一种基于双重负反馈控制的双向恒流源装置的制造方法_3

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因此,输出电流将严格按照电流设置模块1设置的参考电压进行变化,而限流设置模块4设置的上限值和下限值将决定输出电流的最大值和最小值。
[0040]实施例2本发明的电流设置模块1
[0041]本发明的电流设置模块1的原理电路如图3所示,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Μ2_ΙΝ1ο
[0042]稳压二极管D1和稳压二极管D2提供+2.5V和_2.5V的基准电压,通过3芯接口JP1的1、3脚加在前面板的输出设置109两端,输出设置109是一个旋钮式滑动变阻器,其滑线端通过三芯接口 JP1的2脚连接电阻R3的一脚,滑线端电压将在+2.5V?-2.5V范围内变化,该电压值经过运放U1A构成的同相比例放大器后在输出端(端口 M1_0UT)将得到在+12.5V?-12.5V范围内变化的输出电压。
[0043]实施例3减法器模块2
[0044]本发明的减法器模块2的原理电路如图4所示,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_INo
[0045]该减法器模块为1:1倍输出的减法器,输出电压为端口 M2_IN1与端口 M2_IN2的电压之差。
[0046]实施例4PID模块3
[0047]本发明的PID模块3的原理电路如图5所示,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。
[0048]该电路将减法器模块2输出的差值电压进行比例、积分、微分运算后再输出到限流设置模块4。
[0049]实施例5限流设置模块4
[0050]本发明的限流设置模块4的原理电路如图6所示,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,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_INo
[0051]运放U4B和二极管D3构成上限幅器,其输入电压值由前面板10上的上限设置107控制,运放U4A和二极管D4构成下限幅器,其输入电压值由前面板10上的下限设置108控制,当从端口 M4_IN输入的电压小于上限流值且大于下限流值时,二极管D3和二极管D4全截止,上、下限幅器均不起作用,端口 M4_0UT输出的电压将等于端口 M4_IN输入的电压;当端口 M4_IN输入的电压大于上限流值时,二极管D3将导通,端口 M4_0UT输出的电压将等于上限流电压;当端口 M4_IN输入的电压小于下限流值时,二极管D4将导通,端口 M4_0UT输出的电压将等于下限流电压。通过预先设置上下限流值,可有效防止在操作过程中由于误操作导致的输出电流过大而引起的负载或电路的损坏。
[0052]实施例6输出控制模块5
[0053]本发明的输出控制模块5的原理图如图7所示,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。
[0054]运放U6B与电阻R32构成反相器,使得端口 M5_0UT2与端口 M5_0UT1输出的电压总是相反,这两个端口的电压分别用于控制功率输出模块6中的左侧达林顿对管和右侧达林顿对管,当端口 M5_0UT1输出正电压而端口 M5_0UT2输出负电压时,左侧的达林顿管Q1与右侧的达林顿管Q4处于导通状态,输出电流将从左向右流过负载,反之则达林顿管Q3和达林顿管Q2导通,输出电流将从右向左流过负载,从而实现双向输出电流的功能。
[0055]实施例7功率输出模块6
[0056]本发明的功率输出模块6如图8所不,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。
[0057]该模块受输出控制模块5的控制可以双向输出电流至负载,工作原理参见实施例6,该模块中的取样电阻Rs是用来对流过负载的电流进行取样并将输出电流转换为电压供第一反馈模块7和第二反馈模块8使用。
[0058]实施例8第一反馈模块7
[0059]本发明的第一反馈模块7的原理图如图9所示,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
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