数控电压源与数控电流源设计.
某测试台用高精度数控直流稳压电源的设计
ｃ ｍｐ ｒ ｕ ｒ ｎ ｐ ｅ ｉ ｔ ｎ ｅ ｂ ｙ ｎ ｈ ｐ ｅ ｉ ｔ ｏ ｈ ｕ ｆ ｈ ｏ ｒ ｏ ａ ｈ ｅ ｅ ｏ ｅ ｌ ａ ｏ ａｅ ｃ ｒｅ ｔｕ ｐ ｒｌ ｍｉ ，ｏ ｃ ｅ ｏ ｄ ｔ ｅ ｕ ｐ ｒ ｌ ｍｉ ｎ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｔ ｅ ｐ ｗｅ ，ｔ ｃ ｉ ｖ ｖ ｒｏ ｄ
ｃ ｎ ｂ ｅ ｌｔｍｅ ｍｏ ｔ ｒｎ ｈｒ ｕ ｈ ａ ｅ ｒ ａ — ｉ ｎｉｏ ｉ ｇ ｔ ｏ ｇｈ ｔ ｅ ＰＣ，ＰＣ ｏ ｍｏｎ ｔ ｒ ｔ ｅ ｖ ｔ ｇ ｔ ｉｏ ｈ ｏｌａ ｅ，ｃ ｒ ｅ ｎｄ ｖ ｌａ ｅ ｓ ｔｉ ｓ，ｔ ｕ ｒ ｎｔａ ｏ ｔ ｇ ｅ ｔｎｇ ｏ
Ｚ ＨＥＮ ｏ ｙ ｎ ＮＩ Ｇｕ — ｏ ｇ， ＮＧ — ｉＪＡ ｅ ｇ ｗｅ Ｈｅｗｅ ，Ｉ Ｃｈ ｎ — ｉ
（ ｔ ｎ ｌ ｙ Ｌ ｂ ｒ ｔ ｙｏ ｌ ｔ ｎｃ ｓ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｎｏｔ ｎｖ ｒｉ ｈ ｎ ， ａｙ ａ ３ ０ ］ Ｃ ｉａ Ｎａｉ ａ ａ ｏａ ｏ ｆ Ｅ ｅ ｒ ｉ Ｔｅ ｅ ｈ ｏ ｇ ， ｒ Ｕ ｉｅｓ ｙ ｏ Ｃ ｉａ Ｔ ｉｕ ｎ ０ ０ ５ ， ｈ ｎ ） ｏ Ｋｅ ｒ ｃｏ ｔ ｏ ｈ ｔｆ
ｐ ｏｔ ｃ ｉ ｒ ｅ ｔｏｎ．
Ｋｅ ｏｄ ： Ｃ ｒｇ ｌ ｅ ｏ ｒｓ ｐ ｌ ， ｏａｉｎ ｓｎ ｌ ｃ ｉ，ｄｕ ｔｂｅｃ ｒｅ ｔ ｉ ｔ ｇ ｙｗ ｒ ｓＤ ｅ ｕａ ｄｐ ｗｅ ｕ ｐｙ ｉ ｌｔ ，ｉｇｅ ｈｐ ａ ｊｓａ ｌ ｕ ｒｎ ｍｉｎ ｔ ｓ ｏ — ｌ ｉ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｎ ｉｔ ｌｇ ｎ ｉｇｅ ｃ ｉ ｃ ｏ ｏ ｕ ｅ ｓｔ ｅｃ ｒ ｉｈ ｐ ｅ ｉｉ ｎ ａ ｊｓａ ｌ ｓｒ ｃ ：ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ，ａ ｎ ｅｌ ｅ ｔｓｎ ｌ—ｈ ｐ ｍｉｒ ｃ ｍｐ ｔ ｒａ ｈ ｏ ｅ ｈｇ — ｒｃｓｏ ｄ ｕ ｔｂ ｅ ｉ
高精度数控恒流源
摘要本文介绍了一种开环智能数控直流电流源的设计原理和实施方案，该方案采用D/A（MAX531）转换器、运算放大器等器件来控制场效应管导通状态的原理，达到了输出恒流的目的。
整个系统采用AT89S52单片机作为主控部件，将预置电流值数据送入D/A转换器（MAX531），经硬件电路变换为恒定的直流输出，同时采用基本没有温度漂移的康锰铜电阻丝作为精密采样电阻。
采用性能优于普通晶体管的场效应管作为恒流源的主要部件，大功率晶体管作为扩流电路的主要器件，结合三端稳压管和多层滤波使得整个系统性能提升了一个层次，从而实现了高精度恒流源的目的。
系统还对输出电压进行实时采样，通过A/D转换器采样回单片机与用户给定的限压值进行比较，从而监控了输出电压。
同时通过键盘的控制,实现了输出电流值和限压值可预置，可步进调整、输出的电流信号和电压信号可直接数字显示的功能，并具有输出电压实时监控限压报警并自动降低输出电流等功能。
与以往的直流恒流源相比，此次所设计的恒流源具有精度高、结构简单、工作稳定、操作方便、成本低廉、带负载能力强等优点。
关键词：恒流源 AT89S52单片机 MAX531 MAX187AbstractThis paper introduces a smart NC open-loop DC current source design principle and the implementation of the programme, using the D / A (MAX531) converters, op amp, and other devices to control FET on-state principle, the output reached constant current purposes. AT89S52 the entire system uses a single-chip microcomputer control components, preferences current value data will be sent to the D / A converters (MAX531), the hardware circuit for the constant transformation of DC output, but not using the basic temperature drift Concord Manganin resistor Silk as a sophisticated sampling resistor. Performance is better than the ordinary use of the FET transistor as a constant current source of major components, high-power transistors as expanding the main circuit device, the combination of three-terminal regulators and the multi-filter makes the whole system a performance boost levels to achieve a high-precision constant current source purposes. Output voltage of the system to conduct real-time sampling, through the A / D converters with sampling to MCU users to set limit values to compare pressure to control the output voltage. At the same time, the keyboard control and realized the value of output current and voltage-limiting values can be preset, stepping adjustment, the current signal and the output voltage signal can be directly figures show that the function, and real-time monitoring of the output voltage, such as over-voltage alarm function. In the past compared to DC current source, the design of a high-precision constant current source, simple structure and work stability, and easy to operate, low cost, with a payload capacity, and other advantages.Key words: Current source AT89S52MCU MAX531 MAX187目录摘要 (I)前言 (1)第一章系统结构及功能介绍 (2)1.1系统工作原理概述 (2)1.2系统的特点和使用 (2)1.2.1 系统的特点 (2)1.2.2 系统的使用说明 (3)第二章设计方案 (4)2.1方案比较 (4)2.1.1整体方案 (4)2.1.1.1 方案一 (4)2.1.1.2 方案二 (5)2.1.1.3 方案三 (5)2.1.2恒流源方案 (6)2.1.2.1 方案一 (6)2.1.2.2 方案二 (6)2.1.2.3 方案三 (7)2.2最终选用方案 (7)第三章硬件系统设计 (8)3.1系统硬件基本组成 (8)3.2各模块单元电路设计 (8)3.2.1 电源电路 (8)3.2.2 扩流电路 (9)3.2.2.1 电路的优点. (9)3.2.2.2 电路工作原理 (10)3.2.3 恒流电路 (10)3.2.4 采样电路 (11)3.3系统主要芯片介绍 (12)3.3.1 AT89S52单片机 (12)3.3.2 MAX531 (12)3.3.3 MAX187 (13)3.3.4 AT24C16 (14)第四章软件设计 (18)4.1概述 (18)4.2主程序结构 (18)4.3各模块子程序设计原理 (20)4.3.1 MAX531工作原理 (20)4.3.2 MAX187工作原理 (20)4.3.2 键盘扫描原理 (21)4.3.3 