【正文】 的應(yīng)用。同理，核物理實驗裝置中的質(zhì)譜儀、粒子加速器、頻譜儀等必須采用恒流源供電。如超導(dǎo)磁源成像儀和CT斷層掃描儀中的磁場均要求很穩(wěn)定，以免產(chǎn)生嚴重的測量誤差，造成巨大的損失。在實際應(yīng)用中I 和B 兩個量之一保持常數(shù)的話,則另一個作為輸入變量,引起輸出電壓EH 與輸入量成比例。 I 為通過半導(dǎo)體的電流(mA) 。因此，采用恒流源供電是較為合理的解決辦法。此外，我們?nèi)粘Ｉ钪?，各種根據(jù)輝光放電原理制成的電光源，如應(yīng)用于城市照明中的氖燈，這種光源一旦被點燃，管內(nèi)稀薄氣體迅速電離。因此眾多廠家選用恒流方式的LED恒流源。采用阻、容降壓方式驅(qū)動LED，LED的亮度不夠穩(wěn)定，LED的亮度會隨著電壓的變化而變化。由LED的電壓、電流變化特性，進而導(dǎo)致對LED驅(qū)動的設(shè)計提出了嚴格要求。本文所研究的恒流源即為直流恒流源。關(guān)鍵字：數(shù)控恒流源 AVR PWM PID DC/DC轉(zhuǎn)換AbstractThe paper expounds the design of the numerical controlled constantCurrent system core is A/D,D/A,DC/DC converts and the specific arithmetic is used to carry out high precision and the current output range from 20mA to source realizes that the output current can be set, 50mA adjusted step by step.This system adoption list shuts the wreath negative feedback PID( proportion, integral calculus, differential calculus) calculate way control, shortening to rise time, let up super adjust the quantity, let up to output the deviation of the electric current. LCD with Chinese characters is used to display part of this system, which can show the initial value at the same time, actual value etc. We by ourselves designed the 15 Vs, 12V and 5V power supplies to be the system power supplies.Keywords: DC Power AV PWM PID DC/DC conversion 49 目 錄第一章 緒 論 1 恒流源簡介 1 恒流源的定義 1 恒流源的分類 1 恒流源的應(yīng)用 1 恒流電源的發(fā)展過程 5 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 5 課題的意義和目的 7 本文所作的主要工作 7 第二章 理論分析及可行性方案論證 8 恒流電源工作特性分析 8 開關(guān)電源幾種電路類型 9 降壓型（Buck）變換器 9 升壓型（Boost）變換器 11 極性反轉(zhuǎn)升降壓（Buck—Boost）變換器 12 Cuk變換器 14 PWM的工作原理 15 PWM控制的基本原理 15 PWM相關(guān)概念 17 開關(guān)電源的控制算法 17 本章小結(jié) 22 第三章 電源系統(tǒng)硬件設(shè)計 23 系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu) 23 工作原理和流程分析 24 AVR控制器電路 24 可調(diào)電流源主電路 25 數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)輸出 26 反饋電路 28 人機交互接口 29 鍵盤輸入模塊 29 LCD液晶顯示模塊 30 電源供電電路 32 接口及保護電路 33 接口電路 33 濾波扼流電路的設(shè)計 35 本章小結(jié) 37 第四章 軟件程序設(shè)計 38 主程序模塊 38 閉環(huán)比較子程序模塊 38 電流設(shè)置子程序模塊 42 鍵盤中斷子程序模塊 43 顯示中斷子程序模塊 43 PWM調(diào)制子程序模塊 44 本章小結(jié) 44 總 結(jié) 46 致 謝 47 參考文獻 48 附錄1：數(shù)字是恒流源原理圖 50 第一章 緒 論 恒流源簡介 恒流源的定義所謂恒流源也稱電流源或穩(wěn)流源,即對應(yīng)于一定的電壓變化所產(chǎn)生的電流變化趨于零,電流是一個恒定值,有很高的動態(tài)輸出電阻,具有這種特性的器件稱之為恒流源。