程控高效可调恒流源

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 (6)2.1 总体方案 (6)2.2 MC34063恒流源系统 (7)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 (14)2.5 系统PCB图 (14)3 硬件介绍 (15)3.1 MC34063恒流源系统 (15)3.1.1 MC34063介绍 (16)3.2.1 单片机STC10F08XE (18)3.2.3 显示部分 (23)4 软件设计 (23)4.1 单片机选择 (23)4.2 编程软件介绍 (23)4.3 系统软件流程 (24)4.4 单片机程序 (25)5 实物说明及实验部分 (30)5.1 实物说明 (30)5.2 误差计算 (31)5.3 实验部分 (31)5.3.1 第一组实验 (31)5.3.2 第二组实验 (35)总结 (38)参考文献 (39)致谢 (1)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。

恒流源在现代检测计量领域中发挥了极其重要的作用。

在浙江虎王公司开发的“线缆自动化检测设备”系统中，恒流源是重要的组成部分。

只有开发出精度高、输出功率大、可调范围广的高精度恒流源，“线缆自动化检测设备”才能满足“精准、快速、智能地检测各类线缆”的技术要求。

因此，本文着重探讨该系统中高精度可调恒流源的设计问题。

一、系统设计高精度可调恒流源主要由两部分组成：一是电流源主电路，二是控制电路。

其中主控电路主要由两块场效应管产生输出所需的大电流，控制电路主要由ＰＷＭ控制芯片ＳＧ３５２５及运放构成闭环负反馈。

系统结构图如图１所示。

图1恒流源主电路由整流滤波、ＭＯＳ管驱动、电流输出等三部分电路模块组成。

其中ＭＯＳ管驱动电路如图２所示，图中开关管Ｑ１、Ｑ４是电压驱动全控型ＭＯＳＦＥＴ，具有输入阻抗高、驱动电路简单、驱动功率小、开关速度快及安全工作区大等优点。

半桥式逆变电路一个桥臂由开关管Ｑ１、Ｑ４组成，另一个桥臂由电容Ｃ６、Ｃ９组成。

通过调节开关管的占空比，就能改变变压器二次侧整流输出平均电压Ｖｏ，经全波变换和电感去噪后，对外输出电流。

图2场效应管选择２ＳＫ２６４８型芯片，它的最大漏极电流９　Ａ，最大功耗１５０Ｗ。

由于流过场效应管的电流较大，场效应管的发热比较严重，为保证恒流源的可靠工作，可以给场效应管加装合适大小的散热片。

恒流源控制电路由信号采样、比较放大、ＰＷＭ控制、推挽等电路模块组成，是稳定恒流输出、提高调节精度的关键所在，控制环节的好坏直接影响电路的整体性能。

如图３所示，本设计采用以ＳＧ３５２５芯片为核心的恒频脉宽调制控制方式。

ＳＧ３５２５芯片的脚５和脚７间串联一个电阻Ｒｄ，可以在较大范围内调节死区时间。

ＳＧ３５２５的振荡频率可表示为：式中ＣＴ，ＲＴ分别是与脚５、脚６相连的振荡器的电容和电阻，Ｒｄ是与脚７相连的放电端电阻值。

取值分别为浅谈高精度可调恒流源的设计文/高建强 李　博1(0.73)sT T dfC R R=+ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ812011 3ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ2011 382２２００ｐ、１０ｋ、１５０，即频率为６１ｋｈｚ。

