数控直流恒流源电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种数控直流恒流源电路，首先，采用单片稳压芯片实现直流稳压，然后采用了四级运算放大器实现稳流，为实现对输出电流控制：一方面，通过D/A转换器输出实现电流的预置，再经过运算放大器控制晶体管的输出电流；另一方面，单片机系统还兼顾对恒流源进行实时监控，输出电流经过电流/电压转变后，通过单片机dsPIC30F2010自带A/D转换进行，实时把模拟量转化为数字量，再经单片机分析处理，通过数据形式的反馈环节，使电流更加稳定，这样构成稳定的压控电流源。该恒流源对负载的阻抗变化承受力强，电路规模小，抗干扰能力强，适用于需要高稳定度小功率直流恒流源的领域。
【专利说明】数控直流恒流源电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种恒流源电路，具体说是一种数控直流恒流源电路。
【背景技术】
[0002]传统的恒流源一般是由运算放大器与三极管组成的，但是由于器件受温度的影响以及局部非线性的存在，这样的恒流源不能做到真正的恒流。当外界条件发生变化时，我们要及时给予补偿，只有这样才能做到真正的恒流。因此，设计出一种高精度数控直流恒流源成为必要。
实用新型内容
[0003]为了解决上述问题，本实用新型提供了一种数控直流恒流源电路，首先，采用单片稳压芯片实现直流稳压，然后采用了四级运算放大器实现稳流。为实现对输出电流控制:一方面，通过D/A转换器输出实现电流的预置，再经过运算放大器控制晶体管的输出电流；另一方面，单片机系统还兼顾对恒流源进行实时监控，输出电流经过电流/电压转变后，通过单片机自带A/D转换进行，实时把模拟量转化为数字量，再经单片机分析处理，通过数据形式的反馈环节，使电流更加稳定，这样构成稳定的压控电流源。该压控恒流源对负载的阻抗变化承受力强，电路规模小，抗干扰能力强，适用于需要高稳定度小功率直流恒流源的领域。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:该数控直流恒流源电路，包括输出调整电路，由达林顿管TIP122和运算放大器LM248组成的恒流源输出电路，由整流二极管IN4001、电阻和电容组成的电压转换电路，键盘输入电路，单片机控制单元以及与单片机控制单元相连的D/A转换器；所述键盘输入电路、单片机控制单元、D/A转换器、输出调整电路、恒流源输出电路、电压转换电路以及A/D转换器顺序连接；A/D转换器设于单片机控制单元内。
[0005]恒流源输出电路，由达林顿管TIP122与运算放大器LM248组成，TIP122基极与负载端相连，负载另一端与+15V电源VDD供电端相连，TIP122的发射极作为转换为电压信号的输入和LM248第三级放大的负反馈输入端，TIP122的集电极则与LM248的第三级放大的输出相连。
[0006]恒流源输出电路中的运算放大器LM248的第一级放大正输入端接电位器的数据输入端，而电位器两端各接100欧姆的电阻后分别接+15V与地GND，第一级放大的负输入端与第一级放大的输出端相连后串联一个IOK的电阻后接第二级放大的正输入端，第二级放大的负输入端两端各接IOK电阻，两个电阻的另一端一个接电源-15V供电VSS，另一个接第二级放大的输出与第三级放大的正输入端，第四级的输出端与负输入端接IOK电阻后与第二级放大的正输入端相连。
[0007]电压转换电路，包括两个整流二极管IN4001，一个电阻和一个电容组成，恒流源的电流输出端接一个IN4001的输入端，IN4001的输出端接+5V，另一个IN4001的输出端接恒流源的电流输出端，二极管另一端接地，恒流源的电流输出端接270欧姆的电阻后接一个滤波电容，即能完成电流转换为电压的任务。
[0008]单片机控制单元，包括单片机dsPIC30F2010，其引脚2作为A/D转换通道接已经转换为电压信号的负载供电电流反馈端，并且单片机还外接用来调节电流输出的键盘输入电路，实时调节单片机调节参数；单片机控制单元将键入或者有反馈电流修正后的值送入DA转换电路。
