电路反馈原理如下图所示。

2 总体方案论证与比较方案一：采用各类数字电路来组成键盘控制系统，进行信号处理，如选用CPLD等可编程逻辑器件。

数控直流恒流源地设计与制作本数控直流恒流源系统输出电流稳定，输出电流可在20mA~2000m/范围内任意设定，不随负载和环境温度变化，并具有很高地精度，输出电流误差范围土4mA,因而可实际应用于需要高稳定度小功率直流恒流源地领域1系统原理及理论分析1.1单片机最小系统组成单片机系统是整个数控系统地核心部分，它主要用于键盘按键管理、数据处理、实时采样分析系统参数及对各部分反馈环节进行整体调整•主要包括AT89S52单片机、模数转换芯片ADC0809 12位数模转换芯片AD7543数码管显示译码芯片74LS47与74LS138等器件.b5E2RGbCAP1.2系统性能本系统地性能指标主要由两大关系所决定，设定值与A / D采样显示值（系统内部测量值）地关系.内部测量值与实际测量值地关系，而后者是所有仪表所存在地误差•1.3恒流原理数模转换芯片AD7543是12位电流输出型，其中0UT1和OUT2是电流地输出端•为了实现数控地目地，可以通过微处理器控制AD7543地模拟量输出，从而间接改变电流源地输出电流•从理论上来说，通过控制AD7543地输出等级，可以达到1mA地输出精度.但是本系统恒流源要求输出电流范围是20mA~2000mA而当器件处于2000mA地工作电流时，属于工作在大电流状态，晶体管长时间工作在这种状态，集电结发热严重，导致晶管“值下降，从而导致电流不能维持恒定.为了克服大电流工作时电流地波动，在输出部分增加了一个反馈环节来控制电流稳定，减小电流地波动，此反馈回路采用数字形式反馈，通过微处理器地实时采样分析后，根据实际输出对电流源进行实时调节.经测试表明，采用常用地大功率电阻作为采样电阻R0，输出电流波动比较大，而选用锰铜电阻丝制作采样电阻，电流稳定性得到了改善.电路反馈原理如下图所示.p1EanqFDPw2总体方案论证与比较方案一：采用各类数字电路来组成键盘控制系统，进行信号处理，如选用CPLD等可编程逻辑器件.本方案电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于系统地扩展，对信号处理比较困难. 方案二：采用AT89S52单片机作为整机地控制单元，通过改变AD7543地输入数字量来改变输出电压值，从而使输出功率管地基极电压发生变化，间接地改变输出电流地大小.为了能够使系统具备检测实际输出电流值地大小，可以将电流转换成电压，并经过ADC0809进行模数转换，间接用单片机实时对电压进行采样，然后进行数据处理及显示•此系统比较灵活，采用软件方法来解决数据地预置以及电流地步进控制,使系统硬件更加简洁,各类功能易于实现,能很好地满足题目地要求•本方案地基本原理如图 2 所示.DXDiTa9E3d3模块电路设计与比较3.1恒流源方案选择方案一：采用恒流二极管或者恒流三极管，精度比较高，但这种电路能实现地恒流范围很小，只能达到十几毫安，不能达到题目地要求• 方案二：采用四端可调恒流源，这种器件靠改变外围电阻元件参数，从而使电流达到可调地目地，这种器件能够达到1~2000毫安地输出电流.改变输出电流，通常有两种方法：一是通过手动调节来改变输出电流，这种方法不能满足题目地数控调节要求；二是通过数字电位器来改变需要地电阻参数，虽然可以达到数控地目地，但数字电位器地每一级步进电阻比较大，所以很难调节输出电流•方案三：压控恒流源，通过改变恒流源地外围电压，利用电压地大小来控制输出电流地大小•电压控制电路采用数控地方式，利用单片机送出数字量，经过D/A转换转变成模拟信号，再送到大功率三极管进行放大.