CN103034273A - 一种数控恒流源 - Google Patents

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Abstract

一种数控恒流源，属于电源技术领域。本发明包括输入模块、恒流输出模块、单片机控制模块、数模转换模块、电压反馈模块和模数转换模块，其中，输入模块的输出端与单片机控制模块的第一输入端相连，单片机控制模块的第一输出端与数模转换模块的输入端相连，数模转换模块的输出端与恒流输出模块的输入端相连，恒流输出模块的第一输出端与电压反馈模块的输入端相连，电压反馈模块的输出端与模数转换模块的输入端相连，模数转换模块的输出端与单片机控制模块的第二输入端相连，恒流输出模块的第二输出端输出恒定电流，所述恒定电流的值与输入模块的输入端输入的电流值相等。保证了恒定电流的高精度，同时该数控恒流源体积小，便于携带且成本低。

Description

一种数控恒流源
技术领域
本发明涉及一种数控恒流源，属于电源技术领域。
背景技术
恒流源是电路中广泛使用的一个组件，其实质是利用器件对电流进行反馈，动态调节设备的供电状态，从而使得电流趋于恒定。目前，在新产品的调试过程中，经常需要用到标准恒流信号源，但现有的标准恒流信号源提供的多是模拟信号源，这些信号源都是由电位器来调节电流的，故精度不高，并且这些信号源的体积都较大，从而导致生产成本也很高。
发明内容
本发明提供了一种数控恒流源，以解决现有技术中模拟信号源精度不高、体积大以及成本高的问题，为此本发明采用如下的技术方案：
一种数控恒流源，包括输入模块、恒流输出模块、单片机控制模块、数模转换模块、电压反馈模块和模数转换模块，其中，输入模块的输出端与单片机控制模块的第一输入端相连，单片机控制模块的第一输出端与数模转换模块的输入端相连，数模转换模块的输出端与恒流输出模块的输入端相连，恒流输出模块的第一输出端与电压反馈模块的输入端相连，电压反馈模块的输出端与模数转换模块的输入端相连，模数转换模块的输出端与单片机控制模块的第二输入端相连，恒流输出模块的第二输出端输出恒定电流，所述恒定电流的值与输入模块的输入端输入的电流值相等。
本发明实施方式提供的数控恒流源通过设置电压反馈模块使能够实时调整恒流输出模块输出的恒定电流，以保证恒定电流的高精度，同时该数控恒流源体积小，便于携带且成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述的一种的数控恒流源的结构示意图；
图2是本发明所述的一种的数控恒流源中电压反馈模块5的结构示意图；
图3是本发明所述的一种的数控恒流源中单片机控制模块3和模数转换模块6的结构示意图；
图4是本发明所述的一种的数控恒流源中恒流输出模块2和数模转换模块4的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施方式提供的一种数控恒流源，如图1所示，包括输入模块1、恒流输出模块2、单片机控制模块3、数模转换模块4、电压反馈模块5和模数转换模块6，其中，输入模块1的输出端与单片机控制模块3的第一输入端相连，单片机控制模块3的第一输出端与数模转换模块4的输入端相连，数模转换模块4的输出端与恒流输出模块2的输入端相连，恒流输出模块2的第一输出端与电压反馈模块5的输入端相连，电压反馈模块5的输出端与模数转换模块6的输入端相连，模数转换模块6的输出端与单片机控制模块3的第二输入端相连，恒流输出模块2的第二输出端输出恒定电流，所述恒定电流的值与输入模块1的输入端输入的电流值相等。作为可选的，输入模块1可以采用按键输入方式，其输入的电流的数值范围为0-2000毫安。
上述数控恒流源中电压反馈模块5的结构可以如图2所示，包括：电阻R6、R7、R8和R9以及运算放大器U5、端子J1。用于反馈通过恒流输出模块的第二输出端输出的恒定电流时特定器件的电压的电压反馈模块5，其具体可以检测图2中电阻R9两端的电压和/或电阻R8两端的电压，该电压通过模数转换模块6传送到单片机控制模块3中，从而与恒流输出模块2和数模转换模块4构成了闭环反馈电路，以提高了恒流输出模块的第二输出端输出恒定电流的精度。其中所述特定器件可以包括电阻、电容或电感等。
上述数控恒流源中，单片机控制模块3和模数转换模块6的结构可以如图3所示，包括：控制芯片U1、电容C10、电容C11和晶振X1，其中综合考虑数控恒流源的处理速度及精度要求，控制芯片U1可以采用MCS-51系列的89C51芯片。单片机控制模块3用于通过所述模数转换模块6的输入端输入的特定器件的电压计算出通过所述特定电压的电流值，并将计算出的通过所述特定电压的电流值与输入模块1的输入端输入的电流值进行比较，若通过所述特定电压的电流值与输入模块的输入端输入的电流值不相等，则重新调整所述单片机控制模块3的第一输出端输出给所述数模转换模块4的输入端的值。否则，继续工作。其中模数转换模块包括：电阻R10、二极管D1、晶振X2、模数转换芯片U7以及电容C12、C13、C14和C15。