LCD 12864显示 (22)第五章系统调试 (23)5.1硬件设计要点 (23)5.1.1 共地问题 (23)5.1.2 采样电阻选择 (23)5.1.3 D/A及A/D电路处理 (24)第六章数据测试及分析 (25)6.1输出电流测试 (25)6.2步进电流测试 (26)6.3 工作时间测试 (27)6.4 负载阻值变化测试 (28)6.5 输出电压值测试 (29)第七章结束语 (31)参考文献 (32)附录 (33)一、系统电路原理图： (33)图1.1 系统电源原理图 (33)图1.2 系统恒流源电路原理图 (33)图1.3 系统单片机最小系统原理图 (34)图1.4 系统D/A、A/D原理图 (34)图1.5 系统显示电路及存储电路 (35)二、系统部分程序设计 (35)2．1 MAX531子程序 (35)2．2 MAX187子程序 (36)2．3 键盘扫描子程序 (37)2．4 AT24C16子程序 (38)2．5 LCD12864子程序 (42)致谢 (44)前言随着电子技术的发展、数字电路应用领域的扩展，现今社会，产品智能化、数字化已成为人们追求的一种趋势，设备的性能、价格、发展空间等备受人们的关注，尤其对电子设备的精密度和稳定度最为关注。
电流源和电压源
电流源和电压源在电路中，电流源（Current Source）和电压源（Voltage Source）是两种非常常见的电子元件。
它们分别被用来提供稳定的电流和电压，以供电路中其他元件使用。
本文将介绍电流源和电压源的基本原理、类型以及在电路设计中的应用。
一、电流源（Current Source）1. 基本原理电流源是能够提供恒定电流的电子元件。
它的基本原理是通过封装在电路中的一系列元件来稳定电流大小，使其在电路中的不同条件下保持恒定。
2. 类型常见的电流源有两种类型，分别为固定电流源和可变电流源。
•固定电流源：固定电流源能够在特定条件下提供确定的电流输出，无论负载的变化如何，它的输出电流保持不变。
在设计电路中，固定电流源常用于提供给特定元件、电路模块或者传感器等所需的固定电流。
•可变电流源：可变电流源则可以根据需要调节输出电流。
通过控制电路中的电压、电阻或电流传感器等元件，可以实现可变电流源的设计。
3. 应用电流源在电路设计中有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：•模拟电路：在模拟电路中，电流源可以被用于稳定传感器和放大器的工作。
例如，在温度传感器电路中，电流源可以提供一个稳定的电流，以便产生一个与温度成正比的电压。
•LED驱动：LED（Light-Emitting Diode）驱动电路中常常需要提供一个稳定的电流源，以确保LED的亮度和寿命。
电流源可以通过与LED串联的电阻来实现，从而控制LED的工作电流。
•运算放大器（Operational Amplifier）：运算放大器电路中，电流源可以用于稳定运算放大器的偏置电流。
这对于增强放大器的性能和稳定性非常重要。
二、电压源（Voltage Source）1. 基本原理电压源是能够提供恒定电压的电子元件。
它的基本原理是通过封装在电路中的一系列元件来稳定电压大小，使其在电路中的不同条件下保持不变。
2. 类型常见的电压源有两种类型，分别为固定电压源和可变电压源。
简易数控直流电源介绍
简易数控直流电源介绍简介数控直流电源是一种能够通过控制电流和电压输出的电源设备。
它广泛应用于实验室、工业控制和电子设备测试等领域。
本文将介绍简易数控直流电源的工作原理、特点以及应用场景。
工作原理简易数控直流电源的工作原理基于电压转换和电流控制。
它通常由一个交流电源、一个变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。
1.交流电源：提供起始电压输入。
2.变压器：将输入的交流电压转换为适合电源要求的交流电压。
3.整流电路：将变压器输出的交流电压转换为脉冲电流。
4.滤波电路：通过电容器和电感等元件，滤除电源输出中的杂散信号，保证输出电流和电压的平滑度。
5.稳压电路：通过反馈控制，控制输出的电压或电流稳定在设定值。
特点1.精确控制：数控直流电源能够根据用户的需求，通过调整电流或电压来精确控制输出。
2.稳定性：采用稳压电路和反馈控制，在负载变化时能保持稳定的输出。
3.大电流输出：简易数控直流电源通常能够提供较大的电流输出，满足大功率设备的需求。
4.安全性：具备过流保护、过温保护等多重保护功能，保障电源和设备的安全使用。