单片机系统实时对输出电流进行监控，采用数字方式作为反馈调整环节，由程序控制调节功率管地输出电流恒定•当改变负载大小时，基本上不影响电流地输出，采用这样一个闭路环节使得系统一直在设定值维持电流恒定•该方案通过软件方法实现输出电流稳定，易于功能地实现，便于操作，故选择此方案•电路原理图如图3所示.3.2反馈闭环方案选择RTCrpUDGiT方案一：采样电阻丄「上地电压-■ ■亠一，可知输出电流与采样电阻存在近似线性关系，因此可以从检测电阻，［上电压地大小来直接增减反馈深度.5PCzVD7HxA方案二：从采样电阻丄上得到一个反馈电压，由于采样电阻阻值比较小，在该电阻上地压降相应也小，为了提高系统控制地灵敏度，采用一级运算放大器对采样电压进行放大，再送到ADC0809进行A/D转换•数据由单片机系统进行相应处理，为了达到1mA步进，选用12位串行D/A转换器件AD7543可以满足题目要求，而且该芯片是采用串行数据传送方式，硬件电路简单•同时反馈系统控制灵活，易于达到1mA地步进要求•3.3控制单元方案选择由于要实现人机对话，至少要有10个数字按键和两个步进按键，考虑到还要实现其它地功能键，选用16按键地键盘来完成整个系统控制•显示部分采用8位LED数码管，而且价格便宜，易于实现•考虑到单片机地I/O端口有限，为了充分优化系统，采用外部扩展一片8155来实现键盘接口与显示功能电路原理如图4所示.jLBHrnAlLg3他1•和6W CS O46 6 OI 3US3 WEBOUTIOUT2恥A-thMD553S x-fli■**j|1-1K-»U2ZK4?・■?hbl-fZSW2ADCMK-6.4DBS占CCXZ丽S<AS)LEI™RTI*)I cgcxWE建t珈£31压控恒流源电路原理亠孝兰兰土m 亠亠■一主亠亠亠uzr>UD4 k0i EW 图4键盘及显示电路3.4电源方案选择方案一：用开关稳压电源给整机供电，此方案能够完成本作品电流源地供电 ，但开关电源比较复杂，而且体积也比较大，制作不便，因而此方案难以实现• 方案二：单片机控制系统以及外围芯片供电采用 78系列三端稳压器件，通过全波整流，然后进行滤波稳压.电流源部分由于要给外围测 试电路提供比较大地功率，因此必须采用大功率器件•考虑到该电流源输出电压在 10V 以内，最大输出电流不大于 2000mA ，由公式P=U*I 可以粗略估算电流源地功耗为20W.同时考虑到恒流源功率管部分地功耗 ，需要预留功率余量，因此供电电源要求能输出 30W 以上.为了尽量减少输出电流地纹波 ， 要求供电源要稳定，因此采用隔离电源，选用由LM338构成地高精度大电流稳压电源 •此方案输出电流精度高，能满足题目要求，而且简单实用，易于自制，故选用方案二•稳压电源原理如图5所示.3.5过压报警功能设计 为了使本数控直流电流源进一步智能化 ，考虑到要求输出电压不大于 10V ，因此系统测试部分设计了一个过压报警电路，用于对电压地实时监测 一旦有过压现象，控制器响应后会发出报警控制信号 •电路原理参见图3.4软件设计 根据实际地硬件电路，为了有效地减小纹波电流，用软件方法实现去峰值数值滤波，以减小环境参数对输出控制量地影响.软件设计主程序流程图和闭环比较子程序流程图；电流设置子程序流程图；键盘中断子程 序流程图；显示中断子程序流程图 .分别如下图所示. 根据本系统地实际要求软件设计可分为以下几个功能模块：4.1主程序模块MAIN:流程图如图6 所示.主程序负责与各子程序模块地接口和检查键盘功能号4.2闭环比较子程序模块 BIHUAN 流程图如图7所示.通过调用闭环比较子程序得出实际值与设定值地差值 ，如果是实际值大于设定值则将原来 地D / A 地入口数值减去这个差值再送去D/A 转换，如果是实际值小于设定值则把原来地D / A 地入口数值加上这个差值再送去转换 .如果输出值与设 定值仍然不一致，再将差值和设定值相加送 D/A 转换，以逐步逼近地形式使实际值和设定值相一致后通过 LED 把稳定地实际值显示出来.而逐步逼近.这也是结构化程序地要点（合理设置程序地顺序结构）通过键盘设置电流地大小，因为本系统最大输出电流是 2000m A ,所以该子程序兼有电流设 本系统采用外部中断1来实现实时扫描，使程序及时响应按键请求而无需顾虑其它程序无法考虑定时刷新显示，使得该显示子程序简单灵活，适用性广 .因此对本系统进行了全面地测试 ，分别为输出电流测试、步进电流测试、工作时间测试、负载阻值变化测试、纹波电流测试 .本系统测试采用地仪表如下：当测试系统电流分别 0〜200mA 和200mA ~2000mA 时，分别采用数字表DT 9801地200mA 档和10A 档.