进一步，上述单片机控制模块3还用于若通过所述特定电压的电流值与输入模块1的输入端输入的电流值不相等，则发出警报音，并中断所述单片机控制模块3的所有输出。单片机控制模块3也可以用于若通过所述特定电压的电流值与输入模块1的输入端输入的电流值之间的差值超过特定值，则发出警报音，并中断所述单片机控制模块的所有输出。
上述数控恒流源中，恒流输出模块2和数模转换模块4的结构可以如图4所示，其中恒流输出模块2包括：电阻R3、R4和R5以及运算放大器U3以及三极管Q1、Q2、Q3和Q4，其中运算放大器U3可以采用运算放大器OP27，其可以保证良好的负载驱动能力；并且三极管Q1和Q3采用小功率三极管C2500和大功率三极管BU508的复合方式以及三极管Q2和Q4采用小功率三极管C2500和大功率三极管BU508的复合方式，其可以在提高了放大倍数的情况下保证了驱动负载的电流达到2000mA，同时使用双复合管驱动方式还可以保证三极管不至于因过热而影响正常工作。其中数模转换模块4包括：数模转换芯片U2、电容C1以及电阻R1和R2，其中为了具有良好的增益和线性度的串行数模转换，数模转换芯片U2可以采用数模转换芯片MAX531，从而实现了系统高精度的输出。
上述数控恒流源中，还可以包括显示模块，该显示模块的输入端与单片机控制模块3的第二输出端相连，所述显示模块用于显示输入模块1的输入端输入的电流数、模数转换模块6的输入端输入的电压值或所述单片机控制模块3计算出的通过所述特定电压的电流值。
上述数控恒流源中，还可以包括电源模块，该电源模块的输出端与单片机控制模块的第三输入端相连。
本发明实施方式提供的数控恒流源设置有电压反馈模块来检测恒流源输出模块负载的电压和/或反馈电阻的电压，并通过模数转换模块传送到单片机控制模块以构成一个闭环电路，同时单片机控制模块根据反馈电压的变化实时控制恒流源输出模块输出的电流，以使恒流输出模块输出的电流值不因负载的改变而变化，从而保证了恒流特性，从而保证了恒定电流的高精度，同时该数控恒流源体积小，便于携带且成本低。
值得注意的是，上述数控恒流源的实施例中，所包括的各个模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种数控恒流源，包括输入模块和恒流输出模块，其特征在于，还包括单片机控制模块、数模转换模块、电压反馈模块和模数转换模块，其中，输入模块的输出端与单片机控制模块的第一输入端相连，单片机控制模块的第一输出端与数模转换模块的输入端相连，数模转换模块的输出端与恒流输出模块的输入端相连，恒流输出模块的第一输出端与电压反馈模块的输入端相连，电压反馈模块的输出端与模数转换模块的输入端相连，模数转换模块的输出端与单片机控制模块的第二输入端相连，恒流输出模块的第二输出端输出恒定电流，所述恒定电流的值与输入模块的输入端输入的电流值相等。
2.根据权利要求1所述的数控恒流源，其特征在于，所述电压反馈模块，用于反馈通过恒流输出模块的第二输出端输出的恒定电流时特定器件的电压。
3.根据权利要求2所述的数控恒流源，其特征在于，所述特定器件包括电阻、电容或电感。
4.根据权利要求2所述的数控恒流源，其特征在于，所述单片机控制模块，用于通过所述模数转换模块的输入端输入的特定器件的电压计算出通过所述特定电压的电流值，并将计算出的通过所述特定电压的电流值与输入模块的输入端输入的电流值进行比较，若通过所述特定电压的电流值与输入模块的输入端输入的电流值不相等，则重新调整所述单片机控制模块的第一输出端输出给所述数模转换模块的输入端的值。
5.根据权利要求4所述的数控恒流源，其特征在于，所述单片机控制模块，还用于若通过所述特定电压的电流值与输入模块的输入端输入的电流值不相等，则发出警报音，并中断所述单片机控制模块的输出。
6.根据权利要求4所述的数控恒流源，其特征在于，所述单片机控制模块，还用于若通过所述特定电压的电流值与输入模块的输入端输入的电流值之间的差值超过特定值，则发出警报音，并中断所述单片机控制模块的输出。
7.根据权利要求4所述的数控恒流源，其特征在于，还包括显示模块，所述显示模块的输入端与单片机控制模块的第二输出端相连，所述显示模块用于显示输入模块的输入端输入的电流数、模数转换模块的输入端输入的电压值或所述单片机控制模块计算出的通过所述特定电压的电流值。
8.根据权利要求1-7任一项所述的数控恒流源，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块的输出端与单片机控制模块的第三输入端相连。
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