該電流源具有電流可預(yù)置，50mA步進。本系統(tǒng)采用單閉環(huán)負反饋PID(比例、積分、微分)算法控制，縮短上升時間，減小超調(diào)量，減小了輸出電流的偏差。一言以蔽之，能夠向負載提供恒定電流的電源稱作恒流源。 恒流源的應(yīng)用1. 在LED驅(qū)動中的應(yīng)用LED由于環(huán)保、壽命長、光電效率高等眾多優(yōu)點，近年來在各行業(yè)應(yīng)用得以快速發(fā)展，LED恒流源成了關(guān)注熱點，理論上，LED的使用壽命在10萬小時以上，但在實際應(yīng)用過程中，由于LED恒流源的設(shè)計及驅(qū)動方式選擇不當，致使LED極易損壞。當前很多廠家生產(chǎn)的LED燈類產(chǎn)品，采用阻、容式降壓，然后加上一個穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓，對LED上電。阻、容降壓方式驅(qū)動LED的最大優(yōu)勢是成本低。 LED伏安特性曲線 LED光通量與前向電流的關(guān)系在目前我們所使用的電流表的校驗方法中必須用到恒流源。由于離化過程中放電管中的電流將隨時上升，所以，此時在燈管上供以恒定電壓會使其不穩(wěn)定的，電流值可能增大到使燈管降低使用壽命甚至損壞。目前，傳感器已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在人們的生產(chǎn)生活的各個角落，例如熱敏、力敏、光敏、磁敏、濕敏等傳感器，這些傳感器常常采用恒流源供電。 B 為磁感應(yīng)強度( T) 。所以為使所產(chǎn)生的霍爾電勢與待測量成單一的線性關(guān)系,必須保證給霍爾元件提供恒定的直流電流I ,故要配備恒流源。若使用穩(wěn)壓電源對其供電，電磁鐵線圈工作時發(fā)熱等原因會使其阻值改變，進而使供電電流變化，導(dǎo)致磁場不穩(wěn)定。5．在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用除此之外，有線通信遠供電源，電解、電泳、電鍍等化學領(lǐng)域裝置的電源，電子束加工機、離子注入機等電子光學設(shè)備中的供電電源也都必須采用恒流源作為供電設(shè)備。但是隨著半導(dǎo)體集成技術(shù)的發(fā)展，集成電路恒流源提高了穩(wěn)定性和可靠性，替代晶體管恒流源已經(jīng)成為勢不可擋的趨勢。目前國內(nèi)還開展了跟蹤國際多方面前沿性課題的研究和創(chuàng)新性研究?？傮w來說，國內(nèi)直流恒流源技術(shù)相對落后，面對激烈的國際競爭，是個嚴重的挑戰(zhàn)。幾種恒流源方式各有優(yōu)勢和缺點，分別適于不同特定的應(yīng)用環(huán)境。 課題的意義和目的隨著社會生產(chǎn)力水平不斷提高，先進電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域因此變得越來越廣泛，目前，恒流源被廣泛用于傳感技術(shù)、機器人技術(shù)、電子測量儀器、現(xiàn)代通信、激光、超導(dǎo)等高新技術(shù)領(lǐng)域、并且有良好的發(fā)展前景。 本文所作的主要工作本文采用恒流控制技術(shù)，設(shè)計并制作基于AVR單片機控制的恒流系統(tǒng)，主要完成以下幾個方面的任務(wù)：1. 構(gòu)建恒流主電路。有校準功能，可以用儀器校準輸出電流；5. 能夠聯(lián)網(wǎng)控制，加入串口通信功能。當電源為空載，即負載電阻時，輸出功率。 電流源外特性圖（1表示理想電流源，2表示實際電流源） 開關(guān)電源幾種電路類型直流電源變換器按其輸入與輸出是否進行電氣上隔離，可分非隔離式變換器電路和隔離式變換器電路。在隔離式變換器中，應(yīng)用雙極型晶體管作為開關(guān)且開關(guān)管自身起著振蕩元器件作為的自激式變換器與他激PWM變換器。降壓型變換器有兩種基本工作方式，一種是電感電流處于連續(xù)的工作模式；一種是電感電流處于斷續(xù)的工作模式，還有一種是電感電流處于臨界連續(xù)模式。它是一種可以獲得輸出電壓高于輸入電壓的DC—DC變換器。 極性反轉(zhuǎn)型 (Buck—Boost)變換器原理圖工作原理三種等效電路圖: （a）VT1導(dǎo)通等效電路圖圖 (b)VT1截止等效電路圖 （c）VT1關(guān)斷時電感電流為0等效電路圖 Cuk變換器Cuk變換器是Buck—Boost串聯(lián)變換器它是針對Buck—Boost升降壓變換器存在輸入電流和輸出電流脈動值大的缺點。 PWM控制的基本原理沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同。 形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖 （RL電路）上。如果周期性地施加上述脈沖，則響應(yīng)i(t)也是周期性的。 用PWM波代替正弦半波 PWM