专利名称：一种数字式可调恒流恒压源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于LED封装行业，光电参数测试机的数字 式可调恒流恒压源。
背景技术：
现有的恒流恒压电路较多，如附图1所示的为现有的采用开关电 源的恒流源，当电源电压降低或负载电阻R1降低时，采样电阻RS上 的电压也将减少，则SG3524的12、 13管脚输出方波的占空比增大， 从而BG1导通时间变长，使电压U0回升到原来的稳定值。BG1关断 后，储能元件L1、 E2、 E3、 E4保证负载上的电压不变。当输入电源 电压增大或负载电阻值增大引起UO增大时，电路通过反馈系统使UO 下降到原来的稳定值，从而达到稳定负栽电流II的目的。这种采用 开关电源的恒流源，其功率器件工作在开关状态，功率损耗小，效率 高。与之相配套的散热器体积大大减小，同时脉冲变压器体积比工频 变压器小了很多。因此采用开关电源的恒流源具有效率高、体积小、 重量轻等优点；但是，其也存在相应的缺点即开关电源的控制电路 结构复杂，输出紋波较大，在有限的时间内实现比较困难。
如附图2所示，它是一种采用集成稳压器构成的开关恒流源，它 是采用三端固定式集成稳压器(MC7805 )与电容C1、 C2及可调电阻 RW相接而成，这种采用集成稳压器构成的开关恒流源，其优点是结 构简单，可靠性高；但是缺点是无法实现数控。
还有一种单片机控制电流源，如附图3所示，该恒流源电路由N 沟道的MOSFET、高精度运算放大器、采样电阻等组成，它是利用功 率MOSFET的恒流特性，再加上电流反馈电路，使得该电路的精度4艮 高。该电流源电路可以结合单片机构成数控电流源。通过键盘预置电 流值，单片机输出相应的数字信号给D/A转换器，D/A转换器输出的 模拟信号送到运算放大器，控制主电路电流大小。实际输出的电流再 通过采样电阻采样变成电压信号，A/D转换后将信号反馈到单片机 中。单片机将反馈信号与预置值比较，根据两者间的差值调整输出信 号大小。这样就形成了反馈调节，提高输出电流的精度。本恒流源可 根据要求，当负载在一定范围内变化时具有良好的稳定性，而且精度 较高。其优点是结构简单，可靠性高，可数控；其缺点是对微电流测 试精度不够，大电流场管散热存在问题。
发明内容
本实用新型的目的是克服上述各种电路的缺陷，提供一种结构简 单，可靠性高，可数控，在纟鼓电流测试时，具有精度高，响应速度快的 数字式可调恒流恒压源。
本实用新型的技术方案是:设计一种数字式可调恒流恒压源，包 括放大电路、驱动电路、采样电路、负反馈电路及误差调整电路，其 特征在于
(1) 、外接信号输入到放大电路的放大器Ul,经放大后，从所 述放大器Ul的输出端输出到所述驱动电路的放大器U3的输入端，
放大器U3的输出端为整个电路的输出端；
(2) 所述整个电路的输出端串联一个采样电阻R14,所述采样 电阻R14的两端分别与由放大器U6及其外围元件组成的差分器的 同相输入端和反相输入端；所述整个电路的输出端还与由放大器U7 及其外围元件所组成的差分放大器的输入端相接；
(3) 所述放大器U6的输出端经电子开关Q2-A与由放大器U5 及其外围元件所组成的反向器输入端相接，所述放大器U5的输出 端接驱动电路的放大器U3输入端；所述放大器U6的输出端还经电 子开关Ql-A与由放大器U4及其外围元件组成的反向器输入端相 接，所述放大器U4的输出端与由放大器U2及其外围元件组成的比 较器的反相输入端相接，所述放大器U2的同相输入端与所述放大 电路的放大器Ul的输出端相接；
(4) 所述放大器U7的输出端经电子开关Q2-B与所述放大器 U5输入端相接；所述放大器U7的输出端还经电子开关Ql-B与所述 放大器U4输入端相接。