测试电压采用数字表XB-9208B 地2V 档和20V 档.测试纹波电流采用低频毫伏表DA — 16D 来测试纹波电压，但当测量值 与对应量程相差较大时，会有一定地误差.XHAQX74J0X 过程中地实际值不送显示因此减少了实际显示值地不稳定4.3电流设置子程序模块 SETUP 流程图如图8所示. 置合法性，也就是说设置电流不能大于 2000m A . 4.4键盘中断子程序模块 KEYSCAN 流程图如图9所示. 模块运行情况. 4.5显示中断子程序模块 LED:流程图如图10所示. 本系统采用定时中断 0来实现逐位动态显示,每位显示间隔固定为 2ms,使LED 输示非常稳定 5数据测试及分析数据测试是反映系统性能地重要指标比较以上两种方案地优缺点图2系统原理框图 ,方案二简洁、灵活、可扩展性好 能达到题目地设计要求，因此采用方案二来实现.LDAYtRyKfE03L M?4iO S9寻f-itOV=J二上』启血二5如加LM7SG5l\3 30fiu5稳压电源原理图9键盘中新子程序流程图版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article in eludes some parts, in cludi ng text, pictures, and desig n. Copyright is pers onalOWn ership. rqynMZNXI用户可将本文地内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律地规定，不得侵犯本网站及相关权利人地合法权利.除此以外，将本文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人地书面许可，并支付报酬.EmxvxOtOcoUsers may use the contents or services of this article for pers onal study, research orappreciation, and other non-commercial or non-profit purposes, but at the sametime, they shall abide by the provisi ons of copyright law and other releva nt laws, and shall not infringe upon the legitimate rights of this website and its releva nt obligees. In additi on, whe n any content or service of this article is used for other purposes, written permission and remuneration shall be obtained from thepers on concerned and the releva nt obligee. sixE2yxpq5转载或引用本文内容必须是以新闻性或资料性公共免费信息为使用目地地合理、善意引用，不得对本文内容原意进行曲解、修改，并自负版权等法律责任.6ewMyirQFLReproducti on or quotati on of the content of this article must be reas on able and good-faithcitatio n for the use of n ews or in formative public free in formati on. It shall not misi nterpret ormodify the orig inal inten ti on of the content of this article, and shall bear legal liability suchas copyright. kavu42VRus。

