ATS-2000C系列高精度电流源资料
简介Introduction
液晶显示Liquid-crystal display应用领域Application Fields 输出Output
型号输出电流分辨率年精度（@25℃±5℃），±（%读数+安培数）
ATS-2401C
1.00000μA20pA0.035%+600pA 10.0000μA200pA0.033%+2nA 100.000μA2nA0.031%+20nA 1.00000mA20nA0.034%+200nA 10.0000mA200nA0.045%+2μA 100.000mA2μA0.066%+20μA 1.00000A20μA0.27%+900μA
ATS-2420C 10.0000μA500pA0.033%+2nA 100.000μA5nA0.03%+20nA 1.00000mA50nA0.034%+200nA 10.0000mA500nA0.045%+2μA 100.000mA5μA0.066%+20μA 1.00000A50μA0.067%+900μA 3.00000A200μA0.059%+2.7mA
ATS-2000C系列高精度电流源
?最大输出电流3A
?高精度、高稳定性电流输出
?连续可调，精度高达4?位
?最小电流分辨率20pA
ATS-2000C系列是一款高精度的通用电流源。最大输出3A的电流，最小电流分辨20pA，输出精度高。操作面板液晶显示，简洁易懂，易于操作。
ATS-2000C系列采用液晶屏显示，设备状态及参数动态显示，操作界面一目了然，简洁易懂。芯片检测传感器检测校验仪器仪表的精度电子测试与设计
ATS-2000C系列高精度电流源的输出数控可调，客户可根据测试需求进行调节。
6种最常用恒流源电路的分析与比较
6种最常用恒流源电路的分析与比较 恒流电路有很多场合不仅需要场合输出阻抗为零的恒流源，也需要输入阻抗为无限大的恒流源，以下是几种单极性恒流电路： 类型1： 特征：使用运放，高精度 输出电流：Iout=Vref/Rs
类型2： 特征：使用并联稳压器，简单且高精度 输出电流：Iout=Vref/Rs 检测电压：根据Vref不同（1.25V或2.5V） 类型3： 特征：使用晶体管，简单，低精度 输出电流：Iout=Vbe/Rs 检测电压：约0.6V
类型4： 特征：减少类型3的Vbe的温度变化，低、中等精度，低电压检测 输出电流：Iout=Vref/Rs 检测电压：约0.1V～0.6V
类型5： 特征：使用JEFT，超低噪声 输出电流：由JEFT决定 检测电压：与JEFT有关 其中类型1为基本电路，工作时，输入电压Vref与输出电流成比例的检测电压 Vs(Vs=Rs×Iout)相等，如图5所示， 图5 注：Is=IB+Iout=Iout(1+1/h FE)其中1/h FE为误差 若输出级使用晶体管则电流检测时会产生基极电流分量这一误差，当这种情况不允许时，可采用图6所示那样采用FET管
图6 Is=Iout-I G 类型2，这是使用运放与Vref（2.5V）一体化的并联稳压器电路，由于这种电路的Vref高达2.5V，所以电源利用范围较窄 类型3，这是用晶体管代替运放的电路，由于使用晶体管的Vbe（约0.6V）替代Vref的电路，因此，Vbe的温度变化毫无改变地呈现在输出中，从而的不到期望的精度 类型4，这是利用对管补偿Vbe随温度变化的电路，由于检测电压也低于0.1V左右，应此，电源利用范围很宽 类型5，这是利用J-FET的电路，改变R gs 可使输出电流达到漏极饱和电流I DSS，由于噪声也很小，因此，在噪声成为问题时使用这种电路也有一定价值，在该电路中不接R GS，则电流值变成I DSS，这样，J-FET接成二极管形式就变成了“恒流二极管” 以上电路都是电流吸收型电路，但除了类型2以外，若改变Vref极性与使用的半导体元件，则可以变成电流吐出型电路。
大电流恒流源放电回路及其分析
大电流恒流源放电回路及其分析李冬梅（茂名学院计算机与电子信息学院） 摘要：在经济飞速发展的今天，各种大容量可高倍率放电的电池的需求量越来越多，在使用前，都需要放电测试，而通常的测试设备电流值太小，如何实现大电流恒流放电，同时又经济、安全、可靠，大电流和小电流放电对电路的要求差别很大，放电回路需要重点考虑。本文针对大电流恒流放电回路进行设计，并对其实际问题进行分析。 关键词：恒流源放电 0引言 随着电池使用的迅速增长，对电池产业化生产及产品质量提出了更高的要求。在电子信息时代，对移动电源的需求快速增长，对高容量、大电流工作的电池的需求越来越大。特殊的大容量可高倍率放电的电池的使用也越来越多。因此电池厂也就需要大电流的电池检测设备。本文根据电池的特点，设计了放电电流可达50A的放电电路。此电路经济、实用，简单、安全、可靠。 1恒流放电机理 此电路需要实现的功能是可以稳定的恒流，放电电流范围：1A～50A分200mA级可设置。要实现这两个功能，其组成部分应该有控制回路和放电回路两部分构成。 1.1控制回路放电的方式为恒流放电，根据需要设置电流，根据需要送来的控制数据，对电池放电进行实时控制。电流值从1A到50A可调。要实现50A这么大的电流，考虑管子的选取以及散热的需求，一路放电回路很难实现，因此采用两路并联的放电回路实现，要控制这两路并联的回路，根据显示要求电流并不需要连续可调，可以采用数字电位器9312提供可控的电位给放电回路。 此电路实现的功能是可以稳定的恒流，放电电流范围：1A～50A 分200mA级可设置。