[0009]DA转换电路，包括TLV5618，它的引脚1，2，3分别与单片机的引脚26，25，24直接相连，引脚4与运算放大器LM248的第四级放大的正输入端相连，TLV5618的引脚5接地，引脚6参考电压端接电位器的数据输入端与Ik电阻串联后接电源+5V，引脚7悬空，引脚8接+5V，然后与0.1uF与470uF电解电容相连后接地。
[0010]整流滤波供电单元包括外部输入的+15V、-15V，+5V电压，对其分别加电容进行滤波，以便对各个电路模块供电。
[0011]本实用新型的有益效果是:该数控直流恒流源电路，对负载的阻抗变化承受力强，电路规模小，抗干扰能力强，适合于对电流要求较高的场合。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]附图1为该数控直流恒流源电路的结构原理示意框图。
[0013]附图2为恒流源输出电路的运算放大器LM248的结构示意图。
[0014]附图3为恒流源输出电路的达林顿管TIP122的结构示意图。
[0015]附图4为电压转换电路的结构示意图。
[0016]附图5为单片机控制单元的结构示意图。
[0017]附图6为D/A转换器的结构示意图。
[0018]图中，1.整流滤波供电单元，2.输出调整电路，3.恒流源输出电路，4.电压转换电路，5.A/D转换器，6.键盘输入电路，7.单片机控制单元，8.D/A转换器。
【具体实施方式】
[0019]在附图中，该数控直流恒流源电路，包括输出调整电路2，由达林顿管TIP122和运算放大器LM248组成的恒流源输出电路3，由整流二极管IN4001、电阻和电容组成的电压转换电路4，键盘输入电路6，单片机控制单元7以及与单片机控制单元7相连的D/A转换器8 ;所述键盘输入电路6、单片机控制单元7、D/A转换器8、输出调整电路2、恒流源输出电路
3、电压转换电路4以及A/D转换器5顺序连接；A/D转换器5设于单片机控制单元7内。
[0020]由附图2和附图3可以看出，恒流源输出电路3，由达林顿管TIP122与运算放大器LM248组成，TIP122基极与负载端相连，负载另一端与+15V电源VDD供电端相连，TIP122的发射极作为转换为电压信号的输入和LM248第三级放大的负反馈输入端，TIP122的集电极则与LM248的第三级放大的输出相连。
[0021]恒流源输出电路3中的运算放大器LM248的第一级放大正输入端接电位器的数据输入端，而电位器两端各接100欧姆的电阻后分别接+15V与地GND，第一级放大的负输入端与第一级放大的输出端相连后串联一个IOK的电阻后接第二级放大的正输入端，第二级放大的负输入端两端各接IOK电阻，两个电阻的另一端一个接电源-15V供电VSS，另一个接第二级放大的输出与第三级放大的正输入端，第四级的输出端与负输入端接IOK电阻后与第二级放大的正输入端相连。
[0022]结合附图4可以看出，电压转换电路4，包括两个整流二极管IN4001，一个电阻和一个电容组成，恒流源的电流输出端接一个IN4001的输入端，IN4001的输出端接+5V，另一个IN4001的输出端接恒流源的电流输出端，二极管另一端接地，恒流源的电流输出端接270欧姆的电阻后接一个滤波电容，即能完成电流转换为电压的任务。
[0023]结合附图5可以看出，单片机控制单元7，包括单片机dsPIC30F2010，其引脚2作为A/D转换通道接已经转换为电压信号的负载供电电流反馈端，并且单片机还外接用来调节电流输出的键盘输入电路6，实时调节单片机调节参数；单片机控制单元7将键入或者有反馈电流修正后的值送入DA转换电路8。
[0024]结合附图6可以看出，DA转换电路8，包括TLV5618，它的引脚1，2，3分别与单片机的引脚26，25，24直接相连，引脚4与运算放大器LM248的第四级放大的正输入端相连，TLV5618的引脚5接地，引脚6参考电压端接电位器的数据输入端与Ik电阻串联后接电源+5V，引脚7悬空，引脚8接+5V，然后与0.1uF与470uF电解电容相连后接地。