5.数字化控制：带有数字显示屏和按钮，便于用户设定和调整输出。
应用场景1.实验室：数控直流电源广泛应用于实验室中的电子原型开发、科研实验等方面。
它能够提供精确的电流和电压输出，满足实验需求。
2.电子设备测试：在电子设备的生产和测试过程中，数控直流电源能提供稳定、可控的电源，用于设备的老化测试、功能测试等。
3.工业控制：在工业领域中，数控直流电源可用于控制电机、传感器和其他设备的电源输入，实现自动化控制。
4.充电宝测试：数控直流电源的精确电流和电压调节功能使其成为充电宝测试的理想工具，可以模拟各种充电器的输出。
结论简易数控直流电源通过电压转换和电流控制实现对电源输出的精确调节。
它具备精确控制、稳定性、大电流输出和安全性等特点，并广泛应用于实验室、电子设备测试和工业控制等领域。
在科研、生产和测试中，数控直流电源是一种重要的电源设备。
一种可程控参考电压源电路设计
Ａｂｔａｔ ｈ ｅｉ ｆ ｒｇａ ａｌ ｖｌ ｇ ｆｒ ｃ ｉ ｕ ｕｔ ｅｗｔ ｗ ｔ ｐ ｒｔｒ ｃｅ ｉｉ ｔ ｉ ｏ ｅ ｐｌ ｊｃ ｏ ｓ ｃ ：Ｔ ｅｄｓ ｎｏ ｏｒｍｍ ｂｅ ｏｔ ｅｒ ｅ ｎ ｅｃ ｃｉｍ ｓ ｂ ｉ ｌ ｍ ｅａ ｅ ｏｆｃ ｎ，ｈｇ ｐ ｗ ｒ ｕ ｐｙｒ ｅｆ ｎ ｒ ｇ ｐ ａ ｅ ｅ ｒ ｔ ｈｏ ｅ ｕ ｅ ｈ ｓ ｅ ｉ
提 供 稳定 的偏 置 电流 。 电源 管理 芯 片输 出 的 电压 精 确 度 主要 由设 计 的参 考 电压 源 决 定 ，所 以 在 一 款 Ｃ Ｕ专 用 可 程 控 电 源 管 理 芯 片 中 ，可 程 控 参 考 电 Ｐ 压 源 的设 计是 关键 ¨ 。 Ｊ
毕业设计253一种基于单片机最小系统的数控直流电源设计
中， 可以得到精度较高电流输出。此外， 控制部分电路还具有键控和显
示等附加功能。
２．２ 功能模块理论分析与计算
２．２．１ 电压源设计
ａ．基 本 原 理
将交流电 ２２０Ｖ 经变压器后将直流 １５Ｖ 送整流桥， 整 流 后 经 过 电
容滤波， 得到一个波动较大的直流电压， 然后再由三端稳压器稳压输
出， 供后续电路使用［１］。其中 ５Ｖ 的三端稳压器输入电压由 １２Ｖ 的稳压
科技信息
○机械与电子○
ＳＣＩＥＮＣＥ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
２００７ 年 第 １１ 期
一种基于单片机最小系统的数控直流电源设计
高恭娴 聂睿瑞 （ 南京信息职业技术学院 江苏 南京 ２１００４６）
摘要： 以直流稳压电源和稳流电源为核心， 结合单片机最小系统实现对输出电流的控制。首先采用了单片集成稳压芯片实现直流稳压， 然 后采用了分立元件实现稳流。为实现对输出电流的控制： 一方面， 通过 Ｄ／ Ａ 输出实现电流的预置， 再通过运算放大器控制晶体管的输出电流； 另一方面， 运用 Ａ／ Ｄ 转换器件将输出电流的采样值送入单片机， 与预置值进行比较， 将误差值通过 Ｄ／ Ａ 转 换 芯 片 添 加 到 调 整 电 路 ， 从 而 进 一 步降低了输出电流的纹波。经过测试， 该直流电源的实际输出与设定值之间的误差小于 １％， 达到设计要求。
⑵整流桥电路及滤波电容的选择： 整流桥采用 ＰＢＰ２０５， 其极限参
数 满 足 要 求 。 滤 波 电 容 的 耐 压 应 大 于 １．４１４ ×Ｕ２ ＝１７．７Ｖ， 故 选 用
２２００ｕＦ／５０Ｖ 的电容。
⑶其它元器件的选择： 输入端电容 Ｃ１ 用来旁路高频干扰脉冲和
改善纹波， 一般取 ０．１ｕＦ； 输 出 端 所 接 电 容 Ｃ０ 起 改 善 瞬 态 响 应 特 性 和
数控电源原理图
数控电源原理图
真正意义上的数字电源应该是采用数字控制技术，通过程序来控制输出电流和电压的设备。
其原理图如下：
电源输入端接入交流电源，通过整流电路将输入的交流电转换成直流电。
直流电信号通过一个放大电路进行信号放大，经过滤波电路后，会被输入到数字控制部分。
数字控制部分是整个数字电源的核心部分，包括一个微处理器、存储器、数字信号处理器等模块。
通过这些模块，将输入的直流电信号进行数字信号处理，比如数字滤波、数字调节等。
处理后的数字信号会经过一个数字到模拟转换器，将数字信号转换成模拟信号，然后经过一个模拟放大器将信号放大。
放大后的信号经过最后的滤波器，输出给负载端。
数字电源的输出电压和电流可以通过程序进行设置，通过控制程序可以实现输入电压和电流的精确调节，达到不同应用场景下的需求。
