專利名稱：一種數(shù)控恒流源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)控恒流源，屬于電源技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
恒流源是電路中廣泛使用的一個(gè)組件，其實(shí)質(zhì)是利用器件對電流進(jìn)行反饋，動(dòng)態(tài) 調(diào)節(jié)設(shè)備的供電狀態(tài)，從而使得電流趨于恒定。目前，在新產(chǎn)品的調(diào)試過程中，經(jīng)常需要用 到標(biāo)準(zhǔn)恒流信號源，但現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)恒流信號源提供的多是模擬信號源，這些信號源都是由 電位器來調(diào)節(jié)電流的，故精度不高，并且這些信號源的體積都較大，從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本也很聞。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種數(shù)控恒流源，以解決現(xiàn)有技術(shù)中模擬信號源精度不高、體積大 以及成本高的問題，為此本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
一種數(shù)控恒流源，包括輸入模塊、恒流輸出模塊、單片機(jī)控制模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、 電壓反饋模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，其中，輸入模塊的輸出端與單片機(jī)控制模塊的第一輸入端 相連，單片機(jī)控制模塊的第一輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的輸出 端與恒流輸出模塊的輸入端相連，恒流輸出模塊的第一輸出端與電壓反饋模塊的輸入端相 連，電壓反饋模塊的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與單片 機(jī)控制模塊的第二輸入端相連，恒流輸出模塊的第二輸出端輸出恒定電流，所述恒定電流 的值與輸入模塊的輸入端輸入的電流值相等。
本發(fā)明實(shí)施方式提供的數(shù)控恒流源通過設(shè)置電壓反饋模塊使能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整恒流 輸出模塊輸出的恒定電流，以保證恒定電流的高精度，同時(shí)該數(shù)控恒流源體積小，便于攜帶 且成本低。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用 的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他 的附圖。
圖1是本發(fā)明所述的一種的數(shù)控恒流源的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明所述的一種的數(shù)控恒流源中電壓反饋模塊5的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明所述的一種的數(shù)控恒流源中單片機(jī)控制模塊3和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊6的 結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明所述的一種的數(shù)控恒流源中恒流輸出模塊2和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊4的結(jié) 構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
在本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種數(shù)控恒流源，如圖1所示，包括輸入模塊1、恒流輸 出模塊2、單片機(jī)控制模塊3、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊4、電壓反饋模塊5和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊6，其中，輸 入模塊I的輸出端與單片機(jī)控制模塊3的第一輸入端相連，單片機(jī)控制模塊3的第一輸出 端與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊4的輸入端相連，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊4的輸出端與恒流輸出模塊2的輸入端 相連，恒流輸出模塊2的第一輸出端與電壓反饋模塊5的輸入端相連，電壓反饋模塊5的輸 出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊6的輸入端相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊6的輸出端與單片機(jī)控制模塊3的第 二輸入端相連，恒流輸出模塊2的第二輸出端輸出恒定電流,所述恒定電流的值與輸入模 塊I的輸入端輸入的電流值相等。作為可選的，輸入模塊I可以米用按鍵輸入方式，其輸入 的電流的數(shù)值范圍為0-2000毫安。