[0025]整流滤波供电单元I包括外部输入的+15V、-15V，+5V电压，对其分别加电容进行滤波，以便对各个电路模块供电。
[0026]本实用新型的工作过程如下所述:整流滤波供电单元I将输入的交流电整流滤波，得到的电流信号经过恒流源输出电路3连续放大整流后输出，电压转换电路4根据负载变化及时反映电流变化，并经过A/D转换器5转换后交由单片机控制单元7对电流实时采样分析及对各部分反馈环节进行整体调整，单片机控制单元7输出的数字信号经过D/A转换器8转换后反馈给输出调整单元2以稳定恒流源输出。
【权利要求】
1.一种数控直流恒流源电路，其特征是:包括输出调整电路(2)，由达林顿管TIP122和运算放大器LM248组成的恒流源输出电路(3)，由整流二极管IN4001、电阻和电容组成的电压转换电路(4)，键盘输入电路(6)，单片机控制单元(7)以及与单片机控制单元(7)相连的D/A转换器(8);所述键盘输入电路(6)、单片机控制单元(7)、D/A转换器(8)、输出调整电路(2)、恒流源输出电路(3)、电压转换电路(4)以及A/D转换器(5)顺序连接；A/D转换器(5)设于单片机控制单元(7)内。
2.根据权利要求1所述一种数控直流恒流源电路，其特征是:恒流源输出电路(3)，由达林顿管TIP122与运算放大器LM248组成，TIP122基极与负载端相连，负载另一端与+15V电源VDD供电端相连，TIP122的发射极作为转换为电压信号的输入和LM248第三级放大的负反馈输入端，TIP122的集电极则与LM248的第三级放大的输出相连。
3.根据权利要求2所述一种数控直流恒流源电路，其特征是:恒流源输出电路(3)中的运算放大器LM248的第一级放大正输入端接电位器的数据输入端，而电位器两端各接100欧姆的电阻后分别接+15V与地GND，第一级放大的负输入端与第一级放大的输出端相连后串联一个IOK的电阻后接第二级放大的正输入端，第二级放大的负输入端两端各接IOK电阻，两个电阻的另一端一个接电源-15V供电VSS，另一个接第二级放大的输出与第三级放大的正输入端，第四级的输出端与负输入端接IOK电阻后与第二级放大的正输入端相连。
4.根据权利要求1所述一种数控直流恒流源电路，其特征是:电压转换电路(4)，包括两个整流二极管IN4001，一个电阻和一个电容组成，恒流源的电流输出端接一个IN4001的输入端，IN4001的输出端接+5V，另一个IN4001的输出端接恒流源的电流输出端，二极管另一端接地，恒流源的电流输出端接270欧姆的电阻后接一个滤波电容，即能完成电流转换为电压的任务。
5.根据权利要求1所述一种数控直流恒流源电路，其特征是:单片机控制单元(7)，包括单片机dsPIC30F2010，其引脚2作为A/D转换通道接已经转换为电压信号的负载供电电流反馈端，并且单片机还外接用来调节电流输出的键盘输入电路(6)，实时调节单片机调节参数；单片机控制单元(7 )将键入或者有反馈电流修正后的值送入DA转换电路(8 )。
6.根据权利要求1所述一种数控直流恒流源电路，其特征是:DA转换电路(8)，包括TLV5618，它的引脚1，2，3分别与单片机的引脚26，25，24直接相连，引脚4与运算放大器LM248的第四级放大的正输入端相连，TLV5618的引脚5接地，引脚6参考电压端接电位器的数据输入端与Ik电阻串联后接电源+5V，引脚7悬空，引脚8接+5V，然后与0.1uF与470uF电解电容相连后接地。
【文档编号】G05F1/46GK203535528SQ201320467929
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年8月2日 优先权日:2013年8月2日
【发明者】刘腾飞, 周学治, 管永兴, 夏芹, 李朋真, 张东芳, 孙震, 李涪汁 申请人:中国矿业大学