要实现这两个功能，其组成部分应该有控制回路和放电回路两部分构成。 如图所示，根据实际需要的设定，控制数字电位器9312向运放TL062提供需要的电位。实现放电电流分级设置，每级为200mA。 1.2恒流放电回路如果恒流放电时的电流不够稳定，对电池的测试有影响，因此恒流源电路采用负反馈恒流源电路，如图所示，由运算放大器、基准电压源和大电流MOS管负载组成，它的电流由基准电压决定，运放电路工作在负反馈放大状态[1]。MOS管工作在放大区。根据需要对电流值进行预制，采用合适的处理器输出相应的数字信号，通过数字电位器的基准电压，压控恒流源输出相应的电流，压控恒流源时闭环负反馈系统，实现恒流，电流需要采样后经A/D转换反馈到处理器，处理器根据反馈信号调整控制信号[2]。使用此种负反馈，实际测试时，放电电流测量准确度可达：±（0.5FS+0.3RD）%，实际电流表读数与显示测量小数点后一位有效数字相同。 此压控恒流源电路采用双运放和两个独立控制的MOS管组成，电流大小由运放的同相输入端决定，因电流较大故采用两组独立工作的电路。在多个电池同时放电时，采用循环采样的方式，采样电池两端的工作电压和两路放电电阻上的电压；电流采用计算的方法获得，采样放电电阻的电压，电流由电压和电阻计算得到，由于电阻的值不一定很一致，可以采用软件校准。采样完成后将数据送回主控制板后对电流进行实时控制。经实验验证，此电路稳定性很好，在50A电流放电时每路的电流都很稳定。 MOS管采用IRF3710，IRF3710参数：R DS(ON)=0.025I D=57A，V GS：±20V[3]。只要采取足够的散热措施，IRF3710完全可以满足需要。要在短时间将电池能量释放出来，对散热设备的设计需要充分考虑。MOS管与散热器之间可以采用导热绝缘的钢片，因为此电路是大电流放电，会在短时间内将电池能量以热能的形式释放，因此在使用时还需要考虑采用风扇散热。 在进行采样设计时，要考虑到两路电路很难做到完全对称，电流采样采用两路分别采样，在10A以下，单路导通，10A以上，两路同时导通。由于电流很大，不能直接采样，需要接采样电阻R13和R28，放电回路的R1和R30的阻值很小，在62mΩ左右，采用鏮铜丝做成，由于此部分不能做到完全一致，因此计算的电流不准，这方面需要通过软件校准。通过软件校准后，工作情况良好，达到实际需要和精度要求。 2结语 此回路采用两个数字电位器实现对放电电流的控制，采用压控恒流源负反馈电路实现大电流放电功能。使用并联回路，如果需要更大电流时，可以再并联恒流源回路。在控制过程中采用需要的处理器，合理设计接口电路和解决散热问题，就可以使用在各种大电流放电的电池检测设备中。 参考文献： [1]崔玉文，艾学忠，杨潇.实用恒流源电路设计[J].电子测量技术.2002年第五期：25-26. [2]李婷婷，李洪波.数控大功率精密恒流源设计[J].通信电源技术.2006年9月.第23卷第5期：35-37. [3]https://www.360docs.net/doc/bc5008099.html,. 至少6头，多至60头以上，随着灌装头数的增加，灌装能力也不断提高，虽然灌装机的头数有多有少，但其基本工作原理是一样的。灌装阀是储液箱、气室(充气室、排气室、真空室等)和灌装容器三者之间的流体通路开关，根据灌装工艺要求，能依次对有关通路进行切换。 2.4真空系统是由真空泵、空气过虑装置和电气控制系统组成。该系统直接影响灌装速度和精度。本机选用了进口真空泵(水环式真空泵)，确保了真空系统的可靠性。 真空泵由变频器控制，同时，真空表可随时反映灌装时的真空度，并可通过阀门控制量的大小，待真空泵的负压值达到所需值后，一般真空度保持在0.01~0.06Mpa之间，按下变频器面板上的按钮，灌装机开始转动。 参考文献： [1]刘姗姗，宋秋红.屋顶包饮品纸盒灌装机气动理盖机构的设计研究[J].食品工业.2007.05. [1]Liu Shanshan,Song Qiuhong.Resarch&Development For Spout Applicator of Gable Top Beverage Filler[J].The Food Industry,2007,05. [2]丁毅，贾向丽，李国志.基于ADAMS的润滑脂灌装机的设计[J].包装与食品机械.2007.06. [2]DING Yi,JIA Xiang-li,LI Guo-zhi.The Design of Lubricate Grease Fill Machine Based on ADAMS[J].Packaging and Food Machinery, 2007,06. 图1恒流源放电电路 （上接第255页） 实用科技 256
用51系列单片机内置比较器实现高精度