ｗａ ｓ ｄ ｆ ｒｉ ｔ ｌ ｇ ｎ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ．Ｔ ｅ ｈ ｒ ｗａ ｅ ｓｒ ｃｕ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｐ ｉｃ ｐ ｅ ｗｅｅ ｅ ｐ ｔ ｔｄ，ｔ ｅ ｓ ｆ ａ ｅ ｏ ｕ ｒ ｎ ｓ ｕ ｅ ｏ ｎ ｅｌ ｅ ｔｃ ｎ ｒｌ ｓ ｓｅ ｉ ｈ ａ ｄ ｒ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｈ ｒ ｉｌ ｒ ｘ ａｉ ｅ ｎ ａ ｈ ｏｔ ｒ ｆ ｃ ｒｅ ｔ ｗ ｓ ｕ ｃ ｎ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｕ ｓｗｅ ｅ ｄ ｓ ｒ ｅ ． ｈ ｙ ｔｍ ｓ ｓ ｃ ｅ ｓｕ ｌ ｅ ｅｏ ｅ ． ｈ ｘ ｅ ｉ ｎ ｅ ｕ ｔｓ ｏ ｓ ｔ ａ ｏ ｒｅａ ｄ ｅｐ ｒ ｍｅ ｔｌｒ ｓ ｈ ｒ ｅ ｃ ｉ ｄ Ｔ ｅ ｓ ｓ ｂ ｅ ｗａ ｕ ｃ ｓ ｆ ｌ ｄ ｖ ｌ ｐ ｄ Ｔ ｅ ｅ ｐ ｒ ｙ ｍｅ ｔｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｈ ｔ
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ｍｕ ｔ－ｈａ ｎｅ ｇｔ ｌ ｏ ｒ ｌｅ ｕｒｅ Ｏ ｒ ｅ ｗａ ｎａｙ ｅ ｌｉｃ ｎ ｌｄｉｉａ ｃ ｎｔｏ ｌｄ ｃ ｌｎｔＳ Ｕ ｅ ｓ ａ ｌｚ ｄ， １ ｈｉ ｍｉ ｒ —ｏ ｒ ｌｅ ｉ ｐ ｏ ｃ ｄ ｂ ｎｆｎｉｎ ｃ ｒ ｒｔｏ ’ ｔ ｃ ｏｃ ｎｔｏｌ ｒｕｎｔ ｒ ｄｕ ｅ ｙ Ｉ ｅ ｏ ｏｐｏ ａｉｎ ６一
原 理和 硬 件 结 构 ， 出 了恒 流 源 系统 的软 件 设 计 和 实验 结 果 。实验 结 果表 明 ， 系统 电 流 步进 值 为 １ｍＡ． 制 精 度 达 给 该 控 到 ０１ ． ．％ 系统 工作 稳 定 、 关键 词 ：恒流 源 ；单 片机 ；Ｂ ｃ ｕ ｋ电路 ；脉 冲 宽 度 调制

