PDF《数控恒流源设 计》

第l9卷第 4期2006年 8月常州工学院学报JournalofCha n g z h o u I ns t it u t e of Te c h no l o g y Vo1 .

1 9 No.

4 Au g.

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0 6 数控恒流源设计 吴志祥 徐磊方晓毅 彭颖(常州工学院 电子信息与电气工程学 院, 江苏 常州

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0 2 ) 摘要: 针对数控 直流恒流源的设计进行 了探 讨, 其 中涉及恒流电路、 S O C 系统和 电源供 给等 . 结果表明 , 在l0~

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0 0 mA 的电流范围内, 实现 了lmA的恒流精度或更高. 关键词 : 恒 流源 ;

S O C;

数控 中图分类号 : T N

8 6 文献标识码 : A 文章编号 :

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0 4 恒流源是模拟系统 中广泛使用的一种单元电 路或测试平台, 在实际工程中也有广泛的用途 , 是 电导测量 、 开关电源 、 功放等场合不可替代的检测 设备.系统 由直流 电源 、 恒流模块 、 S O C( s y s t e m o n c h i p ) 控 制部 分等组 成.整机 的恒 流参数 由SOC键盘设定和显示器显示 .硬件设计 应用 了EDA技术, 软件设计采用基于 C

5 1的模块化设计 思想.其结果实现了在

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0 0 mA 的电流范 围内, 电流恒定 为1mA的准确度 .本文就恒流 源电路 、 S O C控制 、 电源部分等进行探讨 .

1 总体框 图 总体设计见图

1 .系统 由两级降压获得内部 工作源 .首先经过变压器 隔离高压并转 换为低 压,既提高系统的可靠性 , 又给调试带来方便.后 经开关式 DC / DC变换调节 , 实现恒定 电压 的供 给.通过 V / I 电路转换 , 采用 硬反馈 恒流输 出 方式 , 实现恒定 电流的输 出.V / I电路 的给定 电 压值 , 由SOC产生 , 并可由键 盘 设定 , 实现 快速 与 微调 的给定设置. S O C片上系统外接按键与显示 , 并采样恒 流 输出电流和输 出电压值 , 实现精 细校正补偿调节 和最大负载电阻( 电压) 的限定 . 系统中设置电流采样电阻 R , 监视恒流值极 值大小 , 为 超程 限制提供输入信号.系统采用 收稿 日期 :

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2 3 以开环为主的局部闭环控制方式 , 实现 了良好的 动态跟踪性能与恒流特性. 图l数控恒流源总体框图

2 恒流源 电路 恒流源 电路是整个 系统 的关键 , 电路如图

2 所示. 图2恒流源 电路 维普资讯 http://www.cqvip.com

6 常州工学院学报

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0 6年 恒流源系统电路是由运算放大器 、 反馈 电阻 和电流放大三极管等组成¨ J .电路采用 自举 反 馈式结构 , 尺、尺:为电流取样 负反馈 , 尺,、尺为恒 流电流在负载上形成的电压反馈. 为( 复合 ) 三 极管电流放大.尺 为恒电流输 出取样 电阻 , 因此 需要采用高精度 电阻 .运用运算放大器电路 虚端 特性 , 有:一R(1)尺,(2)+赢尺,()(3)令R1=R3,R2=R4,得,0=(4)可见输 出电流仅 与控制电压 和 电流取样 电阻 尺 有关, 且成线性关 系.同时 , 精确配对 尺和尺,、尺:和尺是必要 的.由式(

4 ) 可知, 恒流输 出电流的大小 , 在一定的控制电压幅度下 , 能通过 R 方便地设置最大值 . 实验电路中, 考虑集成运算放大器 的漂移和 噪声问题 .普通运算放大器的漂移和失调电压可 达几十 ~ V / ~ C, 而ICL7650的失调 电压温漂仅为 0.

01 ~V/~ C , 并具有极 高的共模抑制 比, 是一款 性价比较高的运算放大器. 电流放大由 3级三极管 复合而成 , 保证输 出 电流 和调节 功率.3SOC的应 用设计 与标准版的