用51系列单片机内置比较器实现高精度A／D转换 1．图是一个可直接使用的、性价比极高的A／D转换方案。它是一个高精度的积分型A ／D转换，类似于∑—⊿技术。其基本原理是用单一的I／O端口，执行1位的数／模转换(DAC)，以比较器的输出作反馈，来维持Vout与Vin相等。 如图所示，产生1位DAC的电路为一路通用UO口，一个串联的电阻和电容。在电容上产生Vout，要维持Vout=Vin,必须通过I／O口对电容进行充放电，而确定为充电还是放电(即I／O口输出高低电子)由比较器的输出来决定。这样A／D形成了一个类似带负反馈的闭环系统。拿图中的电路为例，当比较器输出为高电平时，说明Vout>Vin，此时应对电容放电，则I／0口输出低电平；当比较器输出为低电平时，说明Vout 低压电器（２０ｌＯ№８）?测试技术? 基于ＬａｂＶＩＥＷ的高精度电流源 设计与实现木 杨云飞，谢启，顾启民，涂水林 （常熟理工学院，江苏常熟２１５５００） 季言攀燃辇茹主嚣淼ｒ霎麓篇≥了自动化程度高的交流电流恒流源，拓展了电流调节范围，大大提高了调节的精度。：三．．｜二．二。。二鬻端ｆ霎嚣篡嚣Ａ燃号：１００１－５５３１ｃ２０１０）０８．囊羞蕊中图分类号：ＴＰ２７３＋．５：７ｒＰ２９文献标志码：文章编号：（一．．。二。。二。。 ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＨｉｇｈＰｒｅｃｉｓｉｏｎＣｏｎｓｔａｎｔ－Ｃｕｒｒｅｎｔ ＳｏｕｒｃｅＢａｓｅｄｏｎＬａｂＶＩＥＷ ｙＡ＾『ＧＹｕｎｆｅｉ，ＸＩＥＱｉ，ＧＵＱｉｍｉｎ，彤Ｓｈｕｉｌｉｎ （ＣｈａｎｇｓｈｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈｕ２１５５００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｎｅｗｖｏｌｔａｇｅｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅＷａＳｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂｙｔｈｅｃｏｍｂｉｎｉｎｇｃｏａｒｓｅａｎｄｆｉｎｅｖｏｌｔａｇｅｒｅｇｕｌａ—ｔｏｒ．ＴｈｅｔｅｓｔｉｎｇａｎｄｃｕｒｒｅｎｔａｄｊｕｓｔｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓｐｒｏｇｒａｍｍｅｄｂｙｕｓｉｎｇＬａｂＶＩＥＷ．Ａｎｄｗｉｔｈｔｈｅｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｃａｒｄ，ａｎａｈｅｍａｔｉｎｇｃｏｎｓｔａｎｔ—ｃｕｒｒｅｎｔｓｏｎｉ＇ｃｅｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｔｅｓｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｈａｄａｗｉｄｅｒｃｕｒｒｅｎｔａｄｊｕｓｔｉｎｇｒａｎｇｅａｎｄｂｅｔｔｅｒｃｕｒｒｅｎｔｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｐｒｅｃｉｓｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｏｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｐｒｏｔｅｃｔｏｒ；ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅ；ｃｏｎｓｔａｎｔ?ｃｕｒｒｅｎｔｓｏｕｒｃｅ ０引言 ＣＤ４系列电动机控制保护器是一种功能强大的智能化电机保护电器，具有多种不同的控制功能，可进行直接起动、Ｙ／Ａ降压起动、可逆换向起动、双速起动等多种功能。它具有电机过载保护、欠压保护、不平衡保护、断相保护、低电压保护、过电压保护等功能¨。２１，可对电机运行的实时状态进行监测。ＣＩＭ电动机控制保护器可与ＰＬＣ或工控机主站进行双向通信，交换数据或执行相应指令的操作。 根据产品企业标准及低压电器国家标准要求，ＣＩＭ电动机控制保护器规格众多、保护功能全、测试项目多，尤其是动作特性的测试，电流跨度特别大，精度要求高。设计一个符合测试要求而又经济实用的高精度恒流源是研制测试装置的关键。本文设计的基于ＬａｂＶＩＥＷ的高精度恒流源较好地满足了测试要求。 １高精度恒流源硬件系统设计 １．１主要检测项目 ＣＤ４电动机控制保护器需要对电流检测精度、欠功率保护、功率因数检测、堵转保护、过载保护、欠载保护、不平衡保护、断相保护、接地保护、剩余电流保护等功能进行检测。上述检测项目都与电流有关，堵转保护需要测试装置产生数倍于额定电流的大电流，而欠功率、剩余电流保护等功能的测试又要求装置产生很小的电流提供给产 谢启（１９７４一），男。讲师，研究方向为计算机先进控制技术与先进检测技术。 顾启民（１９５７一），男。副教授，研究方向为计算机先进控制技术与先进检测技术。 ?基金项目：江苏省高校自然科学研究计划项目（０９ＫＪＤ４７０００１） 一５０— 万方数据 1引言 在A/D转换器中，比较器重要性能指标是工作速度、精度、功耗、输入失调电压、正反馈时产生的回程噪声等，这些指标影响和制约着整个A/D转换器的性能。高速比较器速度较快，一般采用锁存器（Latch）结构，但是失调和回程噪声较大，精度在8位以下，用于闪烁（Flash）、流水线（Pipeline）型等高速A/D转换器[1]。高精度比较器可分辨小电压，但速度相对较慢，一般采用多级结构，且较高的精度决定失调校准的必要性。这里设计的比较器是用于输入范围2.5V、速度1MS/s、精度12位的逐次逼近型A/D转换器，为了满足A/D转换器的性能指标，则需采用中速高精度的比较器。 2比较器的设计 由于该比较器用于输入电压2.5V、速度1MS/s、精度12位的逐次逼近型A/D转换器，因此比较器的精度至少应达到1/2LSB，即0.3mV的电压，速度高于12MHz，并且需要考虑一定的设计余量，所以暂定指标为精度0.2mV、速度20MHz。