可调恒流源电路设计一、引言可调恒流源电路是一种能够提供可调电流输出的电路，广泛应用于各种电子设备中。

本文将介绍可调恒流源电路的设计方法和实现过程。

二、基本原理可调恒流源电路基本原理是通过改变输入电压或输出负载来控制输出电流。

其中，输入电压和输出负载的变化对输出电流的影响可以通过欧姆定律和基尔霍夫定律进行计算。

三、设计步骤1. 确定输出要求：首先需要确定需要提供的最大输出电流和最小输出电流，并且需要考虑到负载变化时对输出电流的影响。

2. 选择元器件：根据所需的最大和最小输出电流，选择适当大小的功率晶体管或场效应管作为开关管。

同时，还需要选择合适大小的稳压二极管或稳压器来提供稳定的参考电压。

3. 设计反馈回路：为了实现恒流控制，需要设计反馈回路来监测并控制输出电流。

通常采用差分放大器和比较器等元件来实现反馈回路。

4. 设计保护回路：为了防止过载或短路等故障情况，需要设计保护回路来保护电路和负载。

常用的保护回路包括过流保护、过热保护和过压保护等。

5. 组装测试：根据设计图纸进行元器件的组装和连接，并进行测试和调试，确保电路能够正常工作并满足输出要求。

四、实例分析下面以一个简单的可调恒流源电路为例，进行具体分析。

1. 输出要求：提供可调范围为0-2A的稳定输出电流，并且负载变化时输出电流变化不超过5%。

2. 元器件选择：选择功率晶体管IRF540作为开关管，选择稳压二极管LM317作为稳压器。

3. 反馈回路设计：采用差分放大器和比较器组成反馈回路，其中比较器采用LM358芯片。

4. 保护回路设计：采用过流保护和过热保护回路来防止故障情况发生。

其中，过流保护采用了电阻限流方式实现，而过热保护则通过NTC热敏电阻实现。

5. 组装测试：根据图纸进行元器件的组装和连接，并进行测试和调试。

测试结果表明，电路能够正常工作并满足输出要求。

五、总结可调恒流源电路是一种广泛应用于各种电子设备中的电路，其基本原理是通过改变输入电压或输出负载来控制输出电流。

高效输出可调恒流电源的设计一、任务设计并制作具有直流恒流输出特性的隔离型电源变换器，负载为RL，结构如下图所示。

=U1二、要求1．基本要求（1）负载为0Ω~30Ω，电源变换器为直流恒流输出特性，且输出电流I O可在100mA~1000mA范围内可调；（2）电压调整率S u≤1%：负载为30Ω电阻，I O=1000mA，调整U1，使U1在41V57V范围内变化时，I O变化不超过±1%；（3）负载调整率S L≤1%：U1=48V，I O=1000mA，负载由15Ω增加至30Ω，I O变化不超过±1%；（4）效率η≥70%：U1=48V、负载为30Ω、I O=1000mA，电源变换器效率η≥70%；36±）V。

（5）具有输出过压保护功能，动作电压为U O=（2.02．发挥部分（1）使变换器具有恒流限压特性：U O小于36V时为恒流输出；U O达到36V后为恒压输出，将U O 36±）V；待U O降至36V以下则恢复恒流输出；稳定在（2.0（2）进一步提高效率，使效率η≥80%：U1=48V、负载为30Ω、I O=1000mA，电源变换器效率η≥85%；（3）具有输出电流的步进调整和测量、显示功能：步进值10mA，测量精度优于2%；（4）其他。

三、说明1. 不得采用各种电源产品改制。

整个作品由直流电源供电，不得使用任何其它电源为控制电路或驱动环节供电。

电源变换器为隔离型，即直流供电侧与直流输出侧具有电气隔离。

2.制作时考虑测试方便，须合理设置测试点。

3.电源变换器效率指直流输出功率与直流输入（U1处）有功功率之比。

4.如果能完成发挥部分（1），基本要求（5）不必做自然得分。

测试时，建议使用滑线变阻器作为负载。

0～12V可调直流稳压电源电路图适合电子爱好者制作的从0V起调的稳压电源的电路如图所示。

0～12V可调直流稳压电源电路电路工作原理：由电阻R4、R5组成的采样电路将输出电压Vo的一部分送入运算放大器IC1的反相端，它与由稳压管VZ3、电阻R2和电位器RP组成的基准电压（晶体管V1、稳压管VZ1、电阻R0、R1组成的恒流源为稳压管VZ3提供稳定的电流）相比较，将比较结果送至输出端，从而控制晶体管V3的导通电压。

如果电位偏低，使Vo减小，采样电路亦使晶体管V3的c-e结电压减小，从而使Vo升高，反之亦然。

如此起到了稳定输出电压的作用。

晶体管V4和电阻R7组成过电流保护电路。

当输出电流超过额定电流（本电源为1A）时，V4导通，使晶体管V2和V3截止，输出端无电压输出，防止了电源损坏。

当输出电压小于6V，电流较大且输入电压又很高时，晶体管V3极间压差较大，会引起V3调整管功耗过大，为此本电源特别设置了电压自动转换电路，它由运算放大器IC2与电阻R8、稳压管VZ4及继电器K等组成。

稳压管VZ4与电阻R8组成IC2运算放大器的基准电压，当输出电压低于6V时，IC2输出低电平，继电器K不吸合，触点K1-1、K1-2分别接至变压器8V绕组和6V绕组稳压管；当输出电压高于6V时，IC2输出高电平，K1吸合，K1-1、K1-2分别接至变压器16V绕组和12V稳压管上。

