[发明专利]扩流控制的压控程控恒流源

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路领域，具体地，涉及一种扩流控制的压控程控恒流源。

背景技术

高精度的程控恒流电源在仪器仪表、传感器技术和测试领域中有着广泛的应用。以往程控恒流源电路大都采用PWM脉冲方式，虽便于控制和调节，但精度难以保证，并且PWM方式的波形占空比调节范围有限，难以满足连续可调大电流的要求。

发明内容

为克服现有程控恒流源电路精度难以保证，不能满足连续可调大电流的技术缺陷，本发明公开了一种扩流控制的压控程控恒流源。

本发明所述扩流控制的压控程控恒流源，包括依次连接的取样电路、AD转换器、MCU数控电路、DA转换器、压控电流源和扩流电路，所述取样电路从负载取样，所述扩流电路的电流输出端与负载连接。

具体的，所述MCU数控电路为STC89C52。

具体的，所述DA转换器为MAX531。

具体的，所述AD转换器为MAX1241。

优选的，所述扩流电路为S类功率放大器。

本发明所述扩流控制的压控程控恒流源，实现了精密电流控制，具有操作方便、稳定可靠等优点，通过实际测试性能优越。

附图说明

图1是本发明一种具体实施方式示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示。采用STC89C52控制D/A转换电路产生电压控制信号，通过1个精密线性压控电流源和扩流电路输出所需的电流值；取样电路采样后经A/D转换由数控电路读出，然后送到显示控制电路显示；同时，取样电路给压控电流源提供电流负反馈以进一步稳定电流输出。

数控电路采用由STC89C52构成的单片机最小系统来负责对D/A、A/D的控制，以及按键响应和LED的显示。模块内的数字电路和模拟电路各自采用独立的稳压电路供电，以减小数字电路高频峰值电流对模拟电路的影响，可以很大程度上降低D/A输出的纹波电压。

本设计中的D/A转换电路采用MAX531，使用其内部自带的2.048V基准源，D/A转换的分辨率为0.5mV，加在1Ω的取样电阻上就可以分辨出0.5mA的电流（步进0.5mA）。

A/D转换电路采用MAX1241，与MAX531使用同一基准源。A/D转换的分辨率为0.5mV，取样电阻为1Ω时，测量电流的分辨率为0.5mA（可根据步进和测量精度的实际要求，选择D/A、A/D转换器的位数和参考电压）。

由于要实现人机对话，至少要有10个数字按键和2个步进按键，考虑到还要实现其他的功能键，选用16按键的键盘来完成整个系统控制最合适。显示部分采用8位LED数码管，其价格便宜，易于实现。考虑到单片机的I/O端口有限，为了充分优化系统，采用外部扩展1片8155来实现键盘接口与显示功能。

压控电流源的负反馈放大部分有1个精密运放构成的同相放大器，引入深度的电流负反馈，从而稳定输出到负载的电流

扩流电路选用S类功率放大器，其特点是用电压控制放大器与电流驱动放大器构成电桥，使电压放大器工作在无负载的状态（输出电流为零），而后级则工作于压控跟随器状态，很容易实现很好的跟随作用。而对于负载来说，前后级是并联输出的，而负反馈是从取样电阻引出送回前级放大器上的。因此，S类功放的质量取决于前级。

S类功率放大电路的核心是1个带负载能力很强的电流驱动放大器，与负载之间通过电桥耦合。当S类功率放大电路稳定工作后，前级放大电路工作在空载或轻载状态，负载所需要的电流完全由后级的电流驱动放大电路提供。这样，电路对前级压控电流源的负载要求不高。

综上所述，只要选择高输入性能和强负载能力的后级功放芯片，输出的变化完全由前级决定。而前级工作在空载状态，其性能基本与负载的变化无关。这样在设计前级时，可以抛开负载能力的考虑而直接使用高精度、低失调的运算放大器；设计后级时，因为输出取决于前级，不必担心负载的加入会影响它的工作性能，选择范围变得更宽。

基于S类功放电路的设计原则，为保证电路的可靠性和足够的性能，采用高品质功放芯片LM3886，其各项电气性能非常接近理想放大器，并且有足够的输出功率。

如上所述，可较好的实现本发明。