该中速高精度的比较器通常采用多级结构实现。在利用锁存器速度高、功耗小等优点的基础上，采用3级前置放大器组成的预放大级提高精度；采用输入失调储存与输出失调储存技术相结合的办法降低甚至抵消失调的影响；采用共源共栅、源随器结构的前置放大器和锁存器的时钟控制来抑制回程噪声的影响；采用数字触发电路获得高性能的数字输出信号。需要注意的是必须准确处理好比较器的各个工作阶段，使其各部分协调工作，降低相互之间的干扰，以达到最优的性能。 2.1总体结构与失调校准技术 图1为比较器电路的总体结构框图，采用3级电容耦合的前置放大器加锁存比较器的结构，其中耦合电容可用于失 调储存，开关用于控制比较器工作。 图1比较器的总体结构框图 暂不考虑锁存比较器的时钟控制以及整个电路的复位工作，该比较器工作大致分为2阶段：首先是失调校准阶段， 一种中速高精度模拟电压比较器的设计 王鑫，唐广 （电子科技大学电子工程学院，四川成都610054） 摘要:设计一种中速高精度模拟电压比较器，该比较器采用3级前置放大器加锁存器和数字触发电路的多级结构，应用失调校准技术消除失调，应用共源共栅结构抑制回程噪声干扰；应用数字触发电路获得高性能数字输出信号，设计采用0.35μm5V CMOS工艺实现一个输入电压2.5V、速度1MS/s、精度12位的逐次逼近型A/D转换器。 Hspice仿真结果表明：在5V供电电压下，速度可达20MHz，准确比较0.2mV电压，有效校准20mV输入失调，功耗约1mW。 关键词:比较器；锁存器；失调校准；弱正反馈；逐次逼近 中图分类号:TN453文献标识码：A文件编号：1674-6236（2009）07-0037-03 Design of a moderate-speed and high precision analog voltage comparator WANG Xin，TANG Guang （School of Electronic Engineering，University of Electronic Science and Technology of China，Chengdu610054，China） Abstract:A moderate-speed and high precision analog voltage comparator is designed，in which a multi-stage structure consisting of three pre-amplifiers，a latch and a digital flip-flop circuit are adopted.The comparator uses an offset cancellation technique to cancel offset，uses a cascode circuit to retrain kickback noise，and uses a digital flip-flop circuit to make a high performance digital output signal.Designed and fabricated in0.35μm5V CMOS technology，the comparator is used in a range of2.5V，1MS/s，12-bit successive approximation analog-to-digital converter.Hspice simulation results show that this comparator distinguishes0.2mV at20MHz under5V supply voltage，and effectively calibrate20mV input offset，with about1mW power consumption. Key words:comparator;latch;offset cancellation;weak positive feedback;successive approximation 收稿日期:2009-02-20稿件编号:200902043 作者简介：王鑫（1983-），男，四川成都人，硕士研究生。研究方向：模拟及数模混合集成电路设计。 几种简单的恒流源电路 恒流电路应用的范围很广，下面介绍几种由常用集成块组成的恒流电路。 1.由7805组成的恒流电路，电路图如下图1所示： 电流I＝Ig＋VOUT/R，Ig的电流相对于Io是不能忽略的，且随Vout，Vin及环境温度的变化而变化，所以 这个电路在精度要求有些高的场合不适用。 2.由LM317组成的恒流电路如图2所示，I＝Iadj＋Vref/R 第九届ICEMI国际电子测量与仪器会议ICEMI'2009 一种高精度电流源的设计 于鹏王彦超夏少军 哈尔滨工业大学 92号西大直街哈尔滨，150001，中国 电子邮箱： 摘要——电流源是电气测量和控制系统的关键部件之一。然而，由温度漂移和其它干扰引入的噪声，使其成为系统误差的重要来源。为了制定一个精度高、稳定性好的电流源，本文提出一种基于Howland的电压电流转换（V/I）电路。电流源所使用的DSP RS-232接口是完全可编程的。此外，还有一个采样电路，利用抽样结果，使校准进一步减少电流源输出误差。