所述放大电路包括放大器Ul、电阻R53和电阻52,所述放大 器Ul的反相输入端与放大器Ul的输出端之间串接电阻R53,所述 电阻R52 —端与^t大器Ul的反相输入端相接，另一端接地；所述 放大器Ul的正向输入端接外接信号DA1。
所述驱动电路包括放大器U3、电阻Rl、 R2、 R3、 R4、 R5、电 容C1、 C2，放大器U3的反相输入端与并联的电阻R5与电容C2— 公共端相接，并经电阻R4与调整流器电路相接，所述并联的电阻 R5与电容C2另一公共端接地；所述电阻R1和电阻R2串联，电阻 Rl和电阻R2连接端与所述放大器U3的正相输入端相接，所述电阻 的Rl的另一端接放大器Ul的输出端，所述电阻R2的另一端与采 样电阻一端相接，所述电容C2与电阻R2并联，所电阻R3—端与 所述放大器U3同相输入端相接，另一端与反馈电路的输出端相接；
所述》支大器U3输出端接采样电阻一端相接。
所述采样电路包括电流采样电路和电压采样电路两个部分，其 中，所述电流采样电路包括电阻R14、 R33、 R34、 R8、电容C15、 C16、光电藕合管Q2-A和放大器U6;所述采样电阻一端与驱动电路 的电阻R2、电容C1及放大器U3的输出端的公共端相接，并通过电 阻R33与放大器U6的同相输入端相接，电阻R14另一端与负载一 端相接；所述放大器U6的同相输入端经电容C15接地；所述放大 器U6的反相输入端经电阻R34与采样电阻R14与负栽的连接端相 接，并经电容C16接地；放大器U6的输出端与光电藕合管Q2-A的 输入端相接，光电藕合管Q2-A的输出端与反馈电路输入端相接， 光电藕合管Q2-A的控制输入端接外接控制信号S02,其输出端经电 阻R8接正5伏电压；所述电压采样电路包括电阻Rll、 R9、 RIO、 电容C3、 C4;光电藕合管Q2-B和》文大器U7;所述电阻R11与所述 电阻RIO串联，电阻Rll另一端与采样电阻R14与负载R57的公共 端相接，电阻R10的另一端与所述放大器U7的反相输入端相接， 所述放大器U7的反相输入端经电容C4接地；所述放大器U7的正 相输入端经电容C3与电阻R10和电阻Rll连接端相接，并与放大 器U7的输出端相接后，与调整电路相接；所述放大器U7的输出端 与所述光电藕合管Q2-B输入端相接，光电藕合管Q2-B的输出端接 光电藕合管Q2-A的输出端；光电藕合管Q2-B的控制输入端接外接 信号SOl,其控制输出端接正5伏电压。
所述负反馈电路包括电阻R43、 R50、 R51、电容C29、 C30和放 大器U5;所述电阻R50与电容C29并联，其一公共端与所述放大器 U5的反相输入端相接，另一公共端接地；所述电阻R51与电容C30 并联，其一公共端与放大器U5的同相输入端相接，另一公共端与
放大器U5的输出端相接，放大器U5的输出端与驱动电路的电阻R3 相接；放大器U5的同相输入端经电阻R43与光电藕合管Q2-A的输 出端相接。
所述误差调整电路包括电阻R12、 R6、 R54、 R55、 R56、 R7、电 容C31、 C32、 C33、光电藕合管Q1-A、光电藕合管Q1-B、放大器 U4和放大器U2;所迷光电藕合管Q1-A的输入端与放大器U6的输 出端相接，其输出端与经电阻R54与放大器U4同相输入端相接， 所述光电藕合管Ql-A的控制输入端接外接信号S01相接，其控制 输出端经电阻R6接正5伏电压；所述光电藕合管Ql-B的输入端接 放大器U7输出端，其输出端接电阻54与光电藕合管Ql-A输出端 的公共端；所述光电藕合管Q1-B控制输入端接外接信号S02，其控 制输出端经电阻R7接正5伏电压；所述电阻R55与电容C32并联， 其一公共端接放大器U4反相输入端，其另一公共端接地；所述电 阻56和电容33并联，其一公共端与放大器U4同相输入端相接， 另一公共端与放大器U4输出端相接，所述放大器输出端与所述放 大器U2反相输入端相接；所述电阻R12与电容C31并联，其一端 公共端与放大器U2反相输入端相接，另一公共端接地，放大器U2 同相输入端接放大电路的放大器Ul输出端，放大器U2的输出端与 电阻R4 —端相接。