上述數(shù)控恒流源中電壓反饋模塊5的結(jié)構(gòu)可以如圖2所示，包括電阻R6、R7、R8 和R9以及運(yùn)算放大器U5、端子J1。用于反饋通過恒流輸出模塊的第二輸出端輸出的恒定 電流時(shí)特定器件的電壓的電壓反饋模塊5，其具體可以檢測圖2中電阻R9兩端的電壓和/ 或電阻R8兩端的電壓，該電壓通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊6傳送到單片機(jī)控制模塊3中，從而與恒 流輸出模塊2和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊4構(gòu)成了閉環(huán)反饋電路，以提高了恒流輸出模塊的第二輸出 端輸出恒定電流的精度。其中所述特定器件可以包括電阻、電容或電感等。
上述數(shù)控恒流源中，單片機(jī)控制模塊3和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊6的結(jié)構(gòu)可以如圖3所示， 包括控制芯片U1、電容C10、電容Cll和晶振XI，其中綜合考慮數(shù)控恒流源的處理速度及 精度要求，控制芯片Ul可以采用MCS-51系列的89C51芯片。單片機(jī)控制模塊3用于通過 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊6的輸入端輸入的特定器件的電壓計(jì)算出通過所述特定電壓的電流值， 并將計(jì)算出的通過所述特定電壓的電流值與輸入模塊I的輸入端輸入的電流值進(jìn)行比較， 若通過所述特定電壓的電流值與輸入模塊的輸入端輸入的電流值不相等，則重新調(diào)整所述 單片機(jī)控制模塊3的第一輸出端輸出給所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊4的輸入端的值。否則，繼續(xù)工 作。其中模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊包括電阻R10、二極管D1、晶振X2、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片U7以及電容C12、 C13、C14 和 C15。
進(jìn)一步，上述單片機(jī)控制模塊3還用于若通過所述特定電壓的電流值與輸入模塊 I的輸入端輸入的電流值不相等，則發(fā)出警報(bào)音，并中斷所述單片機(jī)控制模塊3的所有輸 出。單片機(jī)控制模塊3也可以用于若通過所述特定電壓的電流值與輸入模塊I的輸入端輸 入的電流值之間的差值超過特定值，則發(fā)出警報(bào)音，并中斷所述單片機(jī)控制模塊的所有輸 出。
上述數(shù)控恒流源中，恒流輸出模塊2和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊4的結(jié)構(gòu)可以如圖4所示，其 中恒流輸出模塊2包括電阻R3、R4和R5以及運(yùn)算放大器U3以及三極管Q1、Q2、Q3和Q4， 其中運(yùn)算放大器U3可以采用運(yùn)算放大器0P27，其可以保證良好的負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力；并且三極 管Ql和Q3采用小功率三極管C2500和大功率三極管BU508的復(fù)合方式以及三極管Q2和 Q4采用小功率三極管C2500和大功率三極管BU508的復(fù)合方式，其可以在提高了放大倍數(shù)的情況下保證了驅(qū)動(dòng)負(fù)載的電流達(dá)到2000mA，同時(shí)使用雙復(fù)合管驅(qū)動(dòng)方式還可以保證三極 管不至于因過熱而影響正常工作。其中數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊4包括數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片U2、電容Cl以 及電阻Rl和R2，其中為了具有良好的增益和線性度的串行數(shù)模轉(zhuǎn)換，數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片U2可以 采用數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片MAX531，從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)高精度的輸出。
上述數(shù)控恒流源中，還可以包括顯示模塊，該顯示模塊的輸入端與單片機(jī)控制模 塊3的第二輸出端相連，所述顯示模塊用于顯示輸入模塊I的輸入端輸入的電流數(shù)、模數(shù)轉(zhuǎn) 換模塊6的輸入端輸入的電壓值或所述單片機(jī)控制模塊3計(jì)算出的通過所述特定電壓的電流值。
上述數(shù)控恒流源中，還可以包括電源模塊，該電源模塊的輸出端與單片機(jī)控制模 塊的第三輸入端相連。
本發(fā)明實(shí)施方式提供的數(shù)控恒流源設(shè)置有電壓反饋模塊來檢測恒流源輸出模塊 負(fù)載的電壓和/或反饋電阻的電壓，并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊傳送到單片機(jī)控制模塊以構(gòu)成一 個(gè)閉環(huán)電路，同時(shí)單片機(jī)控制模塊根據(jù)反饋電壓的變化實(shí)時(shí)控制恒流源輸出模塊輸出的電 流，以使恒流輸出模塊輸出的電流值不因負(fù)載的改變而變化，從而保證了恒流特性，從而保 證了恒定電流的高精度，同時(shí)該數(shù)控恒流源體積小,便于攜帶且成本低。