实验结果表明，在140欧姆的恒定负载下，电流输出范围为-50mA至50mA，误差小于3 μA，并且具有较低的温度漂移和较小波形失真度。这为设计一种精确度高、输出电流变化范围稳定的电流源提供了一种有效的方法。 关键词——电流源；Howland；校准 一、引言 随着科技的进步，精密的电流源在自动测试、测量以及各种应用中起着日益重要的作用。然而，要满足高精确的目标，然而，要满足高精度的目标，并且保持输出稳定，这一点随温度的升高而变得越来越困难。 在所有的应用中，目前大部分测量领域中使用的精度高和输出稳定的电流源，都是电压控制型电流源（VCCS）。由于超精密运算放大器的运用，使得VCCS的电流输出精度高，且稳定。但是，电流源输出范围往往有限，而且由温度和非线性引入的误差也是一个很大的难题。 图1显示的一个电路，它也被称为Howland模型，采用电阻匹配实现反馈回路，从而使负载两端电流输出稳定[3]。它采用了超精密运算放大器OP177生成精确和稳定的电流输出。尽管OP177在精确度性能方面远胜其它任何运算放大器，但其输出范围只局限于-22mA?32mA[4]。 图1——Howland电流源 为了更好地解决这一难题，精度高、宽范围和输出稳定的电流源的设计便自然而然的被提出来。由D / A模数转换器产生一个电压，然后将电压转换为电流。最后，通过检测输出电流，对输出进行校准。 V/I电路（电压转换成电流电路）对系统的设计是至关重要，然而，在图1电路，采用OP177提供超精密和稳定的电流输出，不能满足我们要求宽输出范围。在这种情 一种高精度单斜率AD 及其单片机实现 摘要：介绍了一种利用MSP430 F1121单片机构成的采用类似于Σ-Δ技术的高精度的单斜率AD 。分析了工作原理和参数计算。提供了分辨率，精度，线性度，稳定性等性能的测试结果，并讨论了它们的影响因素和应用。 关键词：MSP430单片机 单斜率AD 一 引言 AD 转换最常用的方法是逐次逼近法（SAR ），转换时间固定且快速是其最大特点，但要明显提高分辩率有一定困难。积分型AD 有较强的抗干扰能力，但转换时间较长。而过采样Σ-ΔA/D 由于其高分辩率，高线性度及低成本的特点正得到越来越多的应用。TI 公司的MSP430F1121单片机内带有一个模拟比较器，因此，只须外接一只电阻和电容即可构成一个类似于Σ-Δ技术的高精度单斜率AD 。 二 测量电路及过程 MSP430于F1121是16位RISC 结构的FLASH 型单片机。有14个双向I/O 口并兼有中断功能。一个16位定时器，兼有计数和定时功能。一个模拟电压比较器。 测量电路如图2-1所示。 MSP430F1121工作电压为1.8-3.6V 。I/O 口输出高电平时电压接近Vcc ，低电平时接近Vss ，因此，一个I/O 口可以看作一位DAC ，具有PWM 功能。测量时P2.4引脚接被测电压。P2.0口输出一串占空比为50%，脉宽为Tp 的脉冲。当电容充电到Vout=Vin 时，比较器输出将翻转，这一过程称为预充电。此后为维持Vout=Vin ，P2.0继续输出脉冲。程序开始对总的输出脉冲数N 和输出为高的 脉冲数n 进行计数。P2.0口根据比较器的输出状态来决定是输出高还是低电平，如果比较器输出为低，表示Vout １ 引言 “高精度数控直流电流源”是２００５年全国大学生电子设计大赛的题目。由于题目的要求指标比较高，用普通的模拟直流电流源无法满足，我们构造了以单片机８９ｃ５１为中心控制器的直流电流源系统。因此在要求输出范围不变的前提下，将其他指标提高了近十倍。 ２ 电源系统框架 本文在文献［１￣３］的基础上构造电源系统框架；该系统由单片机数据处理模块、Ａ／Ｄ数据输入模块、Ｄ／Ａ输出模块、恒流源模块及键盘和显示模块（ＬＣＤ）等几部分组成，如图１所示。其中单片机最小系统实现了主要的数控功能， 是本控制电路的核心，由它来控制输出电流值，并 控制步进调节。控制电路的采样信号和控制信号传输通道分别用ＡＤＣ７１３５和ＡＤ７５４１Ａ来实现。３ 硬件电路 ３．１单片机的最小系统 本系统使用的最小系统板是以８９ｃ５１单片机［４］ 为内核，并且具有良好的扩展性。ＣＰＵ接有１１．０５９２ＭＨＺ的晶振，ｘ５０４５看门狗电路［４］，７４ｌｓ３７３锁存电路、７４ｌｓ１３８译码电路以及按键、显示器件、ＡＤＣ７１３５电路板插槽并用８２５５［５］外扩了Ｉ／Ｏ接口［６］。如图２所示。 本系统中通过８２５５外扩了ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ共２４个Ｉ／Ｏ口，以便作为系统的输入输出通道。用 ７４ｌｓ１３８的输出作为各个芯片的译码选择端， 除最小系统中使用的Ｙ２外，其余可供其它扩展使用。３．２电流源电路 本系统的电流源电路是一闭环控制电路［７］，根据采样信号与设定值的偏差放大处理实现自校正， 从而使输出电流更稳定，可控性更高，如图３所示。 ３．３ＡＤＣＩＣＬ７１３５信号采集电路 ＩＣＬ７１３５具有低噪音、 无需外部其他器件、长期高精度数控直流电流源 王永德，赵宏才，马石岩，张召友，刘士军 （青岛理工大学自动化工程学院，山东青岛２６６０３３） 摘 要：以单片机８９ｃ５１为中心控制器构成的直流电流源，控制电路的采样信号和控制信号传输通道分别用 ＡＤＣ７１３５和ＡＤ７５４１Ａ来实现。使得控制精度达到了步进１ｍＡ，量程２０ｍＡ￣２０００ｍＡ，纹波电流≤０．２ｍＡ，远远的超过题目要求。 