一种基于双重负反馈控制的双向恒流源装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电子技术的技术领域。特别涉及一种基于双重负反馈控制的高稳定度双向恒流源装置。
【背景技术】
[0002]恒流源在光纤通信、LED照明、激光器驱动等很多场合都有重要的应用，而在某些场合，如激光器驱动中，恒流源的输出电流稳定度至关重要，输出电流的不稳定会影响激光器的寿命以及输出光功率。常用的提高电流稳定性的措施有:1、利用磁饱和电抗器的非线性磁化原理提高稳定性；2、在负载回路中串联大电阻(相对于负载电阻)；3、通过负反馈网络实现电流自动稳定。在这几种方案中，第一种方案受器件本身的影响较大，对稳定度的提高有限；第二种方案由于在负载回路中串联了大电阻，可有效地减小负载电阻的变化对输出电流的影响，但由于负载回路大电阻的存在，使得输出电流很小，一般只能在毫安级，而且大部分功率都降在了大电阻上，也使得效率极低；第三种方案由于负反馈网络本身具有的自动调整功能，可以使输出电流自动稳定，而不受负载变化的影响，因此是目前提高电流稳定度的最有效的方法，但目前已公开的技术中，一般都是采取单一的线性反馈网络，这种方案存在的最大缺点是，一旦反馈网络出现故障，系统将处于开环工作状态，输出电流将急剧增大，很容易损坏负载和电路本身，另一个缺点是使用场合受到限制，只能应用在负载对电流是线性响应的场合，在某些特定场合下，如负载对电流的响应存在延迟或超前的情况，这种基于单一线性反馈网络的恒流源将失去自动稳定的能力。另外目前常见的恒流源多数都是单向输出的，当某些场合(如控制温度器件加热或制冷)需要双向电流时，其使用将受至IJ限制。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺点，提供一种基于双重负反馈控制的高稳定度双向恒流源装置。
[0004]本发明的具体的技术方案是:
[0005]—种基于双重负反馈控制的双向恒流源装置，结构有前面板10、电流设置模块1、输出控制模块5、功率输出模块6和第一反馈模块7 ;其特征在于，结构还有减法器模块2、PID模块3、限流设置模块4、第二反馈模块8和显示驱动模块9 ；电流设置模块1的输出端和第二反馈模块8的输出端与减法器模块2的输入端相连，减法器模块2的输出端接PID模块3的输入端，PID模块3的输出端接限流设置模块4的输入端，限流设置模块4的一个输出端接输出控制模块5的控制输入端，第一反馈模块7的输出端接输出控制模块5的反馈输入端，输出控制模块5的输出端接功率输出模块6的输入端，功率输出模块6的反馈输出端同时接第一反馈模块7的输入端和第二反馈模块8的输入端，限流设置模块4的另两个输出端和第一反馈模块7的输出端分别接开关SW1的三个选择端，开关SW1的公共端接显示驱动模块9的输入端，显示驱动模块9的输出端通过二芯接口 JP5接前面板10上的数字电压表头103的信号输入端；
[0006]所述的电流设置模块1的结构为:电阻R1的一端接电源VCC，另一端接稳压二极管D1的阴极和3芯接口 JP1的3脚，稳压二极管D1的阳极接地，电阻R2的一端接电源VEE，另一端接稳压二极管D2的阳极和3芯接口 JP1的1脚，稳压二极管D2的阴极接地，3芯接口 JP1的2脚接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接运放U1A的同相输入端，运放U1A的反相输入端接电阻R4的一端和电阻R5的一端，电阻R4的另一端接地，电阻R5的另一端接运放U1A的输出端，运放U1A的正电源端接电源VCC，负电源端接电源VEE，运放U1A的输出端作为电流设置模块1的输出端，记为端口 M1_0UT，接减法器模块2的端口 M2_IN1 ;
[0007]所述的减法器模块2的结构为:电阻R6的一端作为减法器模块2的一个输入端，记为端口 M2_IN2，运放U1B的反相输入端接电阻R6的另一端和电阻R9的一端，电阻R9的另一端接运放U1B的输出端，电阻R7的一端作为减法器模块2的另一个输入端，记为端口M2_IN1，运放U1B的同相输入端接电阻R7的另一端和电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，运放U1B的输出端作为减法器模块2的输出端，记为端口 M2_0UT，接PID模块3的端口M3_IN ；