多路输出程控恒流源设计来源：电子设计工程作者：张薿文吴云峰胥嫏岳松刘霞恒流源是能够向负载提供恒定电流的电源。

现代电子技术的广泛应用，促进了对恒流源的需求。

在LED照明应用中，LED对电流的敏感度高，因此，性能良好的恒流源可以极大地提高LED的使用寿命，本文主要介绍了一种多路输出程控恒流源系统的设计和实现。

该恒流源每一路输出电流在O～3．5 A可选，可满足多种使用需求。

1 程控恒流源电路设计该系统采用3路恒流源并联输出结构，每路电流输出大小可以独立控制，并由自己独立反馈控制回路，能自行稳定其输出电流。

电流输出形式多样，可以3路同时工作，每路输出电流大小保持独立；在长时间工作时，也可以3路分时工作，以避免电路元件工作在长时间、大电流状态下疲劳性损坏。

此外，多路电流并联输出结构，可以在单路烧毁的情况下使用余下通道，从而不至于影响整个系统。

同时，采取每通道模拟部分单独成PCB板，可以适应通道扩展要求。

本文所提出的程控恒流源是以单片机为核心，通过与电压电流转换电路相结合的方法，实现电流可预置、可连续调节的功能，该系统主要包括两大部分：数控模块和直流电源模块。

本设计的系统结构框图如图1所示。

1．1 直流电源模块的设计该恒流源采用Buck电路，前端采用电源模块输入，电路简单，易于控制。

Buck电路是应用很广泛的降压电路，主电路由不受控整流管、电感、开关管和滤波电容组成。

其输入侧由开关管的通断实现对输入电压的斩波；输出侧由电感、电容组成二阶滤波网络，可以减小输出电压、电流纹波。

图2中，当开关管导通，整流管截止时，忽略开关管的导通压降，电感L两端的电位为VIN和输出电压VO，且近似保持不变，故电感电流线性增加，此时在电感中储存能量。

若电容C两端的电压比输出电压略低，则电源还需为电容充电，在电容中储存一定的能量。

此过程负载消耗的能量由电源提供。

一旦开关管变为截止，整流管导通，电感L中的磁场将改变其两端的电压极性，以保持其电流方向不变。

C8051FF330D单片机程控恒流源设计设计概述：C8051FF330D单片机程控恒流源是一种通过单片机控制的电流源，用于对电路进行恒流驱动。

该设计采用C8051FF330D单片机作为控制主控芯片，通过主控芯片控制外部电路的电流输出。

设计中包括电流采样电路、恒流驱动电路和主控芯片控制电路。

一、电流采样电路设计电流采样电路用于采集被控电路的电流值，并将电流值转换为电压信号，供后续的主控芯片进行处理。

电流采样电路的设计要求采集准确度高、波动小。

一种常用的电流采样电路设计方案是使用电流互感器和运算放大器。

电流互感器将被控电路的电流传感变为电压变化，运算放大器将电压放大并转化为适合单片机ADC输入的电压范围。

二、恒流驱动电路设计恒流驱动电路用于将主控芯片输出的数字信号转换成恒定的电流驱动被控电路。

设计中，可以使用二极管和电阻串联的方式实现电流的恒定驱动。

通过改变电流采样电路采集到的电流值，主控芯片可以根据设计要求来调整电阻的电压，进而变化电流。

三、主控芯片控制电路设计主控芯片控制电路设计中，C8051FF330D单片机作为主控芯片，通过控制IO口来实现对恒流驱动电路的控制。

设计中，单片机需要采集电流值，并通过内部定时器，进行控制算法的运算，然后控制IO口输出相应的数字信号，以实现对恒流驱动电路的控制。

