CN111007912A - 一种压控恒流源装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高精度线性压控恒流源装置，支持数字信号IIC输入和0~5VDC模拟量信号输入，控制范围连续可调，DA精度16bit，最大能够提供四路输出恒流源，每路恒流源可以分别控制，从信号输入到稳定恒流源输出时间小于100uS，线性度好，控制误差小于1%。本发明的有益效果为：提供一种压控恒流源装置，具有线性度高、精度高、动态响应好、成本低、模块化、集成度高、易于操作等优点，能够满足工业控制和智能硬件等领域产品性能要求。如用于比例阀门的控制，能够提供线性的压控恒流源，保证了控制的稳定和高精度。
Description
技术领域
本发明涉及智能硬件技术领域，尤其是一种具有能够将数字信号或模拟信号输入转变成线性恒流源的装置。
本发明涉及恒流源技术领域，尤其是一种具有能够将电压信号转变成电流信号的装置。
背景技术
随着机器人技术和自动化技术的发展，在实际控制中经常会使用到恒流源，对恒流源要求具有数据接口、实时响应、线性好、精度高、连续可调等功能。而现有的恒流源，大多不具备上述功能，对线性度和精度低在根源上就造成控制不准，一般不具备数字接口，其他设备与之相连接需要转成模拟量输入，大大增加的系统的成本和复杂度，不具备连续可调的功能，无法进行DA控制，等等；具有线性度差、精度低、滞后性、成本高、不易操作等缺点。
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种高精度线性压控恒流源装置，支持数字信号I输入和模拟量信号输入，控制范围内连续可调，DA转换精度高，能够提供多路输出恒流源，每路恒流源可以分别控制，从信号输入到稳定输出时间小，具有线性度高、精度高、动态响应好、成本低、集成度高、易于操作等优点。
为解决上述问题，提供一种高精度线性压控恒流源装置，支持数字信号IIC输入和0~5VDC模拟量信号输入，控制范围连续可调，DA精度16bit，最大能够提供四路输出恒流源，每路恒流源可以分别控制，从信号输入到稳定恒流源输出时间小于100uS，线性度好，控制误差小于1%，具有线性度高、精度高、动态响应好、成本低、集成度高、易于操作等优点，能够满足工业控制和智能硬件等领域产品性能要求。
本发明支持IIC接口输入，从模式，时钟频率3.4MHZ/400KHZ/100KHZ可选，能够支持不同速度的IIC接口。
本发明支持0~5VDC模拟量输入，通过开关选择模拟量输入还是DA转换输入，能够满足不同应用场景的要求。
本发明支持输入连续可调，范围为0~600mA(可扩展)，通过改变数字量输入或模拟量输入，得出对应的恒流输出。
本发明具有动态响应时间短特点，信号输入到建立稳态输出时间小于100uS。
本发明具有控制误差小和产品一致性好的特点，整个工作范围内控制误差小于1%。
优选的，具有DA芯片电路、DA数据处理电路、电流检测信号放大电路、信号调理电路、调整电路、电源电路。
优选的，DA芯片电路，包括由一路IIC输入接口、DA芯片、四路DA输出信号组成。
优选的，DA数据处理电路，包括由DA数据处理电路一、DA数据处理电路二、DA数据处理电路三、DA数据处理电路四组成。
优选的，电流检测信号放大电路，包括由电流检测信号放大电路一、电流检测信号放大电路二、电流检测信号放大电路三、电流检测信号放大电路四组成。
优选的，信号调理电路，共有四路，每路包括信号输入选择开关、信号调理器、模拟量（0~5VDC）、DA数据处理信号输出、控制信号输出组成。
优选的，调整电路，共有四路，每路包括输出调整放大器、信号调理电路的控制信号输出、恒流源输出组成。
本发明的有益效果为：提供一种压控恒流源装置，支持数字信号IIC输入和0~5VDC模拟量信号输入，控制范围连续可调，DA精度16bit，最大能够提供四路输出恒流源，每路恒流源可以分别控制，从信号输入到稳定恒流源输出时间小于100uS，线性度好，控制误差小于1%，具有线性度高、精度高、动态响应好、成本低、模块化、集成度高、易于操作等优点，能够满足工业控制和智能硬件等领域产品性能要求。如用于比例阀门的控制，能够提供线性的压控恒流源，保证了控制的稳定和高精度。