[0008]所述的PID模块3的结构为:电阻R10的一端、电阻R17的一端和电阻R14的一端接在一起，作为PID模块3的输入端，记为端口 M3_IN，电阻R10的另一端接滑动变阻器W1的一端，滑动变阻器W1的另一端和滑线端共同接运放U2A的反相输入端，运放U2A的反相输入端和输出端之间接电阻R11，电阻R12的一端接地，另一端接运放U2A的同相输入端，运放U2A的正电源端接电源VCC，负电源端接电源VEE，运放U2A的输出端接电阻R13的一端，运放U2B的反相输入端接电阻R14的另一端和电容C1的一端，电容C1的另一端接运放U2B的输出端，电阻R15的一端接地，另一端接运放U2B的同相输入端，运放U2B的输出端接电阻R16的一端，电阻R17的另一端接电容C2的一端，运放U3A的反相输入端接电容C2的另一端和电阻R18的一端和电容C3的一端，电容C3的另一端和电阻R18的另一端接运放U3A的输出端，电阻R19的一端接地，另一端接运放U3A的同相输入端，运放U3A的正电源端接电源VCC，负电源端接电源VEE，运放U3A的输出端接电阻R20的一端，电阻R13的另一端、电阻R16的另一端和电阻R20的另一端共同接运放U3B的反相输入端，电阻R21的一端接运放U3B的反相输入端，另一端接运放U3B的输出端，电阻R22的一端接运放U3B的同相输入端，另一端接地，运放U3B的输出端作为PID模块3的输出端，记为端口 M3_0UT，接限流设置模块4的端口 M4_IN ;
[0009]所述的限流设置模块4的结构为:电阻R29的一端接电源VCC，另一端接3芯接口JP2的3脚，3芯接口 JP2的1脚接地，2脚接电阻R24的一端，并作为限流设置模块4的第二个输出端，记为端口 M4_0UT2，运放U4B的同相输入端接电阻R24的另一端，反相输入端和输出端之间接电阻R23，输出端接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极接运放U5B的同相输入端，电阻R30的一端接电源VEE，另一端接3芯接口 JP3的3脚，3芯接口 JP3的1脚接地，2脚接电阻R26的一端，并作为限流设置模块4的第三个输出端，记为端口 M4_0UT3，运放U4A的同相输入端接电阻R26的另一端，反相输入端和输出端之间接电阻R25，输出端接二极管D4的阳极，二极管D4的阴极接运放U5B的同相输入端，运放U4A的正电源端接电源VCC，负电源端接电源VEE，运放U5B的反相输入端和输出端之间接电阻R28，电阻R27的一端接运放U5B的同相输入端，另一端作为限流设置模块4的输入端，记为端口 M4_IN，运放U5B的输出端作为限流设置模块4的第一个输出端，记为端口 M4_0UT1，接输出控制模块5的端口 M5_IN ；
[0010]所述的输出控制模块5的结构为:运放U5A的正电源端接电源VCC，负电源端接电源VEE，反相输入端和输出端之间接电容C4，输出端接电容C5的一端和电阻R31的一端，电容C5的另一端接地，电阻R31的另一端接运放U6B的反相输入端，运放U6B的同相输入端接地，反相输入端和输出端之间接电阻R32，输出端接电容C6的一端，电容C6的另一端接地，运放U5A的同相输入端作为输出控制模块5的控制输入端，记为端口 M5_IN，运放U5A的反相输入端作为输出控制模块5的反馈输入端，记为端口 F_IN，运放U5A的输出端作为输出控制模块5的一个输出端，记为端口 M5_0UT1，接功率输出模块6的端口 M6_IN1，运放U6B的输出端作为输出控制模块5的另一个输出端，记为端口 M5_0UT2，接功率输出模块6的端口M6_IN2 ；
[0011]所述的功率输出模块6的结构为:电阻R33的一端作为功率输出模块6的一个输入端，记为端口 M6_IN1，电阻R34的一端作为功率输出模块6的另一个输入端，记为端口M6_IN2，电阻R33的另一端接达林顿管Q1的基极和达林顿管Q2的基极，达林顿管Q1的集电极接电源VCC，发射极接达林顿管Q2的发射极，达林顿管Q2的集电极接电源VEE，电阻R34的另一端接达林顿管Q3的基极和达林顿管Q4的基极，达林顿管Q3的集电极接电源VCC，发射极接达林顿管Q4的发射极，达林顿管Q4的集电极接电源VEE，所述的达林顿管Q1和达林顿管Q3是NPN型的，达林顿管Q2和达林顿管Q4是PNP型的，取样电阻Rs的一端接达林顿管Q1的发射极，并作为功率输出模块6的一个反馈输出端，记为端口 M6_0UT1，接第一反馈模块7的端口 M7_IN1和第二反馈模块8的端口 M8_IN1，取样电阻Rs的另一端接2芯接口JP4的1脚，并作为功率输出模块6的另一个反馈输出端，记为端口 M6_0UT2，接第一反馈模块7的端口 M7_IN2和第二反馈模块8的端口 M8_IN2，达林顿管Q3的发射极和达林顿管Q4的发射极共同接2芯接口 JP4的2脚；
[0012]所述的第一反馈模块7的结构为:运放U6A的正电源端接电源VCC，负电源端接电源VEE，同相输入端接电阻R37的一端和电阻R38的一端，反相输入端接电阻R35的一端，反相输入端和输出端之间接电阻