下载文档原格式
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。
电流源电路howland电流源电路最近研究了一些典型的电流源电路。
阅读了几遍经典的电流源电路设计应用手册。
结合工作中的经验把它他整理出来分享给大家。
力争在这一系列文档里，把常见的电流源电路分析全面。
电流源电路【1】howland电流源电路（一） 第一小节，先从我最近刚刚设计的一个howland电路开始。
一个项目要求将交流电压信号变化为输出+/-50mA的交流电流信号，以便长距离传输。
输入信号为有效值为+/-5V的50Hz交流电压信号。
信号误差要保持在1%以内。
供电用+/-12V到+/15V都可以。
这个电路可以用分立器件来设计，用运放驱动一个AB类功放。
AB类功放的输出端串联一个电阻作为取样电阻。
电流流过取样电阻形成的电压信号即为反馈信号。
这样设计有突出的缺点，使用分立器件较多，输出器过于复杂，还不易控制精度。
因此本文推荐一个更为简单的电路howland电流源电路。
Howland 电路的基本原理图如下：其中X1G表示理想运放。
根据理想运放的虚短、虚断特性我们可以推导出此howland电路输出电流与输入电压VP，VM的关系公式如下:[2] 在实际的电路设计中我们通常使得RX=RF and RZ=RI。
这样上面的公式就可以简化为： 电路输入的信号是单极性电压信号，可以把VM接地，即电压为0。
这样可以进一步简化公式来确定各电阻的值。
电流源电路【2】howland电流源电路（二） howland电路设计原理。
方案设计如下图： 电路选用最大可以输出200mA的大电流运放OPA551。
使用单运放来实现高精度的正负电流输出。
OPA551的最大失调电压为5mV。
而本设计要求的最大输入信号为7.071V。
因此失调电压的影响会小于0.1%。
电流流过的四个高精度电阻R5-R8形成的电压信号作为反馈信号反馈给正输入端电阻R4。
使用四个电阻的原因是，四个电阻可以分担输出的电流，保证电阻的产生的热量远低于额定功率; 再则这样可以匹配出更精确的阻值。
电力电子Power Electronic电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering 基于SDC3321小功率开关电源的设计文/杜国清(广州大学松田学院广东省广州市511370)摘要：本文阐述的以SDC3321为控制芯片，搭配外围电子元件构成小功率开关电源，并对外围电子元件的选择进行分析说明。
该电源可以作为便携式音频设备和电子玩具的充电器使用。
关键词：原边反馈；双绕组架构；开关电源1引言在日常生活中，开关电源作为各种电子设备中不可缺少的组成部分，它的性能直接影响着电子设备的各项指标和可靠性。
以往开关电源的设计通常采用控制电路与功率管相分离的拓扑结构，这种方案存在着成本高、系统可靠性低等问题。
随着高频开关电源技术的发展，新型智能高频开关电源集成芯片也越来越多，SDC3321就是其中一款具备高效率低待机功耗的原边反馈小功率电源控制芯片，本文设计应用它构成高效低成本的电源电路，介绍其设计原理和方法。
2SDC3321芯片介绍2.1SDC3321芯片功能描述SDC3321是一款高度集成的AC-DC反击拓扑电源控制芯片，采用原边反馈，省去反馈绕组，内置自供电模块和耐压达850V 功率管，工作在DCM模式，使用频率调制技术，降低EML在85VAC-265VAC的电压范围内实现CC模式和CV模式，芯片内部具有过压保护、欠压保护、输出短路保护、过温保护和内置输出补偿等功能。
2.2SDC3321的引脚功能SDC3321引脚如图1所示，采用SOP-7封装，共七个引脚，具体功能如下：①脚Vcc为供电引脚：外接电解电容，电源上电后，芯片内部的电流源给VCC脚的电容充电，电容上的电压达到芯片工作电压时，芯片正常工作，VCC电容电压给IC供电。
当VCC电容电压低时，芯片自供电线路再次给VCC电容充电，以保证芯片正常稳定工作。