由上可知，在输出电压低时，输人电压也低；输出电压高时，输人电压也高，从而减小V3的功耗。

电阻R9和电容C4组成继电器节能电路，可减小C2的功耗。

元器件选择：电路中变压器T选用二次带中心抽头的16V、功率为20OW的变压器。

运算放大器选用LM324单源四运算放大器。

稳压管VZ1选用4V左右的，VZ2选甲8V，VZ3a和VZ3b分别选用6V和12V的，要求稳压值准确，VZ4选用5.5～5.8V的稳压管。

晶体管V1要求β大于150，V3选用大功率NPN晶体管，型号不限，制作中要加足够的散热片。

可调恒流源电路设计1. 引言可调恒流源电路是一种常用的电子电路，用于提供稳定的恒定电流输出。

它在各种应用中都有广泛的用途，如功率放大器、LED驱动器等。

本文将介绍可调恒流源电路的基本原理、设计要点以及实现方法。

2. 基本原理可调恒流源电路的基本原理是通过负反馈控制输出电流，使其保持在设定值。

其主要由一个电流传感器、一个比较器和一个功率放大器组成。

2.1 电流传感器电流传感器用于检测输出电流，并将其转换为相应的电压信号。

常见的电流传感器包括霍尔效应传感器、磁阻传感器等。

在可调恒流源电路中，选择合适的电流传感器对于整个系统的性能至关重要。

2.2 比较器比较器用于比较设定值和实际输出值之间的差异，并产生相应的误差信号。

常见的比较器包括运算放大器、数字比较器等。

在设计中，需要根据具体需求选择合适类型和参数的比较器。

2.3 功率放大器功率放大器用于根据误差信号调整输出电流，使其逼近设定值。

常见的功率放大器包括晶体管、场效应管等。

在设计中，需要考虑功率放大器的稳定性、响应速度以及能耗等因素。

3. 设计要点在设计可调恒流源电路时，需要考虑以下几个重要要点：3.1 输出电流范围根据具体应用需求确定输出电流范围。

不同应用对电流的要求不同，因此在设计中需要充分考虑并满足实际需求。

3.2 稳定性可调恒流源电路需要具备良好的稳定性，能够在各种工作条件下保持输出电流的稳定性。

为了提高稳定性，可以采用负反馈控制、温度补偿等方法。

3.3 响应速度可调恒流源电路需要具备快速响应能力，能够在瞬时变化的负载情况下迅速调整输出电流。

为了提高响应速度，可以采用高速比较器和快速功率放大器等元件。

3.4 效率可调恒流源电路应尽可能提高能效，减少能耗。

在设计时可以采用高效的功率放大器、优化电路拓扑等方法来提高效率。

4. 实现方法根据上述设计要点，可调恒流源电路的实现方法如下：4.1 选择合适的电流传感器根据输出电流范围和精度要求选择合适的电流传感器。

可调直流稳压电源的设计完整版
可调直流稳压电源的设计完整版：
1、电路原理。

采用的是普通的正弦波变频技术，将交流电转换成直流电，然后利用高效率稳压芯片进行稳压，以保证负载的稳定工作。

2、电源部件。

根据不同的应用场合，使用不同的元件，如电感、电容、变压器、稳压芯片等。

3、整流环节。

采用三端整流结构，将交流电转换成直流电，然后由稳压芯片进行稳压，从而确保负载的稳定工作。

4、变频环节。

根据不同的应用，可以采用PWM（脉宽调制）、发声技术或者正弦波变频技术等多种方式来实现可调节的输出电压。

5、电压稳定环节。

采用高效稳压芯片，可以对输出电压进行精确的控制，使得输出的电压稳定在一定的范围内。

6、过流、过压和温度保护功能。

保证电源能够在过载、过压和过热的情况下自动断电，保护整个系统免受损伤。

7、调节环节。

采用可调节电阻和精密电位计，实现手动或自动调节功能，使得输出电压能够随着外界环境变化进行适当调整。

8、外壳结构。

电源外壳采用优质的金属材料，具有良好的绝缘性能、焊接性能、耐热性能和耐腐蚀性能，能够有效的保护内部的电路元件，并且外形美观耐看。

数控直流恒流源的设计摘要直流恒流源是提供稳定直流电流的电源装置，是科学实验和设备调试中的一种必备设备。

本文介绍了采用AT89C51单片机为主控制器，通过键盘来设置直流恒流源的输出电流，并由数码管显示电流设定值的数控直流恒流源。

本系统由单片机程控设定数字信号经过D/A转换器输出模拟量，再经过V/I转换电路的转换输出不同的电流。

输出电流范围为10～100mA，电流设置步进为1mA，输出电流调整率≤2%。

本文主要分析了数控直流恒流源系统的设计需求，阐述了数控直流恒流源的软硬件的设计原则，介绍了数控直流恒流源各模块电路的功能及设计思路，完成了数控直流恒流源系统的全部设计，给出了完整的电路图和程序。