关键词：电流源；单片机；ＩＣＬ７１３５、ＡＤ７５４１芯片中图分类号：ＴＮ４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－７１８０（２００７）０２－０１２０－０４ ＨｉｇｈＰｒｅｃｉｓｉｏｎＤｉｇｉｔａｌＣｏｎｔｒｏｌＤＣＣｕｒｒｅｎｔＳｏｕｒｃｅ ＷＡＮＧＹｏｎｇ－ｄｅ，ＺＨＡＯＨｏｎｇ－ｃａｉ，ＭＡＳｈｉ－ｙａｎ，ＺＨＡＮＧＺｈａｏ－ｙｏｕ，ＬＩＵＳｈｉ－ｊｕｎ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＱｉｎｇｄａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６０３３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅＤＣｃｕｒｒｅｎｔｓｏｕｒｃｅｗｉｔｈｍａｉｎｃｏｎｔｏｌｌｅｒｔｈａｔｉｓｓｉｎｇｌｅ－ｃｈｉｐｃｏｍｐｕｔｅｒ８９ｃ５１．Ｔｈｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｃｈａｎｎｅｌｓｏｆｓａｍｐｌｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｉｇｎａｌｓｉｓｃｏｎｔｒｏｌｃｉｒｃｕｉｔｓ．ＴｈｅＡＤＣ７１３５ｉｓｕｓｅｄｔｏｔｈｅｓａｍｐｌｅｓｉｇｎａｌｃｉｒｃｕｉｔａｎｄＡＤ７５４１Ａｉｓｕｓｅｄｔｏｃｏｎｔｒｏｌｓｉｇｎａｌｃｉｒｃｕｉｔ．Ｔｈｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｎｄｅｘｅｓａｒｒｉｖｅｔｏｃｏｎｔｒｏｌｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｓｔｅｐ１ｍＡ，ｍｅａｓｕｒｅｒａｎｇｅｏｆ２０ｍＡ～２０００ｍＡ，ｖｅｉｎｗａｖｅｅｌｅｃｔｒｉｃｃｕｒｒｅｎｔｗｉｔｈｉｎ０．２ｍＡ．Ｔｈｅｓｅｉｎｄｅｘｅｓｈａｖｅｌａｒｇｅｌｌｙｅｘｃｅｅｄｅｄｄｅｍａｎｄｉｎｄｅｘ－ｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃｃｕｒｒｅｎｔｐｏｗｅｒ；Ｓｉｎｇｌｅ－ｃｈｉｐｃｏｍｐｕｔｅｒ；ＩＣＬ７１３５ｃｈｉｐａｎｄＡＤ７５４１ｃｈｉｐ 收稿日期：２００６－０３－１７ 高电压输入大电流输出恒流源 杨磊，羊彦 （西北工业大学陕西西安710129） 摘要：为了提高现有路灯的供电效率，开发设计了单灯恒流的供电模式，在每个路灯上安装一个体积很小的的恒流源，以保障给LED 灯提供稳定、高效的恒流供电。在恒流源模块中，恒流源芯片HV9910B 可以实现了高于70V 的电压的输入，在不同的输入电压下，恒流源芯片工作在恒定关断模式下，控制输出BUCK 电路中的开关MOSE 的占空比，以输出恒定2.2A 的电流，LED 灯串联起来作为负载，效率达到了91%以上。关键词：单灯恒流；稳定；高效；恒定关断中图分类号：TM923 文献标识码：A 文章编号：1674－6236（2013）02-0115-02 High voltage input high current output constant current source YANG Lei ，YANG Yan （Northwestern Polytechnical University Xi ’an 710129，China ） Abstract:In order to improve the existing street lamp power efficiency ，development and design of a single lamp constant current power supply mode ，in each street lamp mounted on a small constant current source ，to guarantee to provide a stable ，efficient LED lamp constant current power supply.In the constant current source module ，a constant current source HV9910B chip can achieve a higher 70V voltage input ，at different input voltage ，constant current source chip at a constant shutdown mode ，the control circuit output BUCK switch in the MOSE duty cycle ，to output constant current of the 2.2A ，LED lamp series as the load ，efficiency can reach above 91%. Key words:single lamp ；stability ；high efficiency ；the constant closing 收稿日期：2012-09-20 稿件编号：201209153 作者简介：杨磊（1986—），男，河南商丘人，硕士研究生。研究方向：信号与信息处理。 