本恒流恒压源还包括负载保护电路，所述负载保护电路包括二 极管D2、 D5, 二极管D2和二极管D5串接，二极管D2正极接正15 电压；二极管D5负极接负15电压，其公共端与电阻RlO和电阻Rll 公共端相接。
本实用新型与现有技术相比，具有结构简单，可靠性高，可数控， 在微电流测试时，具有精度高，响应速度快的优点，线路本身的误差可
实时调整。
图1:为现有的一种实施例的电路结构示意图;
图2:为现有另 一种实施例的电路结构示意图;
图3:为现有第三种实施例的电路结构示意图;
图4:为实用新型的电路原理方框示意图5:为图4的电路原理结构示意图。
具体实施方式
请参见图4,图4为实用新型的电路原理方框示意图，它是一种 数字式可调恒流恒压源，包括放大电路l、驱动电路2、采样电路3、 负反馈电路5及调整电路6 (电路误差自动调整电路，简称调整电路， 下同)；外接信号DA17输入到放大电路1的放大器Ul (参见图5),信 号DA17经放大后，从所述放大器Ul的输出端输出到所述驱动电路2 的放大器U3的输入端，进行功率放大，放大器U3的输出端为整个电 路的输出端，即负载4;所述整个电路的输出端串联一个采样电阻 R14,所述采样电阻R14的两端分别与由放大器U6及其外围元件组成 的差分器的同相输入端和反相输入端；所述整个电路的输出端还与由 放大器U7及其外围元件所组成的差分放大器的输入端相接；所述放 大器U6的输出端经电子开关Q2-A与由放大器U5及其外围元件所组 成的反向器输入端相接，所述放大器U5的输出端接驱动电路的放大 器U3输入端；所述放大器U6的输出端还经电子开关Ql-A与由放大 器U4及其外围元件组成的反向器输入端相接，所述放大器U4的输出
端与由放大器U2及其外围元件组成的比较器的反相输入端相接，所 l改大器U2的同相输入端与所ii^L大电路的放大器Ul的输出端相 接；所a大器U7的输出端经电子开关Q2-B与所迷放大器U5输入 端相接；所it故大器U7的输出端还经电子开关Ql-B与所述放大器 U4输入端相接。
请参见图5，图5为图4的电路原理结构示意图。从图可知，所 述放大电路l包括放大器U1、电阻R53和电阻52，所述放大器U1的 反相输入端与放大器Ul的输出端之间串接电阻R53,所迷电阻R52 一端与放大器U1的反相输入端相接，另一端接地；所述放大器U1的 正向输入端接外接信号DA17。所述驱动电路2包括放大器U3、电阻 Rl、 R2、 R3、 R4、 R5、电容C1、 C2，放大器U3的反相输入端与并联 的电阻R5与电容C2 —公共端相接，并经电阻R4与调整流器电路相 接，所述并联的电阻R5与电容C2另一公共端接地；所述电阻R1和 '电阻R2串联，电阻R1和电阻R2连接端与所述放大器U3的正相输入 端相接，所述电阻的Rl的另一端接放大器Ul的输出端，所述电阻 R2的另一端与采样电阻一端相接，所述电容C2与电阻R2并联，所 电阻R3 —端与所述放大器113同相输入端相接，另一端与反馈电路的 输出端相接；所ii^t大器U3输出端接采样电阻一端相接。所述采样 电路3包括电流采样电路和电压采样电路两个部分，其中，所述电流 采样电路包括电阻R14、 R33、 R34、 R8、电容C15、 C16、光电藕合管 Q2-A和放大器U6;所述采样电阻一端与驱动电路的电阻R2、电容C1 及放大器U3的输出端的公共端相接，并通过电阻R33与放大器06的 同相输入端相接，电阻R14另一端与负栽一端相接；所述放大器U6 的同相输入端经电容C15接地；所述放大器U6的反相输入端经电阻 R34与采样电阻R14与负载的连接端相接，并经电容C16接地；放大
