一种双极性输出大功率压控恒流源设计方案

一种双极性输出大功率压控恒流源设计方案双极性输出大功率压控恒流源是一种用于电子设备测试和研发的重要工具。它能够提供可调控的电流输出,同时具备双极性的输出功能,可以在正负电压范围内提供恒定的电流。在设计双极性输出大功率压控恒流源时,我们需要考虑以下几个方面的因素。

首先,我们需要选择合适的功率放大器。功率放大器是双极性输出大功率压控恒流源的核心组成部分,它能够将输入的电流信号放大到所需的电压范围。在选择功率放大器时,我们需要考虑其功率输出能力、线性度和带宽等参数。通常情况下,我们可以选择专用的功率放大器芯片,如OPA541等。

其次,我们需要设计电流控制电路。电流控制电路能够根据输入的电流命令信号控制功率放大器的输出电流。常见的电流控制电路包括PID控制电路和反馈控制电路。PID控制电路通过比较输入电流和实际输出电流的差异,调节功率放大器的放大倍数来实现精确的电流控制。反馈控制电路通过采集功率放大器输出电流进行反馈,调节功率放大器的工作点来实现恒定的电流输出。在设计电流控制电路时,我们需要考虑控制精度、带宽和稳定性等因素。

另外,我们还需要设计电源供应电路。电源供应电路能够为功率放大器提供稳定的电源电压和电流。在设计电源供应电路时,我们需要考虑电源噪声、电源纹波和稳定性等因素。一般情况下,我们可以选择带有稳压功能的电源模块,如LM317或LM337等。

此外,为了保护功率放大器和负载,我们还需要设计保护电路。保护电路能够在输出电流过大或过载时及时切断功率放大器的工作,以避免损

坏。常见的保护电路包括过流保护电路和过热保护电路。过流保护电路能够通过检测功率放大器输出电流,当电流超过设定值时切断功率放大器工作。过热保护电路能够通过检测功率放大器的温度,当温度超过设定值时切断功率放大器的工作。在设计保护电路时,我们需要考虑保护精度、响应时间和可靠性等因素。

最后,我们还需要设计控制接口电路。控制接口电路可以通过外部控制信号来调节双极性输出大功率压控恒流源的工作参数,如电流范围、电压范围和输出阻抗等。常见的控制接口电路包括模拟控制电路和数字控制电路。模拟控制电路通过调节电阻、电容和开关等元件来改变电流和电压的范围。数字控制电路通过数字信号处理器或微控制器等芯片来实现对双极性输出大功率压控恒流源的数值控制。在设计控制接口电路时,我们需要考虑控制精度、接口种类和响应时间等因素。

综上所述,设计双极性输出大功率压控恒流源需要考虑功率放大器选择、电流控制电路设计、电源供应电路设计、保护电路设计和控制接口电路设计等方面的因素。通过合理的设计和选择,我们可以实现高性能、高稳定性和高可靠性的双极性输出大功率压控恒流源。

恒流源设计

恒流源设计 摘要:按照设计要求,本文对恒流源的几种方案进行了比较和分析。本设计采用推挽拓扑结构为恒流源主功率电路,以SG3525为PWM控制器,对输出电流进行差分取样线性放大,进而控制输出电流达到恒流的目的。单片机部分采用AT89S52芯片,使用带串行控制10位A/D芯片对电路进行采样从而获得输出电压、电流以测量显示,通过对输出电流和输出电压的运算,达到短路保护的目的。采用TI公司的双路比较器TLC372构成过压保护电路。测试结果表明,该环路系统稳定可靠,能够达到各项指标要求。 关键字:PWM 推挽差分 一、方案论证与比较 根据题目要求,设计方框图如下: 图一总体方框图 (1)主回路选择 恒流源的主电路是恒流源的功率部分,主电路的选择主要有两种方案。 方案一:采用全桥拓扑,该拓扑的变压器双向励磁,容易达到大功率,因为半桥上的两个MOS管交替导通关断,开关管断态时承受的峰值电压为电源电压。这种拓扑结构复杂,成本高,有直通的问题,需要复杂的多组隔离电路,适用于高压大功率的电源。 方案二:采用推挽拓扑,两只MOS管交替导通,驱动简单,输出功率较大。开关管关断时承受两倍电源电压,基于成本和本题的输入电压、输出功率较小的特点,故选择此方案。 (2)辅助电源的选择 由于本题要求只能有一路输入电源,而输入电压为20V~40V。需要辅助电源,从而有效的保护MOS管,有下面三种方案选择