四、软件设计在主控芯片控制电路设计中，软件设计起到了至关重要的作用。

主要包括控制算法的设计、定时器的设置和IO口的控制。

控制算法的设计中，可以根据实际需求采用PID控制或者其他的控制算法，根据电流采集到的数值进行判断和调整。

定时器的设置主要涉及到控制算法的执行周期，根据实际需求进行设置。

IO口的控制主要用于触发恒流驱动电路的开关，根据控制算法的输出结果进行控制。

五、系统性能评估在设计完成后，需要对系统进行性能评估，包括电流采样电路的准确度、恒流驱动电路的稳定性和主控芯片控制电路的控制精度。

通过实际的电流输出和实际需求进行对比，评估系统的性能是否满足设计要求。

（ ． 尔 滨 理 工 大 学 测 控 技 术 与通 信 工 程学 院 ， 龙 江 哈 尔 滨 １０ ８ ； １哈 黑 ５０ ０
２ 沈 阳 化 工 学 院 数 理 系 ， 宁 沈 阳 １０ ４ ） 、 辽 １ １２
摘
要 ：介 绍 了程 控 恒 流 源 电路 的设 计 。该 程 控 恒 流源 电路 的 原 理 是 由单 片 机 片 内 定 时 器 输 出 的 脉 宽 调
制信号产生可控 的电压输 出 ， 并用该电压控制恒流源产生可控 电流 ， 通过单 片机的键盘接 口对输 出电流进
行设 定 ， 从而实现输 出电流 的连续凋节 与电流的动态 测量 ， 用该程控恒 流源 电路 进行 了气 敏元件烧 结 、 采
老化装备设计 ， 保证 了气敏元 件的产品质量。 关键词 ：脉宽调制 ； 程控恒 流源 ； Ｐ ３ 单 片机 ＭＳ ４ ０
ｃ ｎｒ ｌ ｂ ｅ ｖ ｌ ｇ ｈ ｃ ｓ ｇ ｎ ｒｔｄ ｂ ｃ ｏ ｏ ｕ ｅ ’ ｉ ｒ ｏ ｔ ｕｔ ｇ ｐ ｌｅ ｗ ｄ ｈ ｓｇ ａ ｓ ａ ｐ ｉｄ ｔ ｏ ｔ ｌ ｌ ｏｔ ｅ ｗ ｉｈ ｉ ｅ ｅａ ｅ ｙ ｍｉｒ ｃ ｍｐ ｔ ｒ Ｓ ｔ ｏａ ａ ｍｅ ｕｐ ｔ ｎ ｕｓ — ｉ ｔ ｉｎ ｌ ｉ ｐ ｌ ｏ ｉ ｅ ｃ ｎ ｒｌｔ ｅ ｃ ｎ ｔｎ — ｕ ｅ ｔｓ ｕ ｃ ｏ ｐ ｏ ｕ ｅ ｃ ｎ ｒｌ ｂ ｅ ｃ ｒｅ ｔ Ｃ ｒ ｎ ｕｐ ｔ ｉ ｓ ｔ ｂ ｃ ｏ ｏ ｕ ｅ ’ ｏ ｔ ｈ ｏ ｓ ｔ ｒ ｎ ｏ ｒ ｅ ｔ ｒ ｄ ｃ ｏ ｔｏｌ ｌ ｕ ｎ ． ｕ ｅ ｔ ｏ ｔ ｕ ｓ ｅ ｙ ｍｉｒｃ ｍｐ ｔ ｒ Ｓ ｏ ａ ｃ ａ ｉ ｔｒ ｃ ｅ ．Ｃｕ ｅ ｔ ｏ ｔ ｕ ｉ ｒ ｇ ｌ ｔｄ ｏ ｔ ｕ ｕ ｌ ａ ｄ ｃ ｒｅ ｔ ｓ ｎｅ ｆ ｅ ｋ ｙ ａ ｒ ｎ ｕｐ ｔ ｓ ｅ ｕ ａｅ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ｎ ｙ ｎ ｕ ｒ ｎ ｉ ｍｅ ｓ ｒ ｄ ｙ ａ ｃ ｌ ．Ｔ ｉ ｒ ｇ ａ ａ ｕ ｅ ｄ ｎ ｍｉａｌ ｙ ｈ ｓ ｐ ｏ ｒ ｍ— ｃ ｎ ｒｌ ｄ ｃ ｎ ｔ ｎ — ｕ ｒ ｎ ｏ ｒ ｅｃｒ ｕ ｔ ｓｕ ｅ ｏ ｄ ｓｇ ｈ ａ ｅ ｓ ｒ ｉｔ ｒ ｇａ ｄ ａ ｉ ｇｅ ｕｐ ｎ ， ｉ ｈ ｃ ｎ ｏ ｔ ｌ ｏ ｓａ ｔｃ ｒｅ ｔ ｕ ｃ ｉ ｉ ｉ ｓ ｄ ｔ ｅ ｉ ｎ ｔｅ ｇ ｓｓ ｎ ｏ ｎ ｅ ｉ ｎ ｇｎ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｗｈ ｃ ａ ｏ ｅ ｓ ｃ ｓ ｎ

