本發(fā)明涉及一種數(shù)控恒流源裝置，屬于恒流源技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

恒流源是一種能夠提供恒定電流的電源裝置，隨著科技的發(fā)展它的用途也越來越廣泛，理想的恒流源應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：不因負(fù)載（輸出電壓）變化而改變；不因環(huán)境溫度變化而改變；內(nèi)阻為無限大（以使其電流可以全部流出到外面），而恒流源電路由于負(fù)載的溫度性能、供電電源的紋波大小、調(diào)節(jié)的控制方法及相關(guān)控制電路的穩(wěn)定性等因素，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)輸出會(huì)有不同的波動(dòng)，現(xiàn)有恒流源都缺乏穩(wěn)定性和可控性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種數(shù)控恒流源裝置，提高了恒流源輸出的穩(wěn)定性和可控性。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的數(shù)控恒流源裝置，包括單片機(jī)、ADC采集電路、DAC控制電路、鍵盤輸入電路、液晶顯示電路、恒流源電路、獨(dú)立電源；所述鍵盤輸入電路和液晶顯示電路與所述單片機(jī)分別相連用于實(shí)現(xiàn)輸入、輸出，所述單片機(jī)的輸出端與所述DAC控制電路相連，所述DAC控制電路的輸出端與所述恒流源電路相連，所述恒流源電路通過所述ADC采集電路與所述單片機(jī)反饋相連，所述恒流源電路與所述獨(dú)立電源供電相連并由其供電。

進(jìn)一步完善上述技術(shù)方案，所述恒流源電路包括運(yùn)算放大器一、分壓電路、運(yùn)算放大器二、MOSFET管、采樣電阻、運(yùn)算放大器三、二極管一、二極管二、電容一、電容二；所述DAC控制電路的輸出端經(jīng)電阻二與所述運(yùn)算放大器一的正向輸入端相連，運(yùn)算放大器一的的輸出端與其反向輸入端相連同時(shí)與所述分壓電路相連，分壓電路經(jīng)所述電容一與所述運(yùn)算放大器二的正向輸入端相連，運(yùn)算放大器二的輸出端通過電容二與其反向輸入端相連同時(shí)與所述MOSFET管的柵極相連，所述MOSFET管的漏極與所述獨(dú)立電源相連；所述MOSFET管的源極與所述二極管一的正向、采樣電阻的一端、二極管二的反向分別相連，所述二極管一的反向、采樣電阻的另一端與地相連，所述二極管二的正向與負(fù)載相連，所述MOSFET管的源極與所述運(yùn)算放大器二的反向輸入端、運(yùn)算放大器三的正向輸入端同時(shí)相連，所述運(yùn)算放大器三的輸出端通過電阻十與其反向輸入端相連，且經(jīng)電阻十一與所述ADC采集電路相連，所述運(yùn)算放大器三的反向輸入端通過電阻九接地。通過對(duì)MOSFET管柵極電壓的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)恒流源電流的控制。單片機(jī)將設(shè)定或調(diào)整值的數(shù)字量送至DAC轉(zhuǎn)換變成模擬信號(hào)，再經(jīng)過運(yùn)放放大器一跟隨及分壓電阻后送至MOSFET管柵極處，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)恒流源電流的調(diào)節(jié)。同時(shí)通過采樣電阻將電流大小采樣回來，經(jīng)運(yùn)算放大器三放大后送至ADC采集電路，從而實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)對(duì)輸出電流實(shí)時(shí)監(jiān)控。當(dāng)監(jiān)控到的電流與設(shè)定值有差別時(shí)，將通過這種閉環(huán)反饋環(huán)節(jié)對(duì)輸出電流進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)改變負(fù)載大小時(shí)，在這種調(diào)節(jié)下基本不影響電流的輸出。

進(jìn)一步地，所述獨(dú)立電源為24V電源。由于恒流源電流、功率均較大，如果與單片機(jī)使用同一電源，會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此采用獨(dú)立電源供電，該電源采用帶回路端的24 V電源，這就使得單片機(jī)的供電與恒流源供電相互獨(dú)立，互不影響。

