CN203561908U - 数控直流电流源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种数控直流电流源，它包括降压整流滤波电路（1）、三端集成稳压电路（2）、负载电路（10）、D/A转换电路（8）与数码显示电路（7），其特征是：它还设置着恒流源电路（3）、比较电路（4）、键盘（5）、数控电路（6）、数码显示电路（7）与给定电路（9）；降压整流滤波电路（1）与三端集成稳压电路（2）及恒流源电路（3）组成电源电路，恒流源电路（3）的输出端连接着输出电路（10）；键盘（5）与数控电路（6）的输入端连接，数控电路（6）的输出端连接着数码显示电路（7）与D/A转换电路（8）。D/A转换电路（8）的输出端与比较电路（4）连接，比较电路（4）的输出端与恒流源电路（3）的同相输入端连接。本实用新型输出电流稳定。

Description

数控直流电流源

技术领域

本实用新型涉及一种数控直流电流源。

技术背景

      现有的数控直流电流源主要由整流滤波电路、调整管、过流保护、误差放大、D/A转换、二进制计数器、十进制计数器、数码显示与时钟控制器组成。所用的调整管，主要使用一套双计数器完成系统的控制功能，其中二进制计数器的输出经过D/A转换后去控制误差放大的基准电压，以控制输出步进。十进制计数器通过译码后驱动数码管显示输出电流值，为了使系统工作正常，必须保证双计数器同步工作，此系统使用灵活性不高，得到的电流不稳定。

发明内容

为了克服现有数控直流电流源的上述不足之处，本实用新型提供一种输出电流稳定的数控直流电流源。

本实用新型的构思是采用FPGA控制电路，完成基本的键盘输入、自动扫描、电压步进、预制电流，数码显示等功能。FPGA将数据发送给DAC1210完成D/A转换，后级输出电路。FPGA综合了键盘扫描、＋/－识别、BCD转二进制电路，使得本设计原理结构较简单。

本数控直流电流源包括降压整流滤波电路1、三端集成稳压电路2、负载电路10、D/A转换电路8与数码显示电路7。还设置着恒流源电路3、比较电路4、键盘5、数控电路6、数码显示电路7与给定电路9。降压整流滤波电路1的输出端与三端集成稳压电路2的输入端连接，三端集成稳压电路2的输出端与恒流源电路3的输入端连接，恒流源电路3的输出端连接着负载电路10。键盘5的输出端与数控电路6的输入端连接，数控电路6的数码显示输出端连接着数码显示电路7，数控电路6的数字量输出端与D/A转换电路8的输入端连接，D/A转换电路8的参考电压管脚与给定电路9连接，D/A转换电路8的输出端与比较电路4连接，比较电路4的输出端与恒流源电路3的同相输入端连接。

降压整流滤波电路1主要由变压器T与桥式整流电路D及滤波用滤波电解电容器E1组成，三端集成稳压电路2主要由78H15三端稳压管及改善负载瞬态响应电解电容E2构成，三端集成稳压电路2的电压输出端输给恒流源电路3正15V电压。恒流源电路3主要由运算放大器4558与三极管8050及三极管2SC2625构成。运算放大器4558的第八引脚接正12V电压，第四引脚接负12V，第七引脚与三极管8050的基极连接，三极管8050的发射极与三极管2SC2625的基极连接，三极管8050的集电极与三极管2SC2625集电极并连接作为恒流源电路3的电压输入端。三极管2SC2625的发射极作为恒流源电路3的输出端（正输出端）与负载电路10的一端连接。运算放大器4558的第六引脚经采样电阻器R1与共用地线连接，并且第六引脚作为恒流源电路3的输入端（反相输入端）与负载电路10的另一端连接。负载电路10连接着可变电阻器RL，可变电阻器RL用于模拟负载。运算放大器4558的第五引脚作为恒流源电路3的信号输入端。

数控电路6由集成电路芯片FPGA构成，键盘5的第一至第六按键开关与数控电路6的第一至第六引脚连接，数控电路6的第七至第十七引脚与数码显示电路7连接。数码显示电路7由四个共阴极数码管组成。四个共阴极数码管分别显示个位、十位、百位与千位。

数控电路6的第十八引脚与共用地线连接。数控电路6的第三十一引脚与正12V连接。

D/A转换电路8由集成电路芯片DAC1210构成，数控电路6的第十九引脚至第二十四引脚分别与D/A转换电路8的第十五至第二十引脚连接，数控电路6的第二十五至第三十引脚分别与D/A转换电路8的第四至第九引脚连接，D/A转换电路8的第一和第二引脚及第三引脚与共用地线连接。第二十一引脚和第二十二引脚与键盘5的第七按键开关连接。第二十三引脚和第二十四引脚与正12V连接。第十引脚与给定电路9的电压调节电阻器RD的滑动键连接。