方案一:用7812稳压芯片产生12V 的电压,7812的最大输入电压为35V ,而本题的最大输入电压为40V ,不符合题目要求。 方案二:用SG3525做一个稳压电源,此方案的稳压电源的静态损耗大,小电流的情况下,稳压电源的效率低。 方案三:采用最简单的降压拓扑结构buck ,TI 公司的TL2575HV-12芯片将脉宽调制、功率开关管集成,电路简单,输入电压变化范围大(15V —60V ),输出电压纹波小于10mV 。 综上所述,我们选择方案三。 (3) 电流采样 为了恒定输出电流,需要对输出电流采样。电流采样主要有三种方案。 方案一:用电阻采样,在负载的上串联一个高精度的小电阻,取其两端电压进行差分放大,此方案需要在采样电阻两端加电桥衰减共模电压,为了避免差分运放的反相输入阻抗和同相输入阻抗对电桥平衡的影响,需要在差分放大输入端加跟随器,采样电阻两端的电压会在电桥上衰减,差放的放大倍数应适当补偿。此方案存在输出电压零点漂移的情况。 方案二:采用霍尔电流互感器。利用霍尔效应将输出电流转换为电动势输出,其输出电动势的大小H H O U K I B =,其中H K 表示霍尔器件的灵敏度。霍尔传感器有体积小、坚固、频率响应宽、动态范围大 、可靠性高的优点。但它的转换效率低,温度漂移大 ,在本题中要求精度比较高的情况下,需要进行温度补偿。 方案三:采用交流互感器,此方案需要在两个MOS 管接地点进行电流采样。交流互 感器的初级匝数为N1,原边电流1I ;次级匝数为N2,次边电路1 212 N I I N = ,将2I 线性放大后进行控制。此方案可直接控制输入电流 ,其响应速度最快,由于MOS 管的开关频率为20K ,输入电流的频率为40k ,如此高的频率,交流互感器的铁心损耗不容忽视。 考虑到本设计的输出电流较小,开关频率较高的特点,我们选用方案一。 二、 电路设计与参数计算 1.DC-DC 恒流主控电路 图二 功率主电路图 根据题目要求,输入电压为20—40v ,最大输出电压、电流为20V 、2A ,故最大输出功率(202)40Po UoIo W W ==⨯=,为了保证能够输出最大功率,变压器选用EI33。为保证

一种双极性输出大功率压控恒流源设计方案

0引言 在电子仪器设备中经常要用到压控电流源,并且要求在负载变化时具有很好的稳定性。传统的恒流源制作方法可以是利用二极管、三极管、集成稳压源的特性制作的参数稳流器、串联反馈调整型稳流电源、开关稳流源等等。参数稳流器的输出电流范围小、稳流精度不高;串联反馈调整型稳流电源的输出电流小, 效率较低;开关稳流源不仅电路复杂、元器件数量多,而且输出纹波大、可靠性较差。考虑到以上缺点,本设计采用了普通的运放,配合三极管进行电压扩展和电流扩展,既达到了提供大输出电流的目的,而且电路结构简单,成本较低,精度较高。 1电路设计 图1是本设计的原理框图,由外部的控制电压信号输入到运放构成的恒流模块中。输出的电流经电压 扩展模块和电流扩展模块后提供给负载。电流经过采样电阻进行电流采样,获得的采样信号经由电压反馈系统模块反馈到恒流模块中进行恒流。其中由功率模块对电压扩展模块和电流扩展模块进行供电。 田1设计原理图 (1)功率模块。 选择市面上常用的开关电源对电流扩展模块提供功率输出,在其输出端并接电容以消除干扰。由于要求双极性输出,所以选用双极性输出的开关电源可节约成本并减小体积。在实验中,我们使用标称纹波为1%勺开关电源。使用78、79系列三端稳压器降压后提供给电压扩展模块以提高运放的输出电压。 (2)运放恒流及电压反馈模块。 图2是运放恒流模块及电压反馈模块。由图2可见由电流输出端采集到的经分压处理后的采样反馈信号经由运放组成的跟随器及反向器后,被送到反向加法器U4的反向端与电压控制信号相加得到运放的输出电压V3.V3计算公式为:

式中 m=1+R22/R23 I JI (3)电压扩展及电流扩展模块。 图3所示是电压扩展模块电路图。由运放构成差动放大器,将恒流系统生成的信号与分压处理后的输 出电压进行比较放大,形成最后的输出电压。系统中的三极管选择对管,以达到双极性输出的目的,此系 统开环放大倍数仅由 R17与R14的比值决定, 但经R25和R24分压反馈后,相当于放大器,其放大倍数由 R25与R24的比值决定。 (1) 11 Ml KI K! 逗精出电眄 I3t * I K 11 I

数控恒流源的设计与制作最终版

编号 毕业设计 (2013 届本科) 题目:数控恒流源的设计与制作 学院:物理与机电工程学院 专业:电子信息科学与技术 作者姓名: 指导教师:职称: 完成日期:2013 年月日 二〇一三年六月

目录 河西学院本科生毕业论文(设计)诚信声明 (1) 河西学院本科生毕业论文(设计)开题报告 .................................................... 错误!未定义书签。摘要 (2) Abstract (2) 1 绪论 (3) 1.1恒流源的意义及研究价值 (3) 1.2恒流源的发展历程 (3) 1.2.1 电真空器件恒流源的诞生 (3) 1.2.2 晶体管恒流源的产生和分类 (3) 1.2.3 集成电路恒流源的出现和种类 (3) 1.3数控恒流源的研究现状和发展趋势 (4) 2 系统设计 (5) 2.1设计要求 (5) 2.1.1 题目要求 (5) 2.2 总体设计方案 (5) 2.2.1 设计思路 (5) 2.2.2 方案论证与比较 (5) 2.2.3 系统组成 (8) 3 单元电路设计 (8) 3.1 单片机控制电路 (8) 3.2 A/D接口电路 (9) 3.3 D/A接口电路 (10) 3.4 恒流源电路 (10) 3.5 LCD显示电路 (11) 3.6 系统电源电路 (12) 4 软件设计 (13) 4.1主程序 (13) 4.2时基中断服务子程序 (14) 4.3 A/D转换程序 (15) 5 系统的抗干扰设计 (15) 5.1 硬件抗干扰设计 (15) 5.2 软件抗干扰设计 (15) 6 系统测试 (16) 6.1 数控恒流源实物图 (16) 6.2 测试使用的仪器 (16) 6.3 测试方法 (16) 6.4 测试数据及结果分析 (16) 7 结束语 (19) 参考文献 (20) 致谢 (21) 附录 (22) 河西学院本科生毕业论文(设计)题目审批表................................................. 错误!未定义书签。

大功率恒流源的设计

大功率恒流源的设计 恒流源(Constant Current Source)是一种电子设备,它能够提供 并保持稳定的输出电流,无论负载的电阻值如何变化。在电路设计中,常 常需要使用恒流源来驱动负载,例如LED、激光二极管等。本文将介绍大 功率恒流源的设计过程。 首先,我们需要明确设计的要求和限制条件。在设计大功率恒流源时,需要考虑以下几个关键参数: 1.输出电流范围:确定所需的输出电流范围,以满足特定负载的要求。 2.输出电压范围:选择适当的输出电压范围,以满足特定负载的工作 电压需求。 3.输出功率:根据负载的功率需求,确定所需的输出功率范围。 4.稳定性:确保输出电流的稳定性,以防止负载中的电压和电流波动。 接下来,我们将介绍大功率恒流源的设计步骤: 步骤1:选择适当的电流源 在设计恒流源之前,我们需要选择适当的电流源。一般来说,常用的 电流源包括运算放大器、普通二极管、场效应管等。选择电流源时要注意 其输出电流范围和稳定性。 步骤2:设计电流反馈环路 为了实现恒流源的稳定性,我们需要设计电流反馈环路,使输出电流 与参考电流保持一致。这可以通过负反馈来实现,其中负载电流与参考电 流比较,并通过控制电流源来实现输出电流的调节。