進(jìn)一步地，所述單片機(jī)采用型號(hào)為PIC24HJ64GP504的單片機(jī)，所述ADC采集電路采用TLV2541芯片，所述DAC控制電路采用TLV5618芯片；所述TLV2541芯片的片選端、時(shí)鐘端、串行數(shù)據(jù)輸出端分別與所述單片機(jī)的SPI外設(shè)端口相連，所述TLV5618芯片的片選端、時(shí)鐘端、串行數(shù)據(jù)輸出端分別與所述單片機(jī)的SPI外設(shè)端口相連；所述TLV2541芯片連接2.5 V的基準(zhǔn)電壓、TLV5618芯片連接有1.25 V的基準(zhǔn)電壓。選用的芯片均具有功耗低、體積小、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)。

有益效果：本發(fā)明提供的數(shù)控恒流源裝置，利用DAC控制電路、ADC采集電路和運(yùn)算放大器及大功率MOSFET管組成的恒流源電路形成負(fù)反饋系統(tǒng)，來完成整個(gè)恒流源電流的測(cè)量與控制。這種閉環(huán)反饋控制方法使得恒流源電流能及時(shí)快速地回調(diào)，增強(qiáng)了可控性和穩(wěn)定性；同時(shí)還可以方便地通過鍵盤輸入電路在0A~1A范圍內(nèi)任意設(shè)定恒流源電流值，即使負(fù)載在1Ω～15Ω內(nèi)變化，也能及時(shí)調(diào)整輸出電流，使電流恒定，精度為±3mA。本發(fā)明電路簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高，具有較為廣闊的市場(chǎng)前景和應(yīng)用價(jià)值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電路原理框圖。

圖2為本發(fā)明中恒流源電路的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。

如圖1所示的數(shù)控恒流源裝置，包括單片機(jī)、ADC采集電路、DAC控制電路、鍵盤輸入電路、液晶顯示電路、恒流源電路、獨(dú)立電源；鍵盤輸入電路和液晶顯示電路與單片機(jī)分別相連用于實(shí)現(xiàn)輸入、輸出，單片機(jī)的輸出端與DAC控制電路相連，DAC控制電路的輸出端與恒流源電路相連，恒流源電路通過ADC采集電路與單片機(jī)反饋相連，恒流源電路與獨(dú)立電源供電相連并由其供電。單片機(jī)采用型號(hào)為PIC24HJ64GP504的單片機(jī)，ADC采集電路采用TLV2541芯片，DAC控制電路采用TLV5618芯片；TLV2541芯片的片選端、時(shí)鐘端、串行數(shù)據(jù)輸出端分別與單片機(jī)的SPI外設(shè)端口相連，TLV5618芯片的片選端、時(shí)鐘端、串行數(shù)據(jù)輸出端分別與單片機(jī)的SPI外設(shè)端口相連；TLV2541芯片連接2.5 V的基準(zhǔn)電壓、TLV5618芯片連接有1.25 V的基準(zhǔn)電壓。獨(dú)立電源為24V電源。

如圖2所示，恒流源電路包括運(yùn)算放大器一U2A、電阻三R3、電阻四R4、運(yùn)算放大器二U2B、MOSFET管Q1、采樣電阻R5、運(yùn)算放大器三U3A、二極管一D1、二極管二D2、電容一C1、電容二C2；DAC控制電路的輸出端經(jīng)電阻二R2與運(yùn)算放大器一U2A的正向輸入端相連，運(yùn)算放大器一U2A的的輸出端與其反向輸入端相連同時(shí)與電阻三R3、電阻四R4相連，電阻三R3、電阻四R4分壓后經(jīng)電容一C1與運(yùn)算放大器二U2B的正向輸入端相連，運(yùn)算放大器二的輸出端U2B通過電容二C2與其反向輸入端相連同時(shí)與MOSFET管Q1的柵極相連，MOSFET管Q1的漏極與獨(dú)立電源相連；MOSFET管Q1的源極與二極管一D1的正向、采樣電阻R5的一端、二極管二D2的反向分別相連，二極管一D1的反向、采樣電阻R5的另一端與地相連，二極管二D2的正向與負(fù)載相連，MOSFET管Q1的源極與運(yùn)算放大器二U2B的反向輸入端、運(yùn)算放大器三的U3A正向輸入端同時(shí)相連，運(yùn)算放大器三U3A的輸出端通過電阻十R10與其反向輸入端相連，且經(jīng)電阻十一R11與ADC采集電路相連，運(yùn)算放大器三U3A的反向輸入端通過電阻九R9接地。

上述實(shí)施方式只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的是讓熟悉該技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作出的等同變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。