器U6的输出端与光电藕合管Q2-A的输入端相接，光电藕合管Q2-A 的输出端与反馈电路输入端相接，光电藕合管Q2-A的控制输入端接 外接控制信号S02，其输出端经电阻R8接正5伏电压；所述电压采 样电路包括电阻Rll、 R9、 RIO、电容C3、 C4;光电藕合管Q2-B和放 大器U7;所述电阻Rll与所述电阻RIO串联，电阻R11另一端与采 样电阻R14与负载R57的公共端相接，电阻R10的另一端与所述放大 器U7的反相输入端相接，所述放大器U7的反相输入端经电容C4接 地;所述;^文大器U7的正相输入端经电容C3与电阻R10和电阻R11连 接端相接，并与放大器U7的输出端相接后，与调整电路相接；所述 放大器U7的输出端与所述光电藕合管Q2-B输入端相接，光电藕合管 Q2-B的输出端接光电藕合管Q2-A的输出端；光电藕合管Q2-B的控 制输入端接外接信号SOl，其控制输出端接正5伏电压。所述负反馈 电路5包括电阻R43、 R50、 R51、电容C29、 C30和放大器U5;所述 电阻R50与电容C29并联，其一公共端与所述放大器U5的反相输入 端相接，另一公共端接地；所述电阻R51与电容C30并联，其一公共 端与放大器U5的同相输入端相接，另一公共端与放大器U5的输出端 相接，放大器U5的输出端与驱动电路的电阻R3相接；放大器U5的 同相输入端经电阻R43与光电藕合管Q2-A的输出端相接。所述调整 电路6包括电阻R12、 R6、 R54、 R55、 R56、 R7、电容C31、 C32、 C33、 光电藕合管Q1-A、光电藕合管Q1-B、放大器U4和放大器U2;所述 光电藕合管Q1-A的输入端与放大器U6的输出端相接，其输出端与经 电阻R54与放大器U4同相输入端相接，所述光电藕合管Ql-A的控制 输入端接外接信号SOI相接，其控制输出端经电阻R6接正5伏电压； 所述光电藕合管Ql-B的输入端接》文大器U7输出端，其输出端接电阻 54与光电藕合管Ql-A输出端的公共端；所述光电藕合管Ql-B控制
输入端接外接信号S02，其控制输出端经电阻R7接正5伏电压；所 述电阻R55与电容C32并联，其一公共端接放大器U4反相输入端， 其另一公共端接地；所述电阻56和电容33并联，其一公共端与放大 器U4同相输入端相接，另一公共端与放大器U4输出端相接，所述放 大器输出端与所述放大器U2反相输入端相接；所述电阻R12与电容 C31并联，其一端公共端与放大器U2反相输入端相接，另一公共端 接地，放大器U2同相输入端接放大电路的放大器Ul输出端，放大器 U2的输出端与电阻R4 —端相接。本恒流恒压源还包括负载保护电路 8,所述负载保护电路8包括二极管D2、 D5, 二极管D2和二极管D5 串接，二极管D2正极接正15电压；二极管D5负极接负15电压，其 公共端与电阻Rl0和电阻Rl 1 />共端相接。