步骤3:选择适当的功率放大器 为了实现大功率输出,我们需要选择适当的功率放大器。常见的功率放大器包括MOSFET、功率晶体管等。选择功率放大器时要考虑其最大功率输出和效率。 步骤4:设计电源供应 为了提供足够的电源供应,我们需要设计适当的电源电路。这可以通过使用变压器、整流器和滤波电容等组件来实现。 步骤5:进行样品测试和优化 完成恒流源的设计后,我们需要进行样品测试和优化。这包括测量输出电流的稳定性、负载调整的响应速度等。根据测试结果,我们可以对电路进行优化和改进。 最后,根据设计需求和实际应用要求,我们可以选择适当的元件和电路拓扑来实现大功率恒流源。在设计过程中,需要综合考虑电流范围、电压范围、功率输出和稳定性等因素,并进行适当的测试和优化。

压控恒流源电路设计

压控恒流源电路设计 压控恒流源是一种常用于电子电路设计中的电路,可以提供恒定的电流输出,并且能够根据输入电压的变化自动调节输出电流的大小。在很多应用中,需要一个稳定的电流源来控制电路的工作,因此压控恒流源被广泛应用于各种电子设备中。本文将介绍一种常见的压控恒流源电路的设计方法。 首先,我们需要明确压控恒流源电路的基本工作原理。压控恒流源采用了反馈调节的方法,通过调节电路中的负载电阻,使得输出电流保持稳定。当输入电压发生变化时,电路会自动调节负载电阻来保持输出电流不变。 下面是一种常见的压控恒流源电路设计方法: 1.选择恒流源管件 在设计压控恒流源电路时,首先需要选择一个合适的恒流源管件。常见的恒流源管件有双极型晶体管和场效应管。双极型晶体管具有较好的线性性能,适用于低电流输出的场合;而场效应管具有较低的输入阻抗和良好的驱动能力,适用于较大电流输出的场合。根据具体需求,选择适合的恒流源管件。 2.建立基本电流源电路 通过使用一个稳定的参考电流源,可以建立一个基本的恒流源电路。根据所选用的恒流源管件,设计一个合适的基本电流源电路,并通过适当的偏置电路来稳定输出电流。 3.添加负载电压调节电路

为了实现电流源的压控功能,需要添加一个负载电压调节电路。这个电路可以根据输入电压的变化来调节恒流源管件上的负载电阻,从而实现输出电流的调节。 4.优化电路性能 在设计过程中,可以通过优化电路的特性来提高压控恒流源电路的性能。例如,可以采用反馈电路来提高电路的稳定性和线性度;选择合适的电容和电阻来改善电路的频率响应等。 总结: 以上是一种常见的压控恒流源电路设计方法。根据具体的应用需求,可以根据这个基本设计方法进行调整和改进。在实际设计中,还需要考虑电路的稳定性、可靠性和成本等因素,并进行必要的优化和测试。通过合理的设计和优化,可以实现一个稳定可靠的压控恒流源电路,满足各种电子设备的需求。

