最新數(shù)控恒流源-wenkub
2022-08-29 19:29:19 本頁面
【正文】 ．當(dāng)今社會，數(shù)控恒壓技術(shù)已經(jīng)很成熟，但是恒流方面特別是數(shù)控恒流的技術(shù)才剛剛起步且有待發(fā)展，高性能的數(shù)控恒流 器件的開發(fā)和應(yīng)用存在巨大的發(fā)展空間。1 系統(tǒng)原理及理論分析本系統(tǒng)的性能指標(biāo)主要由兩大關(guān)系所決定，設(shè)定值與Ａ/Ｄ采樣顯示值（系統(tǒng)內(nèi)部測量值）的關(guān)系。但由于周圍環(huán)境等因素的影響，使設(shè)定值與內(nèi)部測量值的關(guān)系改變，使得設(shè)定值與內(nèi)部測量 值不一致，有時會相差上百毫安，只能重新測量設(shè)定值與Ａ/Ｄ采樣顯示值的關(guān)系改變Ｄ/Ａ入口數(shù)值的大小才能重新達(dá)到設(shè)定值與內(nèi)部測量值相一致，也就是說還 不穩(wěn)定。內(nèi)部測量值與實(shí)際測量值的誤差是由于取樣電阻與負(fù)載電阻和晶體管的放大倍數(shù)受溫度的影響和測量儀表的誤差所造成的，為了減少這種誤差，一定要選用溫度系數(shù)低的電阻來作采樣電阻，因此本系統(tǒng)選用錳銅電阻絲來做采樣電阻。 電壓由集成運(yùn)算放大器U8A的1腳輸出，根據(jù)T型電阻網(wǎng)絡(luò)型的D/A轉(zhuǎn)換關(guān)系可知，存在如下通式：R ——T網(wǎng)絡(luò)電阻( )； ——外接反饋電阻( )。 電流放大電路存在如下關(guān)系：（3） 式（6）可知，負(fù)載電流 不隨外部負(fù)載 的變化而改變。但是本系統(tǒng)恒流源要求輸出電流范圍是20mA~2000mA，而當(dāng)器件處于2000mA的工作電流 時，屬于工作在大電流狀態(tài)，晶體管長時間工作在這種狀態(tài)，集電結(jié)發(fā)熱嚴(yán)重，導(dǎo)致晶體管 值 下降，從而導(dǎo)致電流不能維持恒定。圖1為了能夠使系統(tǒng)具備檢測實(shí)際輸出電流值的大小，可以將電流轉(zhuǎn)換成電壓，并經(jīng)過ADC0809進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，間接用單片機(jī)實(shí)時對電壓進(jìn) 行采樣，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及顯示。 系統(tǒng)原理框圖 比較以上兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，方案二簡潔、靈活、可擴(kuò)展性好，能達(dá)到題目的設(shè)計要求，因此采用方案二來實(shí)現(xiàn)。方案三：壓控恒流源，通過改變恒流源的外圍電壓，利用電壓的大小來控制輸出電流的大小。該方案通過軟件方法實(shí)現(xiàn)輸出電流穩(wěn)定，易于功能 的實(shí)現(xiàn)，便于操作，故選擇此方案。電路原理如圖4所 示。電流源部分由于要給外圍測試電路提供比較大的功率， 因此必須采用大功率器件。此方案輸出電流精度高，能滿足題目要求，而且簡單實(shí)用，易于自制，故選用方案二。電路原理參見圖3。根據(jù)本系統(tǒng)的實(shí)際要求軟件設(shè)計可分為以下幾個功能模塊： 通過調(diào)用閉環(huán)比較子程序得出實(shí)際值與設(shè)定值的差值，如果是實(shí)際值大于設(shè)定值則將原來的Ｄ/Ａ的入口數(shù)值減去這個差值再送去D/A轉(zhuǎn)換，如果是實(shí)際值小于設(shè) 定值則把原來的Ｄ/Ａ的入口數(shù)值加上這個差值再送去轉(zhuǎn)換。：流程圖如圖8所示。本系統(tǒng)采用定時中斷0來實(shí)現(xiàn)逐位動態(tài)顯示，每位顯示間隔固定為2ms，使LED輸示非常穩(wěn)定，無法考慮定時刷新顯示，使得該顯示子程序簡單靈活，適用性廣。本系統(tǒng)測試采用的儀表 如下：當(dāng)測試系統(tǒng)電流分別0～200ｍＡ和200ｍＡ~2000ｍＡ?xí)r，分別采用數(shù)字表ＤＴ9801的200ｍＡ檔和10Ａ檔。給電流源上電，通過按鍵設(shè)定輸出電流值，對應(yīng)D/A轉(zhuǎn)換輸出電壓、晶體管基極電壓，電流源自身檢測到實(shí)際輸出電流值以及通過外部電流表測量的電流值，相 關(guān)數(shù)據(jù)如表1所示。 輸出電流測試表鍵盤設(shè)定值/mAD/A轉(zhuǎn)換輸出電壓/V基極電壓/V顯示輸出值/mA外部測量值/A205048200600 120012001300 1400 顯示輸出值/mA外部測量值/mA484648494852造成這種誤差主要是因?yàn)殡S著 系統(tǒng)工作時間延長，系統(tǒng)器件溫度不斷升高，采樣電阻與負(fù)載電阻有所增大，且晶體管的放大倍數(shù)有所減小，因而造成輸出電流減少而采樣電阻兩端電壓不變。 外部測量值150 1152 515244965504 4 100010002000 2000 4 測試結(jié)果表明，無論是大電流還是小電流，負(fù)載阻值的改變對系統(tǒng)的影響都是比較小，說明系統(tǒng)達(dá)到恒流這一基本要求。負(fù)載阻值 /20020200504 A50020504 1 A100010001010001 A200020005同時表明，本系統(tǒng)輸出電流穩(wěn)定，可以滿足直流恒流源
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