用于应变仪的程控精密激励源设计1 引言在工程实践中，应力变化的测量是一个十分重要又要求甚高的领域。

由于应变测量属于微弱信号测量，需要检测出几十微欧的变化，为减少非线性误差，所以常常采用差动电桥，恒流源或者恒压源的测量方案，其中恒压／恒流源的精密程度直接决定了应变测量的精密程度。

这就提出了对高精密度的恒压／恒流源要求。

2 应变测量原理及其要求应变片测量应变时是利用电阻丝的电阻率随丝的变形而变化的关系，把力学参数转化成与之成比列的电学参数。

应变片在工作过程中引起的是电阻的变化。

通过测量电桥的微小电阻变化转换成电压或电流的变化，再经过放大器放大，并根据某一比列常数关系，将其变换成试件的应变值面展示出来。

完成上述工作的仪器叫做应变仪。

其原理如图1所示。

应变片所感受的机械应变量一般为10-6-10-2，随之而产生的电阻变化率也大约在10-6～10-2数量级之间。

这样小的电阻变化一般的电阻测量仪表很难测出，所以必须采用一定形式的测量电路将微小的电阻变化率转化成电压或电流的变化，才能用电子仪表纪录或显示出来。

测量电路至少满足下面两个要求：(1)测量电桥和其激励都应当有足够高的精度，并可根据测试的不同要求，可灵活控制激励大小。

(2)能将微量的电阻变化率转变成电压或电流的变化，并具有足够高的灵敏度。

本文详细探讨精密可程控恒压恒流源的发生、控制、驱动的设计。

3 激励源方案设计应变仪对桥源的精度要求很高，所以在电源的设计过程中一定要注意电源的精度能够达到要求。

电源除了要满足精度要求以外，为了满足不同的应用场合，应变仪还要求电源能提供电压源和电流源两中不同的电桥形式。

当仪器仪表输出的模拟信号需要传输较远距离时，一般采用电流信号而不是电压信号，因为电流信号抗干扰能力强，信号线电阻不会导致信号损失。

电流大小由负载大小决定，一般为0 mA～20 mA。

当智能仪器输出的模拟信号需要传输给多个仪器仪表时，一般采用直流电压信号而不是直流电流信号。

【 键 词 】恒 流 源 ；Ｃ ０ １ ；ＩＣ 总 线 ；掉 电保 护 关 ８５Ｆ ２ 【 中图分类号 】Ｔ ３ ３ Ｐ ０ 【 文献标识码 】Ａ
【 文章编号 】１０ — １ １２ １）０ ０ ６ — ２ ０ ８ １５ （０ ０１ — １９ ０ 数码管或者 ６ 位 独立 的 ＬＤ 同时可以扫描 管理 多达 ６ ４ Ｅ， ４位按 键。Ｚ Ｇ ２ ０ Ｌ ７９ Ｂ采用 Ｉ 。 Ｃ总线与单片机相连，仅需两根信号线 即可传递 数据 。采用专用芯 片可 以简化 电路和程序 ，减轻了 电路调试的负担 。作为工业级芯片 ，也有较 强的抗干扰能力 。
（ 阳师范学院 ，河南 信 阳 ４ ４ ０ ） 信 ６００
【 摘 要 】以 Ｃ８ ５Ｆ单片机 为核 心的可编程 恒流源控 制器的设 计 ，采用 Ｃ ０ １ ０１ ８ ５ Ｆ内部的 电流方式 Ｄ／ Ａ转换 器和 电流／ 电压 转换 电路输 出 Ｏ ４ 的模拟量 ，用于控制恒流 源输 出电流按设 定值 变化 。同时扩展有 ＩＣ 总线接 口和键盘显 示电路 ，方便进行 ＝Ｖ ２ 系统功能的扩展 。设计具有 电流纹波 小、控制精度 高和运行稳定等特 点。
设计 中， 了使 电源稳定 ， Ｖ Ｃ和 Ｇ Ｄ接入 ４ ￣４ ０ Ｆ 为 在 Ｃ Ｎ ７ ７ｕ 的 电解 电容 ，如 图 ２所示 。数码管在工作 时要消耗较大 电流 ， 故取限流电阻典型值为 ２ ０ 由于数码管扫描和键 盘扫 描线 ７ Ｑ。 共 用，因此 需要二极管 Ｄ 防止按键干扰数码管显示 。 １ ２ 模拟 量输 出接 口电路 ． Ｃ ０ ３０ ８ ５ Ｆ ３ Ｄ内部有 一个 １ 位 电流方式 Ｄ Ａ转换器 ＩＡ ， １ Ｏ ／ ＤＯ 其最大输 出电流 可以有三种不 同的设置 ：０ ５Ａ ｍ ． ｍ 、ｌＡ和 ２ Ａ ｍ。 ＩＡ Ｄ Ｏ有灵活 的输 出更新机制 ，允许无缝满度变化 ，支持无抖 动波形更新 。Ｉ Ａ Ｄ Ｏ有三种更新方式：写 ＩＡ Ｈ Ｄ Ｏ ，定时器溢 出 和 外 部 引脚 边 沿 出发 。本 设 计 采 用 Ｐ ． １０输 出，并 采 用 定 时 器 溢 出的 更 新 方 式 。

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。

恒流源是电气 系统 中不可缺少的 ． 它要求输 出稳定 、 可控 的电流 ， 且对精度 的要求也越来越高 ， 原本由开关达林顿 电路 、 开关 电源等模 拟 电路实现 的恒流源已经不能满 足要求 本系统 基于 自动控制 中的闭 环反馈原理 ．通过单片机对模 数转换器采集 的采样电阻反馈信号 ． 再 运用控制算法实时跟踪反馈信号来 同步调节数模转换器输 出调节 电 压． 从而实 现对输 出电流的精确控 制。本 系统可 以实现输出 电流范 围 在１ ０ ｍ Ａ至 ２ ０ ０ ０ ｍＡ、 步进为 ｌ ｍ Ａ的恒流源 。 在不同负载情 况下 ， 输 出 电流变化 的绝对值小于或等于输出电流值 的 ０ ． １ ％＋ ， 一 ｌ ｍ Ａ 。本 系统可 以在工业或实验 系统 中作为恒流源使用 由图可知 ： 根据运放特性 可得 ： ＝
（ Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｒａ ｉ ｌ ｗ ａ ｙ Ｖ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ， Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｈｕ ｂ ｅ ｉ ， ４ ３ ０ ０ ２ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
【 Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ］ Ａ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｃ ｏ ｍ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｏ ｆ Ｍ Ｏ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｅ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ａ ｍ ｐ ｌ ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ ｓ ，ｕ ｓ ｅ ｄ ８ ９ Ｃ ５ ５ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ａ ｓ Ｅ＆Ｔ Ｅ Ｃ ＨＮ Ｏ Ｌ Ｏ ＧＹ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ ＭＡ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ
０职校论坛 。