基于TL494恒流源的设计

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 基于TL494的恒流源设计 电气工程及其自动化 *** 0990641** 指导老师:*** 摘要 现代电子设备中使用的直流稳流电源有两大类:线性电源和开关电源。开关电源相对于线性电源具有效率、体积、重量等方面的优势,尤其是高频开关电源正变得更轻,更小,效率更高,也更可靠,这使得高频开关电源成为了应用最广泛的电源。开关恒流源是指通过对电流的采样以反映负载变化的情况,并调节变换器的脉宽(或占空比),相应地调整输出电压,保持输出电流不变。通常恒流源采样电路采集的是输出的电流信号,但实际上采集的是经过I/V转换后反应电流大小的电压信号。本文以TL494芯片作为PWM控制器,设计了一种采用半桥拓扑结构的恒流源。其相关参数为交流220V输入电压,5A输出电流,24V开路电压。重点介绍了该电源的设计思想,工作原理及特点。在此基础上,对主电路和控制电路的参数进行了计算和选取,并根据既有实验条件,设计了一块电源板,同时给出了实验波形。 关键词:TL494;半桥变换器;恒流源

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ Abstract DC Current Stabilized Power Supply used in the modern electronic equipment is divided into two categories:linear power supply and switch power https://www.360docs.net/doc/ac19225405.html,pared with the linear power supply ,switching power supply have advantages of efficiency, volume, weight and so on,especially high frequency switching power supply is becoming lighter, smaller, more efficient and reliable, which makes the high frequency switching power supply become the most widely used power supply.Switching constant-current source can adjust pulse width and the output voltage by means of a current sampling of reflecting the change of load to keep the output current https://www.360docs.net/doc/ac19225405.html,ually the constant-current source sampling circuit collects the output current signal.But in fact the acquisition is the voltage signal which can respect the current size through the I / V conversion .A design of the constant current source using a half-bridge topology withTL494 chip as PWM controller is introduced in this paper,of which the input voltage of AC 220V, output current of 5A, open circuit voltage voltage of 24V. It mainly introduces the designing idea of the power supply, the working principle and characteristics. Parameters of the main circuit and control circuit were calculated and selected on this basis.According to the existing experiment condition, a power board is designed while the experimental waveforms are given. Keywords:TL494; half-bridge converter; constant current source

学位论文-—电子技术报告恒流源的设计

电了技术课程 设计报告 学院:核技术及自动化工程学院

专业:电气工程及其自动化

摘要 (2) 第一章前言 (2) 1 • 1电子技术简介 (3) 1. 2电子技术课程设计的目的和意义 (3) 1 • 3课程设计的主要内容和步骤 (4) 第二章电路设计 (5) 2. 1 P roteus ISIS 简介 (5) 2. 2 设计原理和过程 (5) 2. 2.1 用理想运放构成的恒流源电路 (5) 2. 2.2 用7805三端集成稳压器构成恒流源 (7) 2. 2.3 用晶体管(稳压管)和理想运放构成的恒流源电路..................... .8… 2. 3 实验器件 (8) 2. 4 实验过程与数据分析 (9) 2. 4 . 1用理想运放构成的恒流源电路 (9) 2. 4 . 2 用7805三端集成稳压器构成恒流源) (10) 2. 4 . 3用晶体管(稳压管)和理想运放构成的恒流源电路 (11) 总结 (12) 参考文献 (13)

恒流源的设计 摘要 本设计运用Proteus ISIS 软件,设计恒流源电路,在电路图上连接万用表进行仿真分析。恒流源,是一种能向负载提供恒定电流的电源装置,它在外界电网电源产生波动和阻抗特性发生变化时仍能使输出电流保持恒定。恒流源电路具有输出电流恒 定、温度稳定性好、直流电阻很小但等效交流输出电阻却很大等特点。恒流范围大致为1卩A-20A。它既可以为各种放大电路提供偏流以稳定其静态工作点,又可以作为其 有源负载,以提高放大倍数。并且在差动放大电路、脉冲产生电路中也得到了广泛应用,可分为直流稳压源,集成运放恒流源。 关键词:Proteus ISIS ;恒流源,万用表。 The design of Enlargement of the circuit Abstract The use of desig n Proteus ISIS software desig ned con sta nt curre nt source circuit, the circuit is connected to the multimeter simulation analysis. Constant current source, a constant current to the load to a power supply device, it is in the external power supply fluctuati ons and cha nges eve n whe n the impeda nee characteristic of the output curre nt rema ins con sta nt. Con sta nt curre nt source circuit with con sta nt output curre nt, good temperature stability, the DC resista nee equivale nt AC output resista nee is small but has great features. Constant current range is approximately 1 卩A ~ 20A. It can provide a variety of amplificati on bias circuit to stabilize its quiesce nt operati ng point, but also as an active load, in order to in crease the magn ificati on. And in the differential amplifier circuit, a pulse generating circuit has also been widely used, can be divided in to DC power source, in tegrated amplifier con sta nt curre nt source. Key words:Proteus ISIS; Multimeter,Co nsta nt curre nt source 第一章前言