工作时，外接信号DA17经放大电路1和驱动电路2放大后，输 给负载4，为提高本恒流恒压源的输精度，采用电流采样和电压采样， 并通过四个光藕合管由单片机分别成对控制其导通或截止，实现电流 和电压同步调整与补偿。具体地说，当光藕合管Q2-A得到由单片机 发送过来的S02控制信号导通时，放大器U6将采样电阻R14两端的 电压差分后，经放大器U5反向后，输入放大器U3进行电流补偿；与 此同时，所述光藕合管Ql-B也导通(也是由单片机发送过来的S02 控制信号)，放大器U7的输出信号经放大器U4后，再输入放大器U2 与从放大器Ul输出的信号比较后，再输入放大器U3进行电流调整； 这样就实现了电压和电流的同步4M尝，提高了整个电路的输出精度。 同样的道理，当光藕合管Q2-B得到由单片机发送过来的S01控制信 号导通时，放大器U7输出信号经放大器U5输入放大U3;同时，光 藕合管Ql-A也导通，放大器U6的输出信号经放大器IH、放大器U2, 再进^i文大器U3调整，其原理与前述相同，这里不再赘述。
权利要求1、一种数字式可调恒流恒压源，包括放大电路、驱动电路、采样电路、负反馈电路及误差调整电路，其特征在于(1)、外接信号输入到放大电路的放大器U1，经放大后，从所述放大器U1的输出端输出到所述驱动电路的放大器U3的输入端，放大器U3的输出端为整个电路的输出端；(2)所述整个电路的输出端串联一个采样电阻R14，所述采样电阻R14的两端分别与由放大器U6及其外围元件组成的差分器的同相输入端和反相输入端；所述整个电路的输出端还与由放大器U7及其外围元件所组成的差分放大器的输入端相接；(3)所述放大器U6的输出端经电子开关Q2-A与由放大器U5及其外围元件所组成的反向器输入端相接，所述放大器U5的输出端接驱动电路的放大器U3输入端；所述放大器U6的输出端还经电子开关Q1-A与由放大器U4及其外围元件组成的反向器输入端相接，所述放大器U4的输出端与由放大器U2及其外围元件组成的比较器的反相输入端相接，所述放大器U2的同相输入端与所述放大电路的放大器U1的输出端相接；(4)所述放大器U7的输出端经电子开关Q2-B与所述放大器U5输入端相接；所述放大器U7的输出端还经电子开关Q1-B与所述放大器U4输入端相接。
2、 根据权利要求1所述的数字式可调恒流恒压源，其特征在 于所述放大电路包括放大器Ul、电阻R53和电阻52， 所述放大器Ul的反相输入端与放大器Ul的输出端之间串 接电阻R53,所述电阻R52 —端与方文大器Ul的反相输入 端相接，另一端接地；所述i文大器Ul的正向输入端接外 接信号DA1。
3、 根据权利要求1或2所述的数字式可调恒流恒压源，其特 征在于所述驱动电路包括放大器U3、电阻R1、 R2、 R3、 R4、 R5、电容C1、 C2，放大器U3的反相输入端与并联的 电阻R5与电容C2 —7>共端相>^妄，并经电阻R4与调整流 器电路相接，所述并联的电阻R5与电容C2另一公共端接 地；所述电阻Rl和电阻R2串联，电阻Rl和电阻R2连接 端与所述放大器U3的正相输入端相接，所述电阻的Rl的 另一端接放大器Ul的输出端，所述电阻R2的另一端与采 样电阻一端相接，所述电容C2与电阻R2并联，所电阻 R3—端与所述放大器U3同相输入端相接，另一端与反馈 电路的输出端相接；所述放大器U3输出端接采样电阻一 端相接。
4、 根据权利要求3所述的数字式可调恒流恒压源，其特征在 于所述采样电路包括电流采样电路和电压采样电路两个 部分，其中，所述电流采样电路包括电阻R14、 R33、 R34、 R8、电容C15、 C16、光电藕合管Q2-A和放大器U6;所述 采样电阻一端与驱动电路的电阻R2、电容Cl及放大器U3 的输出端的公共端相接，并通过电阻R33与放大器U6的 同相输入端相接，电阻R14另一端与负载一端相接；所述 放大器U6的同相输入端经电容C15接地；所述放大器U6 的反相输入端经电阻R34与釆样电阻R14与负载的连接端 相接，并经电容C16接地；放大器U6的输出端与光电藕 合管Q2-A的输入端相接，光电藕合管Q2-A的输出端与反 