本文设计的重点是单片机主控系统和D/A转换电路，设计的难点是高线性、高稳定度的电压/电流转换电路（V/I转换电路）。

测试结果表明，本系统能满足需要高稳定度的小功率直流恒流源领域的应用要求。

关键词数控恒流源 V/I转换ABSTRACTNumerical control DC constant current source is to provide a stable DC power devices, and equipment for scientific experiments debugging necessary equipment. This paper instructed the numerical control DC constant current source which makes use of the AT89C51 version single chip microcontroller is the main controller in this system, while the set value and the real output current can be displayed by LED. In this system, the digitally programmable signal from Single Chip Micro controller is converted to analog value by D/A converter, and then transited by voltage/current converter circuit, so adjustable output different current. Output current range of 10~100mA, current set of 1mA step, the output current adjustment rate of less than 2%.This paper analyzes the numerical control DC constant current source system design needs, expounded numerical-controlled DC constant current source of the hardware and software design principles, instructed the numerical-controlled DC constant current source circuit of the module function and design ideas, completed the numerical-controlled DC current source of all design, and the circuit is complete and procedures. This paper focuses on the design of the control system microcontroller and D/A Conversion Circuit, The difficulty in the design of high linearity, high stability of the voltage/current converter circuit (V/I Conversion Circuit). The test results have showed that it can be applied in need areas of constant current source with high stability and low power.KEY WORDS numerical control constant current source V/I convert目录前言 (1)第1章系统总体设计 (2)1.1 系统设计任务与要求 (2)1.1.1 系统设计任务 (2)1.1.2 系统设计要求 (2)1.2 重点研究内容与实现方法 (2)1.2.1 重点研究内容 (2)1.2.2 实现途径及方法 (3)1.3 系统总体方案设计 (3)1.3.1 主控模块 (3)1.3.2 键盘与显示模块 (4)1.3.3 恒流源模块 (4)1.3.4 存储器扩展模块 (4)1.3.5 电源模块 (5)1.3.6 系统原理框图 (5)第2章系统硬件各功能模块的设计 (6)2.1 主控模块的设计 (6)2.1.1 AT89C51单片机简介 (6)2.1.2 D/A转换电路的设计 (7)2.1.3 恒流源电路的设计 (9)2.1.4 数据存储器的扩展 (10)2.1.5 系统资源分配 (11)2.2 人机接口的设计 (12)2.2.1 键盘的设计 (12)2.2.2 显示电路的设计 (14)2.3 系统抗干扰设计 (15)2.3.1 看门狗电路的设计 (15)2.3.2 电源供电系统的设计 (16)2.3.3 基准电压的设计 (17)第3章控制软件的设计 (19)3.1 主程序的设计 (19)3.1.1 读写EEPROM子程序的设计 (19)3.1.2 键盘处理子程序的设计 (20)3.1.3 D/A转换子程序的设计 (20)3.2 键盘中断服务程序的设计 (21)3.3 显示中断服务程序的设计 (21)3.1.1 正常显示程序模块 (21)3.1.2 闪烁显示程序模块 (21)第4章系统调试 (28)4.1 硬件仿真调试 (28)4.2 软件的调试 (31)4.3 数据测试及误差分析 (35)第5章结论 (41)致谢 (42)参考文献 (43)附录1：电路原理图 (44)附录2：源程序 (48)附录3：英文原文 (62)附录4：中文译文 (69)前言直流恒流源是提供稳定直流电流的电源装置，是科学实验和设备调试中的一种必备设备。

工程师讲解可调高压直流稳压电源式高耐压恒流源电路图工程师讲解可调高压直流稳压电源式高耐压恒流源电路图可调高压直流稳压电源式恒流源1、如何设计三线制恒流源驱动电路可调高压直流稳压电源式恒流源驱动电路负责驱动温度传感器Pt1000，将其感知的随温度变化的电阻信号转换成可测量的电压信号。

本系统中，所需可调高压直流稳压电源式恒流源要具有输出电流恒定，温度稳定性好，输出电阻很大，输出电流小于0．5 mA（Pt1000无自热效应的上限），负载一端接地，输出电流极性可改变等特点。

由于温度对集成运放参数影响不如对晶体管或场效应管参数影响显著，由集成运放构成的恒流源具有稳定性更好、恒流性能更高的优点。

尤其在负载一端需要接地的场合，获得了广泛应用。

所以采用图中所示的双运放恒流源。

其中放大器UA1构成加法器，UA2构成跟随器，UA1、UA2均选用低噪声、低失调、高开环增益双极性运算放大器OP07。

设图中参考电阻Rref上下两端的电位分别Va和Vb，Va即为同相加法器UA1的输出，当取电阻R1=R2，R3=R4时，则Va=VREFx+Vb，故可调高压直流稳压电源式恒流源的输出电流就为：由此可见该双运放恒流源具有以下显著特点：1）负载可接地；2）当运放为双电源供电时，输出电流为双极性；3）恒定电流大小通过改变输入参考基准VREF或调整参考电阻Rref0的大小来实现，很容易得到稳定的小电流和补偿校准。