值得注意的是，上述數(shù)控恒流源的實(shí)施例中，所包括的各個(gè)模塊只是按照功能邏 輯進(jìn)行劃分的，但并不局限于上述的劃分，只要能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能即可；另外，各功能模 塊的具體名稱也只是為了便于相互區(qū)分，并不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明實(shí)施例揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或 替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù) 范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)控恒流源，包括輸入模塊和恒流輸出模塊，其特征在于，還包括單片機(jī)控制模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、電壓反饋模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，其中，輸入模塊的輸出端與單片機(jī)控制模塊的第一輸入端相連，單片機(jī)控制模塊的第一輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與恒流輸出模塊的輸入端相連，恒流輸出模塊的第一輸出端與電壓反饋模塊的輸入端相連，電壓反饋模塊的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與單片機(jī)控制模塊的第二輸入端相連，恒流輸出模塊的第二輸出端輸出恒定電流，所述恒定電流的值與輸入模塊的輸入端輸入的電流值相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控恒流源，其特征在于，所述電壓反饋模塊，用于反饋通過恒流輸出模塊的第二輸出端輸出的恒定電流時(shí)特定器件的電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)控恒流源，其特征在于，所述特定器件包括電阻、電容或電感。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)控恒流源，其特征在于，所述單片機(jī)控制模塊，用于通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端輸入的特定器件的電壓計(jì)算出通過所述特定電壓的電流值，并將計(jì)算出的通過所述特定電壓的電流值與輸入模塊的輸入端輸入的電流值進(jìn)行比較，若通過所述特定電壓的電流值與輸入模塊的輸入端輸入的電流值不相等，則重新調(diào)整所述單片機(jī)控制模塊的第一輸出端輸出給所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的輸入端的值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)控恒流源，其特征在于，所述單片機(jī)控制模塊，還用于若通過所述特定電壓的電流值與輸入模塊的輸入端輸入的電流值不相等，則發(fā)出警報(bào)音，并中斷所述單片機(jī)控制模塊的輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)控恒流源，其特征在于，所述單片機(jī)控制模塊，還用于若通過所述特定電壓的電流值與輸入模塊的輸入端輸入的電流值之間的差值超過特定值，則發(fā)出警報(bào)音，并中斷所述單片機(jī)控制模塊的輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)控恒流源，其特征在于，還包括顯示模塊，所述顯示模塊的輸入端與單片機(jī)控制模塊的第二輸出端相連，所述顯不模塊用于顯不輸入模塊的輸入端輸入的電流數(shù)、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端輸入的電壓值或所述單片機(jī)控制模塊計(jì)算出的通過所述特定電壓的電流值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的數(shù)控恒流源，其特征在于，還包括電源模塊，所述電源模塊的輸出端與單片機(jī)控制模塊的第三輸入端相連。
全文摘要
一種數(shù)控恒流源，屬于電源技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括輸入模塊、恒流輸出模塊、單片機(jī)控制模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、電壓反饋模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，其中，輸入模塊的輸出端與單片機(jī)控制模塊的第一輸入端相連，單片機(jī)控制模塊的第一輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與恒流輸出模塊的輸入端相連，恒流輸出模塊的第一輸出端與電壓反饋模塊的輸入端相連，電壓反饋模塊的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與單片機(jī)控制模塊的第二輸入端相連，恒流輸出模塊的第二輸出端輸出恒定電流，所述恒定電流的值與輸入模塊的輸入端輸入的電流值相等。保證了恒定電流的高精度，同時(shí)該數(shù)控恒流源體積小，便于攜帶且成本低。
文檔編號G05B19/042GK103034273SQ201210520350
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者蘇安社, 高秀軍, 王俊峰, 吳榮平, 楊建明 申請人:北京賽德高科鐵道電氣科技有限責(zé)任公司