恒流源使用说明书一、恒流源概述恒流源是一种用于提供恒定电流输出的电子设备。

它能够在不同负载条件下稳定输出所需的恒定电流，适用于各种电路和设备的测试、研发以及实际应用场景。

二、恒流源的特点1. 稳定性：恒流源能够稳定输出所需的恒定电流，保证电路和设备在工作时得到恒定的电流供应。

2. 可调性：恒流源具有可调节输出电流的功能，用户可根据实际需求进行电流的调整。

3. 高精度：恒流源在输出电流方面具有较高的精度，保证输出电流的准确性。

4. 保护功能：恒流源具备过流、过压等保护功能，有效保护设备和电路的安全运行。

三、恒流源的安装与连接1. 安装：将恒流源放置于平稳的工作台面上，避免与其他电子设备或易燃物品靠近。

确保设备通风良好，并远离潮湿环境。

2. 连接负载：将负载设备与恒流源的输出端相连，确保连接牢固可靠。

注意连接极性正确，避免连接错误导致设备损坏或人身安全问题。

四、恒流源的调节与设置1. 电源接通：将恒流源接入电源，并确保电源供应稳定。

确认电源指示灯亮起，表示电源供电正常。

2. 选择输出电流范围：根据实际需求，选择恒流源的输出电流范围。

通常恒流源提供多种规格的输出电流范围可供选择。

3. 调节输出电流：使用恒流源的调节旋钮或面板上的调节功能，将输出电流调节至所需数值。

注意逐步调节，避免一次性大幅度调节导致设备异常。

4. 保存设置：调节完成后，按下恒流源面板上的保存按钮，将当前的输出电流设置保存。

五、恒流源的注意事项1. 阅读使用手册：在操作恒流源前，请仔细阅读使用手册，了解其功能特点和使用方法。

2. 避免过载：在使用恒流源时，避免将负载电阻过小，以免超出恒流源的最大输出电流和功率限制，导致设备故障或损坏。

3. 校准与维护：定期对恒流源进行校准和维护，确保其输出电流和精度的准确可靠性。

4. 安全注意：在使用恒流源时，请遵守相关的电气安全规范，确保人身安全。

在调节恒流源时，避免触及裸露导线和连接器。

六、故障排除在使用恒流源时，可能会出现以下故障情况，请按以下步骤进行排除：1. 无输出电流：检查电源是否接通，确认输出电流设置是否正确。

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。

AD5542 设计的高精度数控恒流源技
本文给出了一种基于AD5542 设计的高精度数控恒流源电路，并已成功应用于陀螺和加速度计等测试中。

随着电子技术向各个领域的渗透，许多场合，尤其是高精度测控系统需要高精度、高稳定性的数控恒流源。

数控恒流源主要由D/A 来控制电流输出大小，恒流源的分辨率、精度、稳定性主要取决于D/A 芯片及其外围电路，因此要达到高精度、高稳定性的恒流源，必须在选器件上慎重考虑。

基本原理
该高精度数控恒流源的结构原理框图如图1 所示，它由总线端、数字隔离电路、D/A 转换电路、V/I 转换电路组成，D/A 采用16 位芯片AD5542，V/I 转换电路采用了高精度运放OP97 和三极管来实现。