②脚FB为电压反馈脚，是调节电源电压的引脚，输出电压由FB脚的电阻分压控制，分上拉电阻和下拉电阻。
低噪声高速低功耗运放设计与实现运放（Operational Amplifier，简称 OP-AMP）是一种用于信号放大和处理的电子器件，广泛应用于模拟电路中。
低噪声、高速和低功耗是现代运放设计的重要目标。
首先，为了实现低噪声设计，我们可以采取以下几种方法：1. 降低输入等效噪声电压密度（Input Equivalent Noise Voltage Density，简称 INVD）：选择低噪声的晶体管或放大器结构，使用低噪声电阻，并采取阻抗匹配的措施。
2.减小前级放大器的噪声系数：通过增大前级放大器的带宽，降低其噪声系数。
可以通过增大传输电导，降低内部抵消电导，增加前级放大器的输出电导来实现。
3.减小反馈电阻的噪声：通常使用反馈放大电路来降低放大器的噪声，但是反馈网络中的电阻也会引入噪声。
采用尽量大的反馈电阻来减小噪声，但不能过大，否则会增加放大器的失真。
其次，为了实现高速设计，可以采取以下措施：1.选择高带宽的晶体管：晶体管的带宽是实现高速设计的基础。
选择带宽高、速度快的晶体管，可以提高运算放大器的工作速度。
2.优化放大器电路结构：合理设计运放的电路结构，降低电路中的不必要电容和电感，减小传输延迟，提高工作速度。
3.优化电源电路：提供高速低噪声的稳压电源，减小电源波动对运放的影响，提高稳定性和工作速度。
最后，为了实现低功耗设计，可以考虑以下几个方面：1.选择低功耗的晶体管：现代CMOS工艺的晶体管具有功耗较小的特点，在设计过程中，可以选择合适的晶体管类型，并对其进行合理的偏置设计。
2.优化功率耗散的电路结构：通过合理设计电路结构，减小功率耗散，例如采用单位电流源偏置电路来降低静态功耗。
3.降低供电电压：供电电压的降低可以降低功耗，但同时也会影响放大器的增益和带宽。
需要在功耗和性能之间进行权衡。
综上所述，低噪声、高速和低功耗是运放设计的重要目标。
在具体的设计过程中，需要根据实际应用的需求和限制进行权衡，采取合适的方法和措施来实现这些目标。
高精度低功耗电流采样电路设计陈艳;沈放;杨凡【摘要】为了实现低功耗高精度电流检测,设计了一种基于运算放大器的具有对称结构的电阻采样结构,该结构不仅实现采样电压和采样电流的高线性度,而且能实现对微弱采样信号的可靠检测.设计的电路架构中包含5个电流-电压转换阶段,基于Hspice仿真,设计电路内部匹配电阻网络,以减小输入失调电压对采样的影响,拓展共模输入范围.该采样电路架构通过某0.35μm BCD工艺实现,版图面积仅为0.12 mm2,实测结果证明其工作电流小于1μA,采样电压检测精度高达5 mV,且具有高速响应能力.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2018(041)005【总页数】5页(P1211-1215)【关键词】微电子电路;电流采样;Hspice;高精度;低功耗【作者】陈艳;沈放;杨凡【作者单位】南昌大学科学技术学院,南昌330029;南昌大学科学技术学院,南昌330029;江西科技师范大学通信与电子学院,南昌330013【正文语种】中文【中图分类】TN432电流采样电路在电源管理类芯片及系统中不可或缺[1-4],在各种开关变换器、电子产品适配器、功率放大器以及二次电源中均有广泛的应用。
然而,在如存储器、传感器等对功耗、精度、速度有严格要求的场合,传统检测方式的效果差强人意,难以满足日益严苛的应用需求。
如文献[5]中提到的在功率开关管旁并联采样管,基于比例采样的思路检测电流。
该检测方式虽简单易行,然而由于采样管和功率管的漏源级电压并不相同,因此沟道长度调制效应明显,同时由于采样管和功率管的个数比较大,所以难以在版图上实现良好匹配且后续电路仍需电流-电压转换电路。
因此,这种采样方式的检测精度较低且功耗较大。
文献[6-7]中提到的基于电阻采样的检测方式克服了采样精度较低的问题,然而由于采用常规比较器进行电压判别,因而难以实现低功耗应用。
