[实用新型]基于PWM技术闭环控制的直流电流源电路

说明书

技术领域

本实用新型关于一种直流电流源电路，特别是涉及一种基于PWM技术闭环控制的直流电流源技术。 

背景技术

现有4～20mA输出电路，多为电压控制的电流源输出电路，在与微控制器接口时，必须采用DA输出转换元件，将数字信号输出转换为模拟信号，来控制直流电流输出的大小。 

图1为现有技术中4-20mA输出电路与微控制器接口电路框图。其中电压控制型4-20mA输出模块包括低通滤波器、隔离电路、电压控制电流源输出保护电路，该电压控制型4-20mA输出模块与微处理器之间的接口采用DA输出芯片，DA输出芯片将需要输出的电压数字信号，经过DA芯片(数模转换芯片)将数字电压信号转换成模拟电压信号后，经过4-20mA转换电路转换成直流电流信号输至负载。 

然而，以上采用传统的输出直流电流4-20mA输出，存在以下缺点：1，微处理器必须将数字信号转换成模拟电压信号，需要增加DA转换芯片，增加了硬件投资和设计复杂性。2，由于输出电流误差无法实现测量和控制，导致输出电流的误差较大，并无法自动调节输出误差，必须人工调节电路参数。 

实用新型内容

为克服上述现有技术存在的不足，本实用新型之目的在于提供一种基于PWM技术闭环控制的直流电流源电路，通过采用PWM脉宽调制技术对电压进 行输出，避免了采用DA输出芯片来控制，节省了硬件成本，并简化了电路，同时采用了闭环控制原理，对输出电流进行回馈采集，并转换成数字信号，微处理器通过对输出信号的回采计算出输出误差，然后自动进行补偿重新输出，输出精度比传统的输出电路更高，且不需要人工干预。 

为达上述及其它目的，本实用新型提出一种基于PWM技术闭环控制的直流电流源电路，至少包括： 

前向电流产生模块，连接于微处理器的PWM输出端口，将PWM输出端口产生的脉宽调制信号转换为与脉宽成比例的直流； 

反馈回路模块，连接于所述前向电流产生模块的输出端，将所述前向电流产生模块的输出电流采集后进行处理转换成数字的电压信号传送至微处理器。 

进一步地，所述前向电流产生模块包括输入低通滤波器、输入电压跟随器、线性光耦隔离电路、电压控制电流源、输出保护电路，所述输入低通滤波器输入端接所述微处理器的PWM输出端口，所述输入低通滤波器、所述输入电压跟随器、所述线性光耦隔离电路、所述电压控制电流源、所述输出保护电路依次级联。 

进一步地，所述反馈回路模块包括输出电流采集电路、反馈电压跟随器、反馈电压低通滤波器及模数转换器，所述电流采集电路连接于所述输出保护电路的冷端，对输出电流采集后转换成电压，并经过所述反馈电压跟随器和所述反馈电压低通滤波器滤波后，输入到所述模数转换器进行模数转换，模数转换结果通过数据总线传送至所述微处理器。 

与现有技术相比，可见，本实用新型一种基于PWM技术闭环控制的直流电流源通过采用PWM脉宽调制技术对电压进行输出，避免了采用DA输出芯片来控制，节省了硬件成本，并简化了电路，同时采用了闭环控制原理，对输出电流进行回馈采集，并转换成数字信号，微处理器通过对输出信号的回采计算出输出误差，然后自动进行补偿重新输出，输出精度比传统的输出电路更高，且不需要人工干预。 

附图说明

图1为现有技术中4-20mA输出电路与微控制器接口电路框图； 

图2为本实用新型一种基于PWM技术闭环控制的直流电流源电路的电路原理框图； 

图3为本实用新型较佳实施例的电路结构图。 

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本实用新型的精神下进行各种修饰与变更。 

图2为本实用新型一种基于PWM技术闭环控制的直流电流源电路的电路原理框图。如图2所示，本实用新型一种基于PWM技术闭环控制的直流电流源电路，包括：输入低通滤波器201、输入电压跟随器202、线性光耦隔离电路203、电压控制电流源204、输出保护电路205以及反馈回路模块206。