毕业设计(论文)-高效率恒流源电路的设计

毕业设计(论文)-高效率恒流源电路的设计泉州师范学院 题目高效率恒流源电路的设计 物信学院电子信息科学与技术专业 07级 1 班学生姓名学号 指导教师职称教授 完成日期 2011年4月 教务处制 1 高效率恒流源电路的设计 物信学院 07级电子信息科学与技术 指导教师教授 【摘要】本文设计并制作了由DC-DC变换器为核心的开关稳流电源。该稳流电源可对手机锂离子进行充电~采用电流型脉宽调制器UC3843作为核心器件~实现输出电流可调的开关稳流电源电路~同时采用单片机C8051F410进行程控~使开关稳流电源具备更加完善的功能。 【关键词】 UC3843 ,DC-DC变换器 ,PWM, 单片机C8051F410 2 引 言 ..................................................................... ........................................................................ . (4) 1. 系统设 计 .....................................................................

........................................................................ (4) 1.1系统设计任 务 ..................................................................... (4) 1.2系统设计的基本要 求 ..................................................................... (4) 1.3系统设计方 案 ..................................................................... . (4) 1.3.1 DC/DC 变换器电路拓扑结构论 证 ..................................................................... (4) 1.3.2微控制器电路方案论 证 ..................................................................... .. (4) 1.3.3 系统设计框 图 ..................................................................... ..................................................... 5 2. 硬件电路设计及工作原 理 ..................................................................... .. (5)

双运放恒流源电路详解

双运放恒流源电路详解 1.引言 在文章中,1.1 概述部分旨在介绍双运放恒流源电路的背景和基本概念。本文将详细阐述双运放恒流源电路的原理和应用前景,并对其进行总结。 首先,双运放恒流源电路是一种常见的电子电路设计技术,它通过使用两个运算放大器(运放)来实现一个可以输出稳定电流的电路。这种电路在许多应用领域中得到了广泛的应用,如电源管理、仪器仪表以及通信系统等。 恒流源电路的基本原理是通过将一个稳定的参考电流与负载电阻相连接,从而实现一个稳定输出电流的源。双运放恒流源电路的特点是它能够提供高的输出阻抗,从而减小对负载的影响,同时还有较好的稳定性和精度。 在本文的后续部分,我们将深入探讨双运放恒流源电路的基本原理。首先,我们会详细介绍双运放的基本工作原理,包括其输入输出特性和放大功能。随后,我们将进一步解释恒流源电路的原理,包括如何实现恒流输出以及如何保持输出的稳定性和精度。 而后,我们将探讨双运放恒流源电路的应用前景。由于其具有稳定的输出特性和高输出阻抗,双运放恒流源电路在一些关键应用中具有重要的作用。例如,在电源管理中,恒流源电路可以用于稳定电池充电,保证电池的使用寿命;在仪器仪表中,它可以作为精确且可靠的电流源,用于仪器的校准和运行;在通信系统中,恒流源电路可以提供稳定的电流驱动,