比较电路4由另一个运算放大器4558构成，D/A转换电路8的第十三和第十四引脚分别与比较电路4的第二引脚及第三引脚连接，比较电路4的第八引脚与正12V连接，第四引脚与负12V连接，第一引脚和D/A转换电路8的内部电阻反馈端与第十一引脚并联作为比较电路4的信号输出端与恒流源电路3的信号输入端连接。

给定电路9由电压调节电阻器RD构成，电压调节电阻器RD的一端与共用地线连接，另一端与正12V连接。

本数控直流电流源的数控电路6通过向D/A转换电路8送不同的控制信号来实现对输出电流的调控。降压整流滤波电路1与三端集成稳压电路2为恒流源电路3提供可靠稳定的直流电压。恒流源电路3以由D/A转换电路8经比较电路4送来的电压为基准电压向负载电路10输出相应的稳定直流电流。通过键盘5输入，数控电路6改变了向D/A转换电路8输送的控制信号，就可以得到不同的基准电压Vj，从而能够实现对负载电路10的电流大小的控制。

本实用新型的有益效果： 

1、本数控直流电流源是弱电信号控制强电流，输出电流稳定，避免因电源波动引起负载死机或误动作，有利于提高设备的整体性能，操作安全；

2、具有开机置零功能，键盘操作灵活有效，能随机设置在量程范围内的电流值和实现清零功能；

3、数码管能稳定清晰正确地显示所设置的电流值；

4、具有“＋”、“－”步进调整功能，步进≤10 mA；

5、结构简单，易于维护。

附图说明

图1是本实用新型的实施例的电路方框图。

     图2是本实用新型的实施例的电路图。

 上述图中

1—降压整流滤波电路      2—三端集成稳压电路     3—恒流源电路

4—比较电路      5—键盘     6—数控电路     7—数码显示电路

8—D/A转换电路      9—给定电路    10—负载电路   R1—采样电阻器

RD—电压调节电阻器     RL—可变电阻器       E1—滤波电解电容器

E2—改善负载瞬态响应电解电容      C1—滤波电容器

C2—改善负载瞬态响应电容          T—变压器      D—桥式整流电路。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图说明本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的具体实施方式不局限于下述的实施例。

      实施例

本实施例的电路方框图见图1，它包括降压整流滤波电路1、三端集成稳压电路2、负载电路10、D/A转换电路8与数码显示电路7。本实施例还设置着恒流源电路3、比较电路4、键盘5、数控电路6、数码显示电路7与给定电路9。降压整流滤波电路1的输出端与三端集成稳压电路2的输入端连接，三端集成稳压电路2的输出端与恒流源电路3的输入端连接，恒流源电路3的输出端连接着负载电路10。键盘5的输出端与数控电路6的输入端连接，数控电路6的数码显示输出端连接着数码显示电路7，数控电路6的数字量输出端与D/A转换电路8的输入端连接，D/A转换电路8的参考电压管脚与给定电路9连接， D/A转换电路8的输出端与比较电路4连接，比较电路4的输出端与恒流源电路3的同相输入端连接。

数控电路6通过向D/A转换电路8送不同的控制信号来实现对输出电流的调控。降压整流滤波电路1与三端集成稳压电路2为恒流源电路3提供可靠稳定的直流电压。恒流源电路3以由D/A转换电路8经比较电路4送来的电压为基准电压向负载电路10输出相应的稳定直流电流。通过键盘5输入，数控电路6改变了向D/A转换电路8输送的控制信号，就可以得到不同的基准电压Vj，从而能够实现对负载电路10的电流大小的控制。

本实施例的电路图见图2，由图2详细说明电路方框图1的连接关系。降压整流滤波电路1主要由变压器T与桥式整流电路D及滤波用滤波电解电容器E1组成，三端集成稳压电路2主要由78H15三端稳压管及改善负载瞬态响应电解电容E2构成，三端集成稳压电路2的电压输出端输给恒流源电路3正15V电压。恒流源电路3主要由运算放大器4558与三极管8050及三极管2SC2625构成。运算放大器4558的第八引脚接正12V电压，第四引脚接负12V，第七引脚与三极管8050的基极连接，三极管8050的发射极与三极管2SC2625的基极连接，三极管8050的集电极与三极管2SC2625集电极并连接作为恒流源电路3的电压输入端。三极管2SC2625的发射极作为恒流源电路3的输出端（正输出端）与负载电路10的一端连接。运算放大器4558的第六引脚经采样电阻器R1与共用地线连接，并且第六引脚作为恒流源电路3的输入端（反相输入端）与负载电路10的另一端连接。负载电路10连接着可变电阻器RL，可变电阻器RL用于模拟负载。运算放大器4558的第五引脚作为恒流源电路3的信号输入端。

数控电路6由集成电路芯片FPGA构成，键盘5的第一至第六按键开关与数控电路6的第一至第六引脚连接，数控电路6的第七至第十七引脚与数码显示电路7连接。数码显示电路7由四个共阴极数码管组成。四个共阴极数码管分别显示个位、十位、百位与千位。