由于电阻的失配，参考电阻Rref0的两端电压将会受到其驱动负载的端电压Vb的影响。

同时由于是可调高压直流稳压电源式恒流源，Vb肯定会随负载的变化而变化，从而就会影响恒流源的稳定性。

显然这对高精度的恒流源是不能接受的。

所以R1，R2，R3，R4这4个电阻的选取原则是失配要尽量的小，且每对电阻的失配大小方向要一致。

实际中，可以对大量同一批次的精密电阻进行筛选，选出其中阻值接近的4个电阻。

2、可调高压直流稳压电源式高耐压恒流源电路图研制仪器需要一个能在0到3兆欧姆电阻上产生1MA电流的可调高压直流稳压电源式恒流源，用UC3845结合12V蓄电池设计了一个，变压器采用彩色电视机高压包，其中L1用漆包线在原高压包磁心上绕24匝，L3借助原来高压包的一个线圈，L2借助高压包的高压部分。

2013年3月直流可调恒流源设计学生：徐乐指导教师：王留留电气信息工程学院自动化专业1课程设计的任务与要求1.1课程设计的任务设计一个直流可调恒流源电路。

通过调节线性电位器，产生可控恒定电流,当固定时产生恒定电流。

1.2课程设计的要求设计一个简易可调恒流源产生电路,满足日常生活对恒定电流的需要(1)输入（AC）：U=220V，f=50HZ。

(2)输出电流稳定，在一定范围可调。

(3)设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。

(4)自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量。

(5)在Multisim软件上画出电路图，并仿真和调试，并测试其主要性能参数。

1.3课程设计的研究基础电子技术基础（模电部分）变压器、整流电路、滤波电路、稳压芯片、镜像电流源的工作原理2 直流可调恒流源系统方案制定2.1 方案提出方案一(1)电网提供交流220V(有效值)频率为50Hz的电压，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。

(2)降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大。

(3)脉动大的直流电压经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤淮南师范学院电气信息工程学院2014届自动化专业课程设计报告第 1 页掉，保留其直流成份。

(4)滤波后的直流电压，再通过稳压经可调恒流源电路，便可得到可调的恒定直流电流输出，供给负载R L 。

方案二(1)将交流电220v 电压转化为可调恒压源输出。

包括降压器、整流电路、滤波稳压芯片、取样电路。

(2)电压电流转换电路。

(3)两电路整合，将220v 电压转化为可调恒流源。

2.2 方案论证第一种方案是直接设计直流可调恒流源电路，只有一个电路。

第二种方案是通过电压电流转换电路，将两个电路整合，要设计的电路比较多。

第一种方案比较简单，通过比较选择第一种方案。

3 直流可调恒流源系统方案设计3.1各单元模块功能介绍及电路设计直流恒流电源是一种将220V 交流电转换成恒流输出的直流电的装置，它需要变压、整流、滤波、恒流四个环节才能完成。

