[发明专利]一种数控恒流源装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控恒流源装置，属于恒流源技术领域。

背景技术

恒流源是一种能够提供恒定电流的电源装置，随着科技的发展它的用途也越来越广泛，理想的恒流源应该具有以下特点：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（以使其电流可以全部流出到外面），而恒流源电路由于负载的温度性能、供电电源的纹波大小、调节的控制方法及相关控制电路的稳定性等因素，在实际应用时输出会有不同的波动，现有恒流源都缺乏稳定性和可控性。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足，本发明提供了一种数控恒流源装置，提高了恒流源输出的稳定性和可控性。

技术方案：本发明所述的数控恒流源装置，包括单片机、ADC采集电路、DAC控制电路、键盘输入电路、液晶显示电路、恒流源电路、独立电源；所述键盘输入电路和液晶显示电路与所述单片机分别相连用于实现输入、输出，所述单片机的输出端与所述DAC控制电路相连，所述DAC控制电路的输出端与所述恒流源电路相连，所述恒流源电路通过所述ADC采集电路与所述单片机反馈相连，所述恒流源电路与所述独立电源供电相连并由其供电。

进一步完善上述技术方案，所述恒流源电路包括运算放大器一、分压电路、运算放大器二、MOSFET管、采样电阻、运算放大器三、二极管一、二极管二、电容一、电容二；所述DAC控制电路的输出端经电阻二与所述运算放大器一的正向输入端相连，运算放大器一的的输出端与其反向输入端相连同时与所述分压电路相连，分压电路经所述电容一与所述运算放大器二的正向输入端相连，运算放大器二的输出端通过电容二与其反向输入端相连同时与所述MOSFET管的栅极相连，所述MOSFET管的漏极与所述独立电源相连；所述MOSFET管的源极与所述二极管一的正向、采样电阻的一端、二极管二的反向分别相连，所述二极管一的反向、采样电阻的另一端与地相连，所述二极管二的正向与负载相连，所述MOSFET管的源极与所述运算放大器二的反向输入端、运算放大器三的正向输入端同时相连，所述运算放大器三的输出端通过电阻十与其反向输入端相连，且经电阻十一与所述ADC采集电路相连，所述运算放大器三的反向输入端通过电阻九接地。通过对MOSFET管栅极电压的控制实现对恒流源电流的控制。单片机将设定或调整值的数字量送至DAC转换变成模拟信号，再经过运放放大器一跟随及分压电阻后送至MOSFET管栅极处，从而实现对恒流源电流的调节。同时通过采样电阻将电流大小采样回来，经运算放大器三放大后送至ADC采集电路，从而实现了单片机对输出电流实时监控。当监控到的电流与设定值有差别时，将通过这种闭环反馈环节对输出电流进行调整，当改变负载大小时，在这种调节下基本不影响电流的输出。

进一步地，所述独立电源为24V电源。由于恒流源电流、功率均较大，如果与单片机使用同一电源，会影响整个系统的稳定性，因此采用独立电源供电，该电源采用带回路端的24 V电源，这就使得单片机的供电与恒流源供电相互独立，互不影响。

进一步地，所述单片机采用型号为PIC24HJ64GP504的单片机，所述ADC采集电路采用TLV2541芯片，所述DAC控制电路采用TLV5618芯片；所述TLV2541芯片的片选端、时钟端、串行数据输出端分别与所述单片机的SPI外设端口相连，所述TLV5618芯片的片选端、时钟端、串行数据输出端分别与所述单片机的SPI外设端口相连；所述TLV2541芯片连接2.5 V的基准电压、TLV5618芯片连接有1.25 V的基准电压。选用的芯片均具有功耗低、体积小、技术成熟等优点。

有益效果：本发明提供的数控恒流源装置，利用DAC控制电路、ADC采集电路和运算放大器及大功率MOSFET管组成的恒流源电路形成负反馈系统，来完成整个恒流源电流的测量与控制。这种闭环反馈控制方法使得恒流源电流能及时快速地回调，增强了可控性和稳定性；同时还可以方便地通过键盘输入电路在0A~1A范围内任意设定恒流源电流值，即使负载在1Ω～15Ω内变化，也能及时调整输出电流，使电流恒定，精度为±3mA。本发明电路简单、成本低、可靠性高，具有较为广阔的市场前景和应用价值。

附图说明

图1为本发明的电路原理框图。

图2为本发明中恒流源电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图，进一步阐明本发明。