数控电路6的第十八引脚与共用地线连接。数控电路6的第三十一引脚与正12V连接。

D/A转换电路8由集成电路芯片DAC1210构成，数控电路6的第十九引脚至第二十四引脚分别与D/A转换电路8的第十五至第二十引脚连接，数控电路6的第二十五至第三十引脚分别与D/A转换电路8的第四至第九引脚连接，D/A转换电路8的第一和第二引脚及第三引脚与共用地线连接。第二十一引脚和第二十二引脚与键盘5的第七按键开关连接。第二十三引脚和第二十四引脚与正12V连接。第十引脚与给定电路9的电压调节电阻器RD的滑动键连接。

比较电路4由另一个运算放大器4558构成，D/A转换电路8的第十三和第十四引脚分别与比较电路4的第二引脚及第三引脚连接，比较电路4的第八引脚与正12V连接，第四引脚与负12V连接，第一引脚和D/A转换电路8的内部电阻反馈端与第十一引脚并联作为比较电路4的信号输出端与恒流源电路3的信号输入端连接。

给定电路9由电压调节电阻器RD构成，电压调节电阻器RD的一端与共用地线连接，另一端与正12V连接。

本实施例对电路进行了仿真的功能测试和性能测试，性能指标如下。                                                

Claims (2)

1.一种数控直流电流源，它包括降压整流滤波电路（1）、三端集成稳压电路（2）、负载电路（10）、D/A转换电路（8）与数码显示电路（7）；还设置着恒流源电路（3）、比较电路（4）、键盘（5）、数控电路（6）、数码显示电路（7）与给定电路（9）；降压整流滤波电路（1）的输出端与三端集成稳压电路（2）的输入端连接，三端集成稳压电路（2）的输出端与恒流源电路（3）的输入端连接，恒流源电路（3）的输出端连接着负载电路（10）；键盘（5）的输出端与数控电路（6）的输入端连接，数控电路（6）的数码显示输出端连接着数码显示电路（7），数控电路（6）的数字量输出端与D/A转换电路（8）的输入端连接，D/A转换电路（8）的参考电压管脚与给定电路（9）连接，D/A转换电路（8）的输出端与比较电路（4）连接，比较电路（4）的输出端与恒流源电路（3）的同相输入端连接。

2. 根据权利要求1所述的数控直流电流源，其特征是：所述的降压整流滤波电路（1）主要由变压器（T）与桥式整流电路（D）及滤波用滤波电解电容器（E1）组成，三端集成稳压电路（2）主要由78H15三端稳压管及改善负载瞬态响应电解电容（E2）构成，三端集成稳压电路（2）的电压输出端输给恒流源电路（3）正15V电压；恒流源电路（3）主要由运算放大器4558与三极管8050及三极管2SC2625构成；运算放大器4558的第八引脚接正12V电压，第四引脚接负12V，第七引脚与三极管8050的基极连接，三极管8050的发射极与三极管2SC2625的基极连接，三极管8050的集电极与三极管2SC2625集电极并连接作为恒流源电路（3）的电压输入端；三极管2SC2625的发射极作为恒流源电路（3）的正输出端与负载电路（10）的一端连接；运算放大器4558的第六引脚经采样电阻器（R1）与共用地线连接，并且第六引脚作为恒流源电路（3）的反相输入端与负载电路（10）的另一端连接；负载电路（10）连接着可变电阻器（RL），可变电阻器（RL）用于模拟负载；运算放大器4558的第五引脚作为恒流源电路（3）的信号输入端；

数控电路（6）由集成电路芯片FPGA构成，键盘（5）的第一至第六按键开关与数控电路（6）的第一至第六引脚连接，数控电路（6）的第七至第十七引脚与数码显示电路（7）连接；数码显示电路（7）由四个共阴极数码管组成；四个共阴极数码管分别显示个位、十位、百位与千位；

数控电路（6）的第十八引脚与共用地线连接，数控电路（6）的第三十一引脚与正12V连接；

D/A转换电路（8）由集成电路芯片DAC1210构成，数控电路（6）的第十九引脚至第二十四引脚分别与D/A转换电路（8）的第十五至第二十引脚连接，数控电路（6）的第二十五至第三十引脚分别与D/A转换电路（8）的第四至第九引脚连接，D/A转换电路（8）的第一和第二引脚及第三引脚与共用地线连接；第二十一引脚和第二十二引脚与键盘（5）的第七按键开关连接；第二十三引脚和第二十四引脚与正12V连接；第十引脚与给定电路（9）的电压调节电阻器（RD）的滑动键连接；

比较电路（4）由另一个运算放大器4558构成，D/A转换电路（8）的第十三和第十四引脚分别与比较电路（4）的第二引脚及第三引脚连接，比较电路（4）的第八引脚与正12V连接，第四引脚与负12V连接，第一引脚和D/A转换电路（8）的内部电阻反馈端与第十一引脚并联作为比较电路（4）的信号输出端与恒流源电路（3）的信号输入端连接；

给定电路（9）由电压调节电阻器（RD）构成，电压调节电阻器（RD）的一端与共用地线连接，另一端与正12V连接。

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