总的来说，数字电源通过数字控制技术对电源输出进行调节和控制，能够提供更精确、稳定和可靠的电流和电压输出，具有很高的应用价值。
数控直流电流源TLC5615
数控直流电流源林彩莲黎智华周双强(广西师范大学物理与信息工程学院创新基地桂林 541004 )摘要本数控直流电流源以单片机A T89Ｓ51为控制核心，由D/A转换器TLC5615、A/D转换器TLC2543、中文字库液晶显示块、放大电路和大功率调整电路组成。
通过4x4键盘输入给定值，由D/A转换器将数字信号转换成模拟信号，经D/A输出电压作为恒流源的参考电压，以ＬＭＯＰ０７作为电压跟随器，利用晶体管平坦的输出特性得到恒定的电流输出，最后用中文液晶显示输出。
本系统采用单片机作为控制中心，产生数字可调的直流电流源。
其内部4K flash memory 用于存储应用程序。
键盘用于设定电流源的值。
键盘为4x4结构，采用反转法读取键盘值。
P３口的低四位接键盘的行线，P３口的高四位接键盘的列线．图中数模转换器D/A与其右边部分的电路构成恒流源。
D/A输出电压作为恒流源的参考电压，ＬＭＯＰ０７成电压跟随器。
利用晶体管平坦的输出特性即可得到恒流输出。
由于跟随器是一种深度的电压负反馈电路，因此电流源具有较好的稳定性。
为了提高稳定度，D/A 部分的参考电压采用ＬＭ３３６的参考电压。
R2采用大线径康铜丝制作，康铜丝温度系数很小（5ppm/o C）,大线径可使其温度影响减至最小。
单片机系统仅需5V，0.5A电源即可，电源只供单片机完成键盘输入显示，D/A等控制功能。
电流源的电源由V+提供，普通任何一种直流稳压电源都可满足要求。
作者使用的是0～１0V,0~２A的直流文要电源，恒流源最大电流可达２A。
一、方案论证与比较方案一：数模转换器采用通用的ＤＡＣ０８０９，摸数转换器采用ＡＤ０８３２，调整管用ＴＩＰ４１C．方案二：数模转换器采用美国德州仪器公司的TLC5615IP，它使带由缓冲基准输入的10位电压输出数模转换器(DAC)。
DAC具有基准电压两倍的输出范围，且DAC使单调变化的。
器件使用简单，用单5V 电源工作。
方案比较：方案一的电路能实现功能，但硬件电路复杂，逻辑电路设繁琐，调试困难，A/D、D/A采用并行转换器，占用单片机口线资源较多，处理数据的精度不够。
电压源与电流源的特性与应用
电压源与电流源的特性与应用电压源和电流源是电路中常见的两种信号源。
它们分别以稳定的电压和电流作为输出，具有不同的特性和应用。
在本文中，我们将探讨电压源和电流源的工作原理、特性以及它们在电路设计中的具体应用。
一、电压源的特性与应用1. 电压源的工作原理电压源是一个能够提供稳定电压输出的信号源。
它通过内部电路将输入电能转化为恒定的电压输出。
常见的电压源包括直流电池、稳压二极管和运放等。
2. 电压源的特性电压源具有以下特性：（1）输出电压稳定性高：电压源能够提供相对稳定的输出电压，在电路设计中对电压的要求较高时往往选择使用电压源。
（2）内部电阻较高：电压源的内部电阻较大，因此在连接负载电路时，输出电压容易受到负载电阻的影响，导致电压下降。
（3）电压源的输出电流能力较低：电压源的输出电流能力一般相对较弱，不能提供过大的电流。
3. 电压源的应用电压源在电路设计中应用广泛，例如：（1）提供电路的供电：电压源可以为电路提供所需的稳定电源，满足各个组件的工作要求。
（2）信号源：电压源可以作为信号源，提供用来检测和测量电路参数的电压信号。
（3）电源调节：通过调整电压源的输出电压，可以实现电路对不同电压的适应性。
二、电流源的特性与应用1. 电流源的工作原理电流源是一个能够提供稳定电流输出的信号源。
它通过内部电路将输入电能转化为恒定的电流输出。
常见的电流源包括电流调整电阻、电流源传感器和恒流源等。
2. 电流源的特性电流源具有以下特性：（1）输出电流稳定性高：电流源能够提供相对稳定的输出电流，在电路设计中对电流的要求较高时往往选择使用电流源。
（2）内部电阻较低：电流源的内部电阻较小，因此在连接负载电路时，输出电流受到负载电阻的影响较小。
（3）电流源的输出电压能力较低：电流源的输出电压能力一般较弱，不能提供过大的电压。
3. 电流源的应用电流源在电路设计中也有广泛的应用，例如：（1）驱动电路：电流源可以作为驱动信号，用来控制和驱动各种载荷的电流。
基于ADuC812的数控电流源的设计
ｒ Ａ
。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 — — ’ — — 状 态指 示 一
． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．
２ ． ４恒流电路模块
再通 过桥式整流 电路将交 流电压 变成脉动 的直流 电压 。 整 片 内多通道 （ ８ 个 输入通 道 ） 的１ ２ 位Ａ Ｄ Ｃ 。 这 样大大减 少了带Ａ ／ 压， 流后 的脉动 的直流 电压通过 滤波 电路加以滤除， 得到平滑的直 Ｄ 、 Ｄ ／ Ａ 转 换嵌 入式控制 系统的开发和设计成本 ， 并且体积小， 电 路更加 简单化。 流电压。 但这样 的电压还 随电网的 电压波动、 负载 和温度 的变 化而变化 。 因而在 整流、 滤波 电路之 后， 还需接稳压电路 。 最 终 经三 端稳压器Ｌ Ｍ ７ ８ １ ２ 和Ｌ Ｍ ７ ９ １ ２ 分别输出＋ １ ２ Ｖ 、 一 １ ２ Ｖ 电压 。
２ 电源 部分
本控制系统由单片机及其外围电路组成， 需要＋ ５ Ｖ 、 ±１ ２ Ｖ 、
＋ １ ８ Ｖ 三 组 电源 。 ＋５ ｖ 为微 处理 电路供 电电源 ； ±１ ２ Ｖ 为稳 流 电
３ 显 示设 计
测量和显示 范围为２ ０ ０ ｍ Ａ ￣２ ０ ０ ０ ｍ Ａ ， 所以采用４ 位数显 示即
源也是电源设备中的重要组成部分， 因此设计一种性能良好 的恒流源有着十分重要的现实意义。
关键 词： 恒流源 ； 大功率； 步进
本 设计 采用Ａ Ｄ ｕ Ｃ ８ １ ２ 单片机作为整机 的控 制核心， 通过单 输 入端接入０ ． ３ ３ ｕ Ｆ 的电容器 ， 作用是抑 制输入 的过 电压， 保 证 片大器 处理后控制 Ｌ Ｍ ７ ８ ０ ５ 的输入一输出电压 差不会瞬 间超 过允许 值。 而输出端 一 大功率Ｍ Ｏ Ｓ 管， 使其输 出电流在２ ０ ０ ｍ Ａ ￣２ ０ ０ Ｏ ｍ Ａ 之 间。 利用取样 般接入０ ． １ ｕ Ｆ 的电容器 ， 便可 改善负载的瞬态相应 ， 但是为了减 电阻完成输 出电流／ 电压转换 后送 入Ａ ／ Ｄ 转换器， 实现单片机对 小纹波 电压 ， 有 时在稳压器 的输 出端并 入 一只大容量电解 电容
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源
方案一：开关调整型 恒流源，如图3-14所示， 电源Ui(交流或直流)通过 开关S和滤波回路向负载 提供电流。这个电流也流 过标准电阻RS，而放大器 A将RS上的电压降IogRS 和基准电压US比较，并对 电子开关S进行控制以保 持输出电流Io的稳定。
韶关学院电子系
韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源
3 PWM实现电压数控
PWM
R1 C1
R2 V out C2 R3
R1、R2、C1、C2有什么作用？ 低通滤波 运放有什么作用？ 阻抗变换，起缓冲作用 PWM＝0，VOUT=0V PWM=100%,VOUT最大输出 韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源
三种方法实现的数控电压源的优缺点分析： DA转换器 稳压芯片 PWM
数控电压源与数控电流源 1 DA转换器实现电压数控
韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源 1 DA转换器实现电压数控Vin
MCU
D Vref Iout DAC
Vout
D Vout N Vin 2
韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源 1 DA转换器实现电压数控 利用DA转换器实现的数控电源电压输出，存在输出电 流小、带负载能力差的缺点。
R3作用？ 反馈的类型？
调节电阻R3可以运放的放大倍数。AU(空)＝-(R3+R2)/R1 电压串联负反馈 韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源 2 稳压芯片实现电压数控
LM317 1 Vin Vout Adjust Iadj 3 Rw 2 U0 R1 240
RW RW Vo (1 ) *1.25 I adj * RW (1 ) *1.25 R1 R1
数控电压源与数控电流源 电流源方案
韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源
恒流源电路