保证数据传输的质量等。 最后,我们将总结本文的主要内容和观点。通过对双运放恒流源电路的详细讲解,我们希望读者能够更好地理解其原理和应用,并在实际工程中灵活运用。 在接下来的章节中,我们将逐一阐述双运放恒流源电路的各个方面,带领读者深入理解这一电路设计技术的内涵。 1.2文章结构 文章结构的部分内容可以如下编写: 文章结构: 本文主要分为引言、正文和结论三个部分。 引言部分包括概述、文章结构和目的三个小节。在概述中,将介绍双运放恒流源电路的背景和意义。文章结构部分即为本节所述的内容,将对文章的整体结构进行说明,使读者能够清晰地了解文章的组成部分。目的部分将明确阐述本文的写作目标,即通过对双运放恒流源电路的详细解析,以提供读者对该电路的更深入理解和应用前景的认识。 正文部分将分为两个小节,分别是双运放的基本原理和恒流源电路的基本原理。在双运放的基本原理部分,将详细介绍双运放的工作原理、结构特点和常见应用场景,以帮助读者建立对双运放的基本认识。在恒流源电路的基本原理部分,将重点介绍恒流源电路的工作原理、设计原则和实际应用,以帮助读者理解恒流源电路的实现和优化方法。 结论部分将包括双运放恒流源电路的应用前景和总结两个小节。在双运放恒流源电路的应用前景中,将探讨该电路在各个领域的应用前景,以

可调恒流源电路设计

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。设计可调恒流源 电路需要根据所需的输出要求选择合适的元器件,并进行反馈回路和 保护回路的设计。最后,需要进行组装测试来确保电路能够正常工作 并满足输出要求。

数控恒流源的设计与实现

数控恒流源的设计与实现 数控恒流源是一种电子设备,它可以在恒定的电流范围内自动调节输出电流。这种设备被广泛应用于电子、机械、光学、医疗等领域。它具有精度高、效率高、可靠性强等优点。下面,我们将详细讨论数控恒流源的设计与实现。 一、设计方案 1.数控恒流源的工作原理 数控恒流源的工作原理是利用电阻、电感和开关管等元件组成一个功率电路,通过对开关管的控制,来调节输出电流。具体过程如下: ①从外部输入一个控制信号。 ②控制信号由微控制器或其他控制元件解码。 ③解码器将控制信号转换为PWM信号。 ④PWM信号控制开关管,使其按照一定的频率开闭。 ⑤开关管在闭合瞬间,会将电源的电能存储在电感中。 ⑥当开关管打开时,存储在电感中的电能会被释放,形 成一定的输出电流。 (注:开关管的频率一般在几十KHz以上,这样可以减小开关管的体积,并提高效率。)

2.电路设计 数控恒流源的电路设计需要考虑到以下因素: (1)电路的精度:为保证电路输出的电流精度,需要选择高精度的元件。 (2)电路的效率:在能满足精度要求的前提下,应尽量提高电路的效率,以减小体积和降低成本。 (3)电路的稳定性:电路需要在多种不同的工作条件下稳定地输出电流,因此需要在设计中考虑到各种因素的影响。 (4)电路的控制:为了保证电路的稳定和精度,需要采用数字控制技术,实现对电流的精确控制。 基于以上考虑,我们可以设计出如下电路: (1)控制电路:采用单片机或FPGA等数字控制芯片,实现对电路的精确控制。 (2)功率电路:由电源、电感、开关管、稳压电路等部分组成。 (3)反馈电路:通过反馈电路,实现对输出电流的精确测量和控制。 二、实现方法 1.电路的制作 电路的制作需要根据电路设计方案进行,选择合适的元件进行制作。在制作的过程中需要注意以下几点:

恒流源的设计和测试

恒流源的设计和测试 一、引言 在电子工程领域中,电路设计是一个非常重要的环节,恒流源 是其中不可或缺的一个器件。恒流源在电子设备中的作用是作为 电路中恒定的电流源,并且具有很好的稳压性能,能够自适应地 调节电流输出,同时可靠性高,能够适应各种复杂的工作环境。 本文将以恒流源的设计和测试为主题,详细介绍如何设计和测试 恒流源的相关知识和技巧。 二、恒流源的基本原理 恒流源是一种基础的电路元件,它可以通过电路实现恒定的电 流输出。恒流源的工作原理是通过使用射极失调的晶体管来实现 对电路中电流的控制,从而保持电路中的电流恒定不变。恒流源 主要有以下几个基本特征: 1.电流恒定:恒流源的电流恒定不变,无论电路中的环境变化。 2.稳压性能好:恒流源具有很好的稳压性能,能够自适应地调 节电流输出,从而保持电路的稳定性。 3.可靠性高:恒流源具有很高的可靠性,能够适应各种复杂的 工作环境,并且长期稳定工作。 三、恒流源的设计参数