图1 高精度数控恒流源的结构原理框图
硬件电路设计
1 D/A 转换电路
数字隔离电路采用专门的磁隔芯片，在此不作介绍。

AD5542 是ADI 公司的一款单通道、16 位、串行输入、电压输出数模转换器，采用5V 单电源供电。

采用多功能三线式接口，并且与SPI、QSPI、MICROWIRE、DSP 接口标准兼容。

可提供16 位性能，无须进行任何调整。

DAC 输出不经过缓冲，。

３ １ 减 小 调 整 管 功 耗 的方 法 ． 如 何 降低 调 整
管 的功耗 ， 是 恒 流 源设 计 必 须考 虑 的重要 因素 ．
根据输 出功率 的计算公式 Ｐ 。 ＝ ／ Ｒ 。 ＝ 启 Ｒ 。 可知 ， 降 低 调 整 管 功耗 的 途 径 有 ３ 种： ① 采 用 多
第２ ７ 卷 第４ 期
２ ０ １ ３ 年０ ８月
空 军 预 警 学 院 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ａｉ ｒ Ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ Ｅａ ｒ ｌ ｙ Ｗａ ｍｉ ｎ ｅ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍ
、 ， ０ １ ． ２ ７ Ｎｏ． ４ Ａｕ ｇ． ２ ０１ ３
摘
要： 针 对 串联 负反馈 恒 流 源 功耗 大、 效 率低 的 问题 ， 详 细分 析 了影 响 恒 流源 输 出 电流精 度 的 各种 因素 ， 提
出 了一 种 基 于 功 率调 整 管 漏 源 电压 随输 出 电流 自动 改 变原 理 的 以 Ａ Ｄ ｕ Ｃ ８ ４ １ 单 片 机 为控 制 核 心 的 恒 流 源控 制 方
是 影 响恒 流 源 输 出 电流 精 度 的 主要 因素 ； 其 他 则
是 次 要 因素 ， 可 不考 虑 ．
２ ） 控 制 方 式 ． 串联 负 反 馈 直 流 恒 流 源 的 控
制 方 式 有 误 差 放 大 器 负 反 馈 和 Ｐ Ｉ 调 节 控 制
２ 种 ．前 者 虽 然 能 实 现 输 出 电流 的恒 定 ， 但输 出 电流 稳定 性 和 负 载动 态 性 能差 ； 后 者 则 电 流稳 定 性 和负 载 动 态 性 能 均 较 好 ． Ｐ Ｉ 调 节 控 制 又 分 为 模拟 Ｐ Ｉ 调节控 制和数字 Ｐ Ｉ 调节 控制 ， 两 者 的 恒 流 控 制原 理 一 致 ， 都 是 将 给 定 电流 值 与 输 出 电流 反 馈 值 比较 ， 电流 差 值 经 过 Ｐ Ｉ 运 算 后 控 制 调 整 管 栅 源之 间 的 电压 ， 从 而 改 变调 整 管 漏 源 问 的输 出 电流 ， 最 终 实 现输 出反 馈 电 流与 给 定 电 流 的无

第一章绪论众所周知，许多科学实验都离不开电源，并且在这些实验中经常会对通电时间、电压高低、电流大小以及动态指标有着特殊的要求，然而目前实验所用的直流电源大多输出精度和稳定性不高；在测量上，传统的电源一般采用指针式或数码管来显示电压或电流，搭配电位器来调整所要的电压及电流输出值：使用上若要调整精确的电压或者电流输出，须搭配精确的显示仪表监测，又因电位器的阻值特性非线性，在调整时，需要花费一定的时间，况且还要当心漂移，使用起来非常不方便。

因此，如果直流电源不仅具有良好的输出质量而且还具有多功能以及一定的智能化，以精确的微机控制取代不精确的人为操作，在实验开始之前就对一些参数进行预设，这将会给各个领域中的实验研究带来不同程度的便捷与高效。

§1.1 恒流源的应用1.1.1 在计量领域中的应用电流表的校验宜用恒流源。

校验时，将待校的电流表与标准电流表串接于恒流源电路中，调节恒流源的输出电流大小至被校表的满度值和零度值，检查各电流表指示是否正确。

在广泛应用的DDZ系列自动化仪表中，为避免传输线阻抗对电压信号的影响，其现场传输信号均以恒流给定器提供的 0~10mA(适用于DDZ-II系列自动化仪表)或 4~20mA(适用于DDZ-III系列自动化仪表)直流电流作为统一的标准信号，便于对各种信号进行变换和运算，并使电气、数模之间的转换均能统一规定，有利于与气动仪表、数字仪表的配合使用。