4贵电路输入端相接，光电藕合管Q2-A的控制输入端接外 接控制信号S02,其输出端经电阻R8接正5伏电压；所 述电压釆4羊电路包4舌电阻Rll、 R9、 RIO、电容C3、 C4; 光电藕合管Q2-B和放大器U7;所述电阻R11与所述电阻 R10串联，电阻Rll另一端与采样电阻R14与负载R57的 公共端相接，电阻R10的另一端与所述放大器U7的反相 输入端相接，所述放大器U7的反相输入端经电容C4接地； 所述放大器U7的正相输入端经电容C3与电阻R10和电阻 Rll连接端相接，并与放大器U7的输出端相接后，与调 整电路相接；所述放大器U7的输出端与所述光电藕合管 Q2-B输入端相接，光电藕合管Q2-B的输出端接光电藕合 管Q2-A的输出端；光电藕合管Q2-B的控制输入端接外接 信号SOl，其控制输出端接正5伏电压。
5、 根据权利要求4所述的数字式可调恒流恒压源，其特征在 于所述负反馈电路包括电阻R43、 R50、 R51、电容C29、 C30和》文大器U5;所述电阻R50与电容C29并联，其一公 共端与所述放大器U5的反相输入端相接，另一公共端接 地；所述电阻R51与电容C30并联，其一公共端与放大器 U5的同相输入端相接，另一公共端与放大器U5的输出端 相接，放大器U5的输出端与驱动电路的电阻R3相接；放 大器U5的同相输入端经电阻R43与光电藕合管Q2-A的输 出端相接。
6、 根据权利要求5所述的数字式可调恒流恒压源，其特征在 于所述调整电路包括电阻R12、 R6、 R54、 R55、 R56、 R7、电容C31、 C32、 C33、光电藕合管Ql-A、光电藕合管 Q1-B、放大器U4和放大器U2;所述光电藕合管Ql-A的 输入端与放大器U6的输出端相接，其输出端与经电阻R54 与放大器U4同相输入端相接，所述光电藕合管Q1-A的控 制输入端接外接信号SOI相接，其控制输出端经电阻R6接正5伏电压；所述光电藕合管Ql-B的输入端接》文大器 U7输出端，其输出端接电阻54与光电藕合管Ql-A输出 端的公共端；所迷光电藕合管Ql-B控制输入端接外接信 号S02，其控制输出端经电阻R7接正5伏电压；所述电 阻R55与电容C32并联，其一公共端接放大器U4反相输 入端，其另一公共端接地；所述电阻56和电容33并联， 其一公共端与放大器U4同相输入端相接，另一公共端与 放大器U4输出端相接，所述放大器输出端与所述放大器 U2反相输入端相接；所述电阻R12与电容C31并联，其 一端公共端与放大器U2反相输入端相接，另一公共端接 地，放大器U2同相输入端接放大电路的放大器Ul输出端， 放大器U2的输出端与电阻R4 —端相接。 7、根据权利要求6所述的数字式可调恒流恒压源，其特征在 于本恒流恒压源还包括负载保护电路，所述负载保护电 路包括二极管D2、 D5, 二极管D2和二极管D5串接，二 极管D2正极接正15电压；二极管D5负极接负15电压， 其公共端与电阻R10和电阻Rll公共端相接。
专利摘要一种数字式可调恒流恒压源，包括放大电路1、驱动电路2、采样电路3、负反馈电路5及误差调整电路6；外接的输入信号7经放大电路1放大后，再经驱动电路2进行功率放大，并输出供负载；在输出端串联采样电路，经负反电路5补偿及误差调整电路6自动调整后，输出精准的电流和电压。本实用新型与现有技术相比，具有结构简单，可靠性高，可数控，在微电流测试时，具有精度高，响应速度快的优点。
文档编号G05F1/569GK201007805SQ200720118020
公开日2008年1月16日 申请日期2007年1月8日 优先权日2007年1月8日
发明者熊亚俊 申请人:深圳市国冶星光电子有限公司