根据2004年国家建设部的统计结果，我国照明耗电大体占全国发电总量的10％-12％，是三峡水利发电工程全年发电量能力840亿度的两倍多，可以看出路灯照明的节能有很大的潜力，可以带来相当可观的社会与经济效益。 随着LED 技术的迅猛发展，其发光效率的逐步提高， LED 的应用市场将更加广泛，特别在全球能源短缺的忧虑再 度升高的背景下，LED 在照明市场的前景更备受全球瞩目，被业界认为在未来10年成为最被看好的市场以及最大的市场将是取代白炽灯、钨丝灯和荧光灯的最大潜力商品。 但是，由于LED 灯存在着诸多技术瓶颈问题，使得这种“绿色照明”的高效节能、寿命长的优势未充分发挥；特别是 LED 路灯，尚未完全被市场接受。因此，提高路灯的电压输入 和提高LED 路灯的效率已经是迫在眉睫，高电压输入大电流输出恒流源很好的实现70V 以上高电压输入，2A 大电流输出的，把电能利用效率提高到了91%以上。 1恒流源的基本设计原理设计 恒流源模块由：滤波电路、处理芯片、BUCK 电路[1]、保护 电路和反馈电路五部分组成，如图1所示。 其工作原理是：通过控制电路，控制位于主回路的MOS 管，使其按要求对恒压源[2]斩波，改变恒定周期中导通时间的 长短，以达到恒流控制的目的。由于MOS 管工作于开关状态，且开关频率低（约10kHz ），使得开关损耗较低，整体效率较高。通过设定HV9910B 的RT 电阻实现输出电流的设定，再通过HV9910B 控制buck 电路输出稳定的恒定电流。 模块的主要作用是2个方面：1）调整开关电源[3]送来的直流电压，使LED 灯工作于恒流状态[4]；2）通过调整电压的升、降，控制LED 灯实现降额运行，达到控制路灯亮度的目的。 2 恒流源的具体设计 恒流源的具体设计如图2所示。2.1 两种工作模式的选择 HV9910B 有恒定频率模式及恒定关断时间两种模式，选 择何种模式取决于驱动器的输出电压V OUT （VLED ）与输入电压V IN 的比值。在降压式架构中，V IN 总是大于V OUT ，其比值即 电子设计工程 Electronic Design Engineering 第21卷 Vol.21 第2期No.22013年1月Jan.2013 图1 恒流源主要模块 Fig.1Constant current source modules 收稿日期:2006 08 02; 定稿日期:2006 10 09 基金项目:国家自然科学基金资助项目(60475018);国家高技术研究发展计划资助项目(2003A A IZ1100) 一种0.2 mV 20 MHz 600 W 比较器 孙 彤,李冬梅 (清华大学微电子学研究所,北京 100084) 摘 要: 提出了一种低功耗中速高精度比较器。比较器采用3级前置放大器加锁存器的多级结构,应用失调校准技术,用于一个电压2.5V 、速度1MS/s 、精度12位的逐次逼近型A/D 转换器。该比较器采用UM C 0.18 m 混合模式3.3V CMOS 工艺设计制造。仿真结果表明,在2.5V 电 压下,速度可以达到20M H z,准确比较0.2m V 电压,并能有效校准20m V 输入失调,功耗仅为600 W,版图面积为620 m 190 m 。 关键词: 比较器;弱正反馈;失调校准;逐次逼近 中图分类号: T N431.1 文献标识码: A 文章编号:1004 3365(2007)02 0270 04 A 0.2 mV 20 MHz 600 W Comparator SUN To ng ,LI Dong mei (Dep t.of Electronic En gineer ing ,T sing hua Univ ersity ,Be ij ing 100084,P.R.China) Abstract: A low pow er,mo der ate speed and high r eso lutio n co mpar ator is presented,in w hich a multi stag e st ructur e co nsisting of thr ee pr e amplifier s and a latch is ado pt ed,and an offset cancellatio n technique is used.De sig ned and fabr icated in U M C s 0.18 m mix ed mo de 3.3V CM O S t echnolog y,the co mpar ator is used in a 2.5V,1M S/s,12 bit successive appr ox imatio n analog t o digital conv er ter.Simulatio n r esults show that it can distinguish 0.2mV at 20M H z under 2.5V supply vo ltag e,and can calibr ate 20mV input offset effectively ,w ith o nly 600 W po wer co nsumpt ion.T he com par ator occupies a chip ar ea of 620 m 190 m. Key words: Comparato r;Weak po sitiv e feedback;O ffset cancellatio n;Successive appr ox imatio n EEACC : 2570D 1 引 言 比较器是A/D 转换器中的核心单元,其精度、速度、失调、功耗等指标对整个A/D 转换器的性能 有重要影响。