在某些精密测量领域中，恒流源充当着不可替代的角色。

如给电桥供电、用电流电压法测电阻值等。

各种辉光放电光源：如光谱仪中的氢灯、氖灯，一旦被点燃，管内稀薄气体讯速电离。

由于离化过程的不稳定性并恒有增加的倾向，放电管中的电流将随之上升。

因此，在灯管上加以恒定电压时，它是不稳定的，其电流值可能增大到使灯管损坏。

为了稳定放电电流，从而稳定灯管的工作状态，最好采用恒流源供电。

各种标准灯(如光强度标准灯等)的冷态电阻接近于零，在使用时为防止电流冲击，一般通过调压器或限流电阻逐步加大电流至额定值，既不方便，又不安全。

程控电源控制方案概述程控电源是一种可以通过计算机或控制系统进行远程控制和调节的电源设备。

它可以为各种电子设备提供稳定可靠的电源，广泛应用于科研实验、工业生产、通信设备等领域。

本文将介绍程控电源的基本原理、控制方案和应用场景。

首先，我们将了解程控电源的工作原理和基本组成部分，然后介绍一种常见的程控电源控制方案。

最后，我们将讨论程控电源的应用场景和未来发展。

程控电源的工作原理程控电源的工作原理主要基于反馈控制理论。

它通过不断监测输出电压和电流，并与预设值进行比较，以调整电源的输出特性，以实现恒定的电压或电流输出。

程控电源通常由以下几个组成部分构成：1.控制器：控制器是程控电源的核心部件，它接收来自计算机或控制系统的控制信号，并发送相应的调节信号给功率放大器来控制输出电压或电流。

2.反馈传感器：反馈传感器负责监测输出电压和电流，并将实际值反馈给控制器进行比较。

3.功率放大器：功率放大器根据控制器发送的调节信号，调整输入电源的输出特性。

4.可编程电子负载：可编程电子负载是程控电源的可选部件，它可以模拟各种不同的负载情况，从而对程控电源进行更全面的测试和评估。

5.交流输入电路：交流输入电路负责将外部电源的电能转换为程控电源所需的直流电能。

程控电源控制方案在实际应用中，程控电源通常需要与计算机或控制系统进行连接和通信，以实现远程控制和调节。

下面是一种常见的程控电源控制方案，基于串行通信接口（例如RS-232或USB）：1.连接：首先，将程控电源与计算机或控制系统通过串行通信接口进行连接，确保信号线连接正确。

2.设置通信参数：在计算机或控制系统端设置串行通信接口的参数，例如波特率、数据位数和校验位等。

3.发送指令：通过计算机或控制系统向程控电源发送指令，指令可以包括设置输出电压或电流、查询实际输出电压或电流、开关机等控制操作。

4.接收响应：程控电源收到指令后，会执行相应的操作，并将结果通过串行通信接口发送回计算机或控制系统。

数控恒流源1.任务设计并制作数控直流电流源。

输入交流200～240V，50Hz；输出直流电压≤10V。

其原理示意图如下所示。

、要求基本要求（1）输出电流范围：200mA～2000mA；（2）可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的绝对值≤给定值的1％+10 mA；（3）具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤10mA；（4）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的1％+10 mA；（5）纹波电流≤2mA；（6）自制电源。

发挥部分（1）输出电流范围为20mA～2000mA，步进1mA；（2）设计、制作测量并显示输出电流的装置 (可同时或交替显示电流的给定值和实测值)，测量误差的绝对值≤测量值的％+3个字；（3）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的％+1 mA；（4）纹波电流≤；（5）其他。

总体设计方案经初步分析设计要求，得出总体电路由以下几部分组成：电源模块，控制模块（包括AD、DA转换）恒流源模块，键盘模块，显示模块。

以下就各电路模块给出设计方案。

控制部分方案方案一：采用FPGA作为系统的控制模块。

FPGA可以实现复杂的逻辑功能，规模大，稳定性强，易于调试和进行功能扩展。

FPGA采用并行输入输出方式，处理速度高，适合作为大规模实时系统的核心。

但由于FPGA集成度高，成本偏高，且由于其引脚较多，加大了硬件设计和实物制作的难度。

方案二：采用单片机作为控制模块核心。

单片机最小系统简单，容易制作PCB，算术功能强，软件编程灵活、可以通过ISP方式将程序快速下载到芯片，方便的实现程序的更新，自由度大，较好的发挥C语言的灵活性，可用编程实现各种算法和逻辑控制，同时其具有功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点。

基于以上分析，选择方案二,利用STC89C52单片机将电流步进值或设定值通过换算由D/A转换，驱动恒流源电路实现电流输出。