本文立足于对现有检测机制的原理和不足的分析,提出一种具有超低待机功耗同时具有高采样精度的新型电流检测架构,如图1所示。
模电课程中Widlar 微电流源电路教学分析*王浩，李祥振，欧毅（杭州电子科技大学通信工程学院，浙江杭州310018）镜像电流源技术是模拟集成电路中的重要技术，用于提供偏置电流和作为有源负载[1-2]。
其中的威尔逊电流源（Wilson Current Mirror ）是在泰克（Tektronix ）公司[3-4]工作的集成电路设计工程师George R.Wilson 在1967年提出的改进型镜像电流源技术，较好地解决了基本镜像电流源的Early 电压效应，具有较高的输出电阻。
[5]（George R.Wilson 和同样在泰克公司的Barrie Gilbert 相互挑战，经过一夜的时间找到一种改进的镜像电流源，而且仅含有三个晶体管，最后George R.Wilson 赢得了挑战。
）镜像电流源在集成电路中实现较小电流值的电流源时由于需要阻值大的电阻而比较困难。
Widlar 微电流源（Widlar Current Source ）电路[6-7]（如图1所示）是由当时在仙童半导体公司（Fair-child ）工作的Robert John Widlar （具有传奇色彩的集成电路设计工程师[8]）在1965年发明的可以在集成电路中以较小的电阻实现电流值较小的电流源，该电流源被应用在Robert John Widlar 当时设计的非常成功的μA709运算放大器上[9]。
微电流源电路可以应用在运算放大器（μA709、LM709、μA741）、带隙基准电路[10-12]以及甲乙类功率放大电路（用于克服交越失真）中。
图1Widlar 微电流源电路Widlar 微电流源电路是华科版电子技术课程中的基本电路之一[1]，该电路输出的（微小）电流基本恒定（输出电流值基本不随负载变化而变化），教科书中的分析较为简略，论文结合高等数学基本知识（二元函数的泰勒近似）和电路基本分析方法（节点电压法）对该电路进行了较为详细的理论仿真分析（即如何求解输出电流）。
led照明驱动电路设计与实例精选LED（Light Emitting Diode）是一种半导体光电器件，在现代照明领域得到广泛应用。
要实现LED的照明功能，首先需要设计相应的驱动电路，以保证LED的正常工作。
本文将介绍LED照明驱动电路的设计原理和实例精选。
LED照明驱动电路设计原理LED照明驱动电路的设计原理主要包括功率转换和电流控制两个方面。
1.功率转换：LED照明需要将输入电源的直流电能转换为适合LED的电流和电压。
常见的功率转换方式有线性功率转换和开关功率转换两种。
线性功率转换方式简单，但效率低，常用于小功率LED照明。
其中，电阻器限流电路和电流源限流电路是两种简单的线性驱动电路。
电阻器限流电路通过串联电阻器来限制LED的电流，但有功率损耗大的缺点。
电流源限流电路通过电流源和电阻器来限制LED的电流，有着更好的稳定性和效率，但制作复杂。
开关功率转换方式包括开关转换器和开关稳流源两种。
其中，开关转换器常见的有降压型、升压型和降升压型。
降压型开关转换器是最常用的驱动方式，将输入电源的电压通过开关元件和电感器转换为合适的电流和电压供给LED。
升压型开关转换器将输入电源的电压升高后供给LED，用于高亮度LED或串联LED。
降升压型开关转换器既能将输入电压降低，也能将输入电压升高，被用于某些特殊应用场景。
2.电流控制：为了保证LED的亮度稳定，需要通过电流控制来调节LED的工作电流。
常见的电流控制方式有恒流源控制和PWM（脉宽调制）控制。
恒流源控制通过稳流电源或电流源来提供固定的工作电流，保证LED的亮度稳定。
PWM控制通过调节开关元件的导通时间占空比，控制LED的亮度。
PWM控制有较高的效率，但可能引起视觉疲劳或视觉闪烁。
LED照明驱动电路实例精选以下是几个常见的LED照明驱动电路实例：1.电阻器限流电路电阻器限流电路是最简单的LED驱动电路，将LED直接与电源串联，通过串联电阻器来限制电流。
但由于电阻器会有功率损耗，效率较低，只适用于小功率LED照明。