在设计恒流源的过程中,需要根据实际需要确定设计参数。根据不同的电路需要,恒流源的设计参数可能会有所不同。通常的设计参数包括以下几个方面: 1.基本电路参数:例如工作电压、输入电流、输出电流等,这些参数是实现恒流源所必需的。 2.电源参数:如稳压器、开关电源等,这些参数是电路运行中所必需的。 3.晶体管参数:如射极失调电压、工作区域、饱和电压等,这些参数是实现恒流源的核心。 4.电容参数:如输入输出端的直流电容、等效串联电容等,这些参数会对电路的稳定性产生影响。 四、恒流源的设计过程 在进行恒流源的设计时,需要遵循一定的设计过程,以确保设计出的电路符合实际需要,并能够稳定地工作。恒流源的设计过程包括以下几个基本步骤: 1.确定电路拓扑结构:根据实际需要确定电路的拓扑结构,如基本电路结构、反馈电路等。 2.计算电路参数:根据电路结构和需要确定电路中各个元件的参数和数值。

恒流源

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。特别是,使用这些标准灯时,必须控制通过灯丝的额定电流不变,否则灯丝内阻的变化将影响灯的发光稳定性。因此,采用恒流源供电更为合理。在电位差计中如果使用恒流源则可免去校正工作电流这一环节。 1.1.2 在半导体器件性能测试中的应用 半导体器件参数的测量常常用到恒流源。例如,测量晶体管的反向击穿电压时,若预先将恒流源调至测试条件要求的电流值,则对不同击穿电压的晶体管无须调整就可由电表或图示仪表直接读出击穿电压的数值。不仅提高了测试效率,延长了仪表的使用寿命,而且限制了反向电流,不致损坏被测晶体管。 半导体器件参数的测量也必须采用恒流源。例如,用光电导衰退法测量材料的少数载流子寿命,用半导体霍尔效应测量材料的电导率、迁移率和载流子浓度等,因为半导体材料的电阻率对温度、光照极为敏感,若采用稳压电源,当电阻率改变时,测试电流也会变化,从而影响被测材料的参数值。为了保持测试电流不变,只有采用恒流源供电。 1.1.3 在传感器中的应用 目前,在科技和生产部门广泛应用的各类物性型敏感器件,如热敏、力敏、光敏、磁

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一种高精度数控双极性恒流源电路的设计 引言 近年来,随着计算机使用的普及,在实际的测量和控制中,特别是由计 算机参与的测控过程中,数控恒流源往往是电路中不可缺少的组成部分。随着 大规模集成电路的发展,测控技术在精度方面提出了更高要求。 本文设计的高精度数控双极性恒流源电路主要由D/A 芯片AD5542,基 准源芯片ADR433,高精度运放OP97 和三极管来实现。 系统硬件设计 该高精度数控双极性恒流源的系统框图如图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。计算机通过总线传送给D/A 芯 片码值,D/A 将码值转换成相应的电压,然后通过V/I 转换电路将电压转换成 电流,由于该D/A 输出的电压是双极性的,因此可以获得双极性的电流。 D/A 转换电路 数字隔离电路就是用专门的磁隔SI8440 芯片来对计算机输出的数字信号 和D/A 输出的模拟信号进行隔离。D/A 转换电路中的D/A 芯片采用ADI 公司 的AD5542,这是一款单通道、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;其具有±0.5LSB 的积分非线性典型值,±0.5LSB 的微分非线性为-1.5LSB 的增益误差, ±0.1 ppm/℃的增益误差的温度系数,±1 LSB 的双极性零点误差,±0.2 ppm/℃的双极性零点误差的温度系数,-VREF~VREF 的输出电压范围,在常温下无需进行任何调整就可提供16 位性能;其输出不经过缓冲,可

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