附图说明
图1是本发明装置的摘要附图。
图4是本发明装置的DA芯片电路。
图2是本发明装置的DA信号处理二电路。
图3是本发明装置的电流检测信号放大二电路。
图5是本发明装置的主调整电路二。
具体实施方式
如图1所示，一种具有压控恒流源装置，包括传DA芯片电路、DA数据处理电路、电流检测信号放大电路、电流检测传感器、信号调理电路、模拟量输入、调整电路组成。其中DA芯片电路通过IIC接口与外部设备连接，DA芯片电路产生四路输出DA电压信号通过分别与DA信号处理电路连接，DA信号处理电路输出和模拟量输入通过信号输入选择开关接信号调理电路，信号调理电路输出接调整电路控制信号，电流检测信号经过电流检测放大电路分别接各自信号调理电路，这样，实现了一个反馈回路，能够保证快速且稳定地提供一个线性恒流源，实现对设备的精准控制。
如图2所示，外部输入IIC信号SDA、SCL分别接DA芯片U5的13、14脚，DA芯片对信号进行处理后，在U5的4、11、5、10产生OUTA、OUTB、OUTC、OUTD四路电源信号，J2、J3是IIC芯片地址选择，J2的2脚（ADDR1）接U5的2脚，J3的2脚（ADDR2）接U5的8脚；R33、C28构成上电复位电路，产生POR信号接U5的6脚。
如图3所示，DA信号处理二电路，包括电阻R22、R23、R24、R25、R26、运放U3A、模拟量输入RW2、信号选择开关SW2，来自U5的11脚经过电阻R22、C24、R23接U3A的3脚，经过运算放大后的信号经过电阻R26至SW2的3脚，RW2的2脚模拟量输入到SW2的1脚，信号选择开关SW2的2脚接信号调理电路二。
如图4所示，电流检测信号放大二电路包括电阻R9、R10、R11、R19、RT2、电容C7、运放U2B组成，来自电流检测二的信号经过电阻R9接运放U2B的5脚，R9、R10、R11、R19、RT2、U2B构成同相比例放大电路，其中R19、RT2实现温度补偿功能，C7防止电路自激，U2B的7脚输出信号经电阻R11送至信号调理电路二。
如图5所示，包括调整电路二、信号调理电路二、电流检测二，其中信号调理电路二包括电阻R5、R15、电容C6、C5、芯片U2A，电流检测二由电阻R16构成，来自信号选择开关2脚的信号经过R5、C6到U2A的3脚，来自电流检测信号放大二电路的信号送至U2A的2脚，两个信号经过比较后，U2A的1脚输出信号经电阻R15、电容C5作为调整电路二的控制信号，电阻R16检测负载电流的信号送至电流检测信号放大二电路。
尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。
Claims (5)
1.一种压控恒流源装置，其特征在于，包括传DA芯片电路、DA数据处理电路、电流检测信号放大电路、电流检测传感器、信号调理电路、模拟量输入、调整电路组成，其中DA芯片电路通过IIC接口与外部设备连接，DA芯片电路产生四路输出DA电压信号通过分别与DA信号处理电路连接，DA信号处理电路输出和模拟量输入通过信号输入选择开关接信号调理电路，信号调理电路输出接调整电路控制信号，电流检测信号经过电流检测放大电路分别接各自信号调理电路，这样，实现了一个反馈回路，能够保证快速且稳定地提供一个线性恒流源，实现对设备的精准控制。
2.如权利要求1所述的一种压控恒流源装置，其特征在于，DA芯片电路，包括由一路IIC输入接口、DA芯片、四路DA输出信号组成。
3.如权利要求1所述的一种压控恒流源装置，其特征在于，电流检测信号放大电路，包括由电流检测信号放大电路一、电流检测信号放大电路二、电流检测信号放大电路三、电流检测信号放大电路四组成。
4.如权利要求1所述的一种压控恒流源装置，其特征在于，信号调理电路，共有四路，每路包括信号输入选择开关、信号调理器、模拟量（0~5VDC）、DA数据处理信号输出、控制信号输出组成。
5.如权利要求1所述的一种压控恒流源装置，其特征在于，调整电路共有四路，每路包括输出调整放大器、信号调理电路的控制信号输出、恒流源输出组成。
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