恒流源电路由比较放大器、调整管、负载和采样电阻4部分组 RL为负载，RS为采样电阻，场效应晶体管IRFP为调整管， 成 LM358为比较放大器，采用一个稳压二极管稳定场效应晶体管 的Ugs，起到保护调整管的作用。LM358用正负12V供电，调 整管IRFP用独立电源正18V供电，以满足其大功率的要求。输 出电压不大于10V，输出电流范围最大为2000mA，所以负载 RL在0～5之间，采样电阻RS如前所述取0.1。从采样电阻RS的 上端引入深度负反馈到比较放大器的负级，采样电压也通过 ADC输入到单片机处理；比较放大器的正极与DA模拟输出相 连，通过LM358的比较放大作用以及调整管IRFP的调节作用 使输出电流达到稳定。
数控电压源与数控电流源 方案二：连续调整型恒流源， 其结构示意图如图3-15所示， 其中A是放大器，它的一个 输入端接基准电压US，另 一个输入端加入反馈电压 IogRS，由于放大器的作用， 最终使输出电流在标准电阻 RS上的压降和基准电压近 似相等，因此得到，由此可 见，连续调整型恒流源的输 出电流仅由基准电压和标准 电阻决定，而与电源电压和 负载变化无关。
数控电压源与数控电流源
一、数控电压源的原理
1.概念 ：直流输出电压的数值可进行数字控制的电压源
参数：
步进间距：电压最小的分辨率
电压范围：直流电压的输出大小范围 输出电流：最大的输出的电流，衡量带负载能力 稳波电压： 误差
韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源
一、数控电压源的原理
2.系统结果：
微处理器 DA转换器 射极跟随器 AD转换器 键盘 显示
LCD
MCU
DA
I/V转 换 AD
电压 放大
射极 跟随
键盘
负载
韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源
数控电流源
数控电压＋V/I转换
数控电 压源
V/I转 换
韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源
要求： a. 输出电压：0V到+10V/DC可调，步进为0.1V，误差的绝对 值小于1%； b. 最大输出电流：1A； c. 电压调整率小于1%（输入电压变化范围+3V~+12V，满 载）； d. 负载调整率小于1%（输出电压为+9V，负载电流变化范 围0.1A~1A）； e. 纹波电压（峰-峰值）小于输出电压的0.5%（满载时）；
韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源 1 DA转换器实现电压数控
Vr D Vref Iout DAC Vout
MCU
D Vout N Vref 2
转换器位数N对输出电压分辨率的影响？ 思考题：1.假如Vout的电压范围为0~－5V，如何通过电 路转换，变为－5V~5V范围 2.如何利用AD转换器实现电压幅度程控？ 韶关学院电子系
Vin MCU D Vref Iout DAC Vout
5V MCU D Vref Iout DAC 射极 Vout 跟随 器
韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源 1 DA转换器实现电压数控
5V
18V R1 1K Vin R2 1K R5 5K R4 1K R3 5K Vout RL
MCU
D Vref Iout DAC
韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源
方案三：组合调整型恒流源， 如图3-16所示。它将前两 种方案结合起来，综合了 两者的优点，即在开关调 整稳压电路后紧接连续调 整型恒流源电路。这样一 来，开关电路输出的脉冲 纹波经后接的连续调整电 路调整后，最终输出的电 流十分稳定，但系统也更 加复杂。
韶关学院电子系
设计任务
1.基本要求 1)输出电流范围：200～2000mA。 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。
Iadj小于100uA
改变RW可以改变输出的电压 韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源
2 稳压芯片实现电压数控
LM317 1 Vin Vout Adjust 3 R1 R2 1k D0 1k R3 1k D1 R4 1k D2 D3 R5 1k D4 R6 1k R8 1k D5 R9 1k D6 D7 2 R Vo