高速比较器速度较快,可以达到1.8GH z [1],一般采用锁存器(latch)结构,但是失调比较大,精度在8位以下,用于闪烁(Flash)、流水线(Pipeline)等高速A/D 转换器[2 4]。高精度比较器可以分辨较小的电压,但是速度相对比较慢,一般采用多级结构,而且通常采用失调校准技术[5, 6] ,可以 应用于较高精度的逐次逼近型A /D 转换器。 本文设计的比较器用于一个逐次逼近型A/D 转 换器,该A/D 转换器正确的电源电压为2.5V 、采样率1MS/s 、12位精度,计划使用UMC 0.18 m 混合模式(mixed mode)3.3V CMOS 工艺制造。为了满 足该A/D 转换器的性能指标,需要一种中速高精度的比较器。本文对该比较器进行了论述,第二部分详细分析了该比较器的结构,第三部分列出了仿真结果,第四部分给出了该比较器的版图。 2 比较器结构 对于电源电压为2.5V 、速度1M S/s 、精度12位的逐次逼近型A/D 转换器,要求比较器至少能够分辨1/2LSB,即0.3mV 电压,速度在12M H z 以 第37卷第2期2007年4月 微电子学Microelectronics V ol 37,!2A pr 2007 最新标准大电流源 福禄克公司刘国琨，周华 随着我国国民经济的发展，各种大电流的应用越来越多，例如高速铁路，地铁等。此外，各种新型能源技术的不断出现也提出了更多对大电流应用的需求。 在这些应用中，有大电流测量的需要，有各种大电流设备研发的应用，有各种大电流设备制造的应用。所有这些应用都提出了对标准大电流源的要求。其主要特点是需要能够提供更大的电流输出能力，同时需要输出的电流有足够的准确度来作为标准信号，这种大电流源可以用作各种测量测试设备的标准源，来校准这些测量测试仪表。例如数千安培的电流钳的校准。同时，在研发新产品，制造大电流的设备也需要有一个标准的大电流源作为参考的标准信号。 图1 高达数千安培的柔性电流钳 而目前市场上可以提供各种校准器，其电流输出能力只有几安培，最多80安培。而如果要达到更大的电流，例如100A，市场上虽然可以找到一些电流源，但是这些大电流源的准确度一般只有百分之几，最好也不过千分之几的水平，远远满足不了大电流校准，研发和设备制造的要求。 正是为了满足对高准确度大电流信号源的需求，福禄克公司最新推出了52120A大电流信号源，由于其准确度是目前业界最好的水平，因此称其为大电流标准信号源。其单台最大输出电流可以达到120A，如果并联使用，最大电流可以达到360A。 图2 52120A标准大电流源 为了降低用户的购买成本，52120A一般可以采用独立放大器的结构，便于与用户已经有的各类校准器配合使用。也就是说，52120A的输出电流是通过其输入的电压或者电流来实现的。将一个准确的电压或者电流信号接到52120A的输入端，就可以获得需要的大电流输出。而绝大部的用户已经拥有各种准确的电压源、电流源或者多功能校准器，例如福禄克的5500A系列校准器，5520A系列校准器，5700系列校准器，6100系列校准器等，或者其他品牌的校准器。这样，52120A的设计就简单可靠，充分利用用户现有的设备，不必再为高精度的输入控制信号而额外增加支出。 图3 52120A与校准器配合使用 前面说过，实际应用中不仅仅需要电流大，而且需要相当高的准确度。下面就来说明一下52120A的准确度指标。52120A的电流输出不确定度由两个部分构成。一个是52120A本身的不确定度，另一个是其输入的控制信号的不确定度。将这两个不确定度综合就得到最后获得的实际输出电流不确定度。 例如将52120A和5720A相连接，通过5720A的准确的直流电压来控制52120A的直流电流输出。5720直流电压1.2V输出的绝对不确定度（99%置信度）是6.7ppm，52120直流100A的不确定度为160ppm，采用方和根方法综合可以得到输出100A大电流的总不确定度就是160ppm（99%置信度）。 通过上面的计算，52120A连接5720A在输出100A的直流电流时其不确定度仅为160ppm，也就是万分之一点六。，这个电流的准确度目前是工业业界能够得到的最好准确度。 当然，52120A和不同信号源相连接时的准确度也是不同的。也就是最后的准确度和连接的标准信号源的准确度有关。 52120A在配合新型的6105A/6100B系列校准器使用时，可以用专用的控制电缆实现闭环控制，实现参照6105A/6100B系列校准器内部标准的闭环放大，不确定度指标是包含了6105A/6100B系列校准器和52120A放大器的整体性能。以前生产的6105A/6100B以及6100A升级后可以实现同样的性能。这种配合可以获得52120A的最佳性能。在输出交流120A大电流时，输出电流的不确定度可以达到140ppm（6105）和210ppm（6100B）。比5720交流电流2A的340ppm不确定度，5520交流电流2A的650ppm不确定度还要好得多。基于LabVIEW的高精度电流源设计与实现
一种中速高精度模拟电压比较器的设计
几种简单恒流源电路1
一种高精度的电流源设计
用比较器进行高精度模数转换
高精度数控直流电流源
高电压输入大电流输出恒流源
一种低功耗中高精度比较器的设计
最新标准大电流源-52120A大电流信号源