负载接地的直流恒流源电路设计好，今天咱们聊一聊负载接地的直流恒流源电路设计。

别一听这么专业的名词就头大，其实这玩意儿并没有想象中那么复杂。

你只需要明白一点，恒流源就是那种能提供恒定电流的设备，不管负载怎么变化，电流总是如影随形，稳如老狗。

那“负载接地”又是什么意思呢？简单说，就是负载电路的一端接地，另一端接电流源，这样整个电路就有了一个参考点，电流可以稳定流动。

听起来是不是有点像那些你用电池给手机充电的电路？嗯，差不多，反正就是电流源要保持稳定，电池要靠谱，不能随便掉链子。

其实呢，负载接地的直流恒流源电路用处可大了，尤其是在那些需要稳定电流的场合，比如充电设备、传感器或者实验室设备。

你想啊，要是电流不稳定，传感器的读数波动就大了，可能搞得一团糟。

所以这种电路设计，就是为了保证每次输出的电流都一样，不让电器设备“跳脚”或者“不靠谱”。

这就像你和朋友约好一起跑步，大家都希望每次跑的步伐差不多，跑得稳，才不至于一会儿我跑在前面一会儿他跑在前面，搞得整场比赛没个规则。

说到设计嘛，首先你得选个合适的电源。

这电源啊，可得选对了，否则你给电路提供的电压不稳定，后续麻烦事儿就多了。

电源的稳定性就像车的发动机，得稳得住，不然整车就开不动。

比如你选用一种合适的电池，确保它能提供足够的电压，而电流却能够通过限流电阻或者电流源控制电流稳定。

你会发现，稳定电流的设计其实就像是你在做一道甜品，调好比例，电压、电流、负载三者得配合得恰到好处，最后才有一个好结果。

接下来说说负载的选取。

负载这个东西，设计时一定要有足够的耐心。

你得先搞清楚，负载的特性是什么，是什么东西会影响电流的变化。

比方说，如果负载是一个电阻，那么你得计算出它的阻值，确保电流不会超过它的承受范围。

要是负载是其他类型的设备，比如LED、传感器或者更复杂的电器，你还得了解它们的工作电压和电流范围。

反正总之一句话，选负载得谨慎，不能一时头脑发热，乱来。

然后就是电流控制了。

可调直流稳定电源的设计报告摘要本电路用交流220V(有效值)50Hz作电网供电电压，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。

降压后的交流电压，通过桥式整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。

脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。

滤波后的直流电压（用电容滤波），再通过稳压电路稳压（用LM317来做稳压电路），便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。

调节滑动电阻可以调节输出电压。

在输出电压固定为+12V的条件下，通过串联电阻的方式调节电流，使电流输出在4~20mA。

关键字：LM317，电流可调，电压可调，脉动直流目录一、任务 (3)二、要求 (2)三、设计目的 (3)四、设计步骤 (4)五、总体设计思路 (4)六、实验设备及元器件 (11)七、心得体会 (11)八、参考文献 (12)一、任务设计并制作交流交换为直流的可调稳定电源二、要求1、基本要求稳压电源在输入电压220V、50Hz、电压变化范围+15%~-20%条件下（1）输出电压可调：U0=+3~12V（2）最大输出电流：Iomax=800mA（3）输出电压变化量：△Uo≤15mV（4）稳压系数:Sv≤0.003（5）纹波电压（峰-峰值）≤5mV（最低输入电压下，满载）（6）具有过流及短路保护功能稳流电源在输入电压固定为+12V的条件下;(1)输出电流：4~20mA可调(2)负载调整率≤1%（输入电压+12V、负载电阻由200~300欧姆变化时，输出电流为20mA时的相对变化率）2、发挥部分（1）扩充部分a、排除短路故障后，自动恢复为正常状态b、过热保护c、防止开、关机时产生的“过冲”（2）、输出电压数字显示，显示精度优于+0.1%（3）电压调节方式以0.1V为步进加或减3、完成以下项目1、画出电路原理图并仿真2、做出硬件电路3、写出说明书三、设计目的1．学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。

直流恒流源设计报告
一、实验目的
1、制作直流恒流源电路板，了解直流恒流源原理。

2、通过认识相应的元器件更多的了解相关知识。

二、实验要求
设计普通直流恒流电源，输入AC220V ，输出电流稳定，在20mA 至100mA 范围可调，输出电流误差范围mA 10
三、实验原理
恒流源相当于一个高压稳压电源与一个高阻值电阻的串联，其特点是外部阻抗的变化对其输出电流的影响极小（因为其内部的“高阻值”可能高出外部阻抗几个数量级，外部阻抗变化对整个串联阻值的影响极小）。

如果真的需要制作一个，也就是这样处理的。

大多数情况下，“恒流源”只是一个用于电路分析的的概念，不需要实物的。

四、实验所用工具及原器件
电压表、电烙铁、线路板、可调电阻、W7805、电容、导线等
五、实验步骤
1、将电烙铁打开，查找电器元件准备电路板，并用砂纸打磨光滑。

2、并根据电器元件设计元器件的安排，理清思路将电器元件插入电路板。

然后将元器件依次焊上去（注意正负极不要接反，争取一步到位）。

3、连接线路有的地方可以用线连接有的地方可以直接用原来的接头连接（注意不要将正负极连接在一起）。

4、检查线路首先用眼检查准确后在用电流表检查，确保准确后再通电。

5、通电后验证各个输出端是否正常，都正常后调节滑动变阻器记录数据制作表格。

六、实验总结
1、制作电路要认真争取一步到位。

2、连接线路要一步一步测，确保每一步都准确无误。

3、要举一反三不会就查，解决更多的盲点。

4、对待什么事都要有恒心有毅力。