数控直流恒流源方案

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1、一、方案论证　　根据题目要求，下面对整个系统的方案进行论证。　　方案一：采用开关电源的恒流源　　采用开关电源的恒流源电路如图1.1所示。当电源电压降低或负载电阻Rl降低时，采样电阻RS上的电压也将减少，则SG3524的12、13管脚输出方波的占空比增大，从而BG1导通时间变长，使电压U0回升到原来的稳定值。BG1关断后，储能元件L1、E2、E3、E4保证负载上的电压不变。当输入电源电压增大或负载电阻值增大引起U0增大时，原理与前类似，电路通过反馈系统使U0下降到原来的稳定值，从而达到稳定负载电流Il的目的。图1.1  采用开关电源的恒流源优点

2、：开关电源的功率器件工作在开关状态，功率损耗小，效率高。与之相配套的散热器体积大大减小，同时脉冲变压器体积比工频变压器小了很多。因此采用开关电源的恒流源具有效率高、体积小、重量轻等优点。　　缺点：开关电源的控制电路结构复杂，输出纹波较大，在有限的时间内实现比较困难。　　方案二：采用集成稳压器构成的开关恒流源　　系统电路构成如图1.2所示。MC7805为三端固定式集成稳压器，调节，可以改变电流的大小，其输出电流为：，式中为MC7805的静态电流，小于10mA。当较小即输出电流较大时，可以忽略，当负载电阻变化时，MC7805改变自身压差来维持负载

3、通过的电流不变。优点：该方案结构简单，可靠性高　　缺点：无法实现数控。　　方案三：单片机控制电流源　　方案恒流源电路由N沟道的MOSFET、高精度运算放大器、采样电阻等组成，其电路原理图如图1.3所示。利用功率MOSFET的恒流特性，再加上电流反馈电路，使得该电路的精度很高。图1.3  恒流源电路该电流源电路可以结合单片机构成数控电流源。通过键盘预置电流值，单片机输出相应的数字信号给D/A转换器，D/A转换器输出的模拟信号送到运算放大器，控制主电路电流大小。实际输出的电流再通过采样电阻采样变成电压信号，A/D转换后将信号反馈到单片机中。单片机

4、将反馈信号与预置值比较，根据两者间的差值调整输出信号大小。这样就形成了反馈调节，提高输出电流的精度。由于没有IRFP460芯片，所以就没有选这种方案。方案四：用集成运放和达林顿管构成恒流源电路，3．1恒流源电路恒流源电路如下图所示。恒流源电路由集成运放和达林顿管构成，R3为负载，R4为采样电阻。图2中运放工作在深度负反馈状态，运放的同相输入端电压来源于D／A的输出，反向输入端与采样电阻R4相连。由于负反馈的作用，D／A的电压直接决定了采样电阻R4上通过的电流I=U(D/A)/R4。因达林顿管共发射极放大系数非常太，故I(L)≈I(R)。这样，

5、恒流源的输出电流直接取决于D／A的输出电压和采样电阻R4的比值。当输出电流达到一定程度时，采样电阻必然会发热引起自身阻值的变化。这是影响恒流源输出电流值精度的一个关键因素。为此，在设计中采用了温度系数比较小的康铜材料制作的阻值为2．0欧姆的电阻，集成运放选择LM358，大功率达林顿管选用TIP127.经过最后讨论我们选择了这种方案。