CN207992858U - 可调电流源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了一种可调电流源，其包括单片机控制电路、DA转换电路、运算负反馈电路、电流采集电路、过流保护电路、显示电路和按键电路，其中，单片机控制电路为主控制模块，用户可以通过按键电路向单片机控制电路设置输出电流，单片机控制电路得到命令后通过DA转换电路输出模拟量控制运算负反馈电路，电流输出范围能在0～1A之间，0.01A步进，电流采集电路采集输出电流值并通过显示电路显示，过流保护电路用于提供负载过流保护。本实用新型的可调电流源的整体电路结构简洁，可通过按键调压，而且精度较高，使用方便，同时也具备采集和过流保护功能，功能多样化智能化。
Description
技术领域
本实用新型的实施例涉及一种可调电流源。
背景技术
电流源是电子电路中不可缺少的驱动装置，目前所使用的直流可调电源中，几乎都为旋钮开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种电路设计简洁，通过按键调压，而且精度较高，使用方便的可调电流源。
为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种可调电流源，包括单片机控制电路、DA转换电路、运算负反馈电路、电流采集电路、过流保护电路、显示电路和按键电路；其中，单片机控制电路包括单片机及其外围电路，单片机分别与电流采集电路、过流保护电路、显示电路和按键电路耦合；DA转换电路用于将单片机输出的数字信号转换为模拟信号，并送给运算负反馈电路；运算负反馈电路用于扩流，其包括LM358型第一运放和NPN型三极管，该第一运放的同向端连接DA转换电路的输出端，反相端连接三极管发射极，输出端连接三极管基极；电流采集电路用于采集运算负反馈电路输出电流，并送给单片机和过流保护电路；过流保护电路包括OP07型第三运放、可调电流电路和报警电路，该第三运放反相端与电流采集电路输出端耦合，同相端与可调电流电路耦合，输出端与报警电路耦合，可调电流电路用于调节过流的参考设定值；显示电路用于显示电流采集电路采集到的电流值；按键电路用于对参数进行设定，输入给定电流值及确认。
此外，本实用新型还提供如下附属技术方案：
单片机的型号为STC89C52，其外围电路包括复位电路和晶体振荡电路。
DA转换电路包括TLC5615型数模转换器，其1、2、3脚分别与单片机P3口耦合，其第7脚与第一运放同相端耦合并输出DA转化值，其第6脚为基准电压源，耦合有TL431型可控精密稳压源，该稳压源的第2脚与单片机P2口耦合并输出2.5V电压。
电流采集电路包括OP07型第二运放，该第二运放同相端与运算负反馈电路的三极管的发射极耦合，反相端通过一电阻后接地，输出端与单片机P1口和第三运放的反相端耦合。
过流保护电路的可调电流电路包括限流电阻、电位器、以及与电位器并联的二极管，电位器的可调端与第三运放的同相端耦合。
报警电路包括光电传感器、限流二极管和蜂鸣器，光电传感器的发光二极管的阴极与第二运放输出端耦合，阳极与DA转换电路耦合。
显示电路包括1602型LCD显示器。
按键电路包括用于确认的第一按键、用于增加输出电流值的第二按键、以及用于减少输出电流值的第三按键。
相比于现有技术，本实用新型的可调电流源的优势在于：其包括单片机控制电路、DA转换电路、运算负反馈电路、电流采集电路、过流保护电路、显示电路和按键电路，其中，单片机控制电路为主控制模块，用户可以通过按键电路向单片机控制电路设置输出电流，单片机控制电路得到命令后通过DA转换电路输出模拟量控制运算负反馈电路，电流输出范围能在0～1A之间，0.01A步进，电流采集电路采集输出电流值并通过显示电路显示，过流保护电路用于提供负载过流保护。本实用新型的可调电流源的整体电路结构简洁，可通过按键调压，而且精度较高，使用方便，同时也具备采集和过流保护功能，功能多样化智能化。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术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涉及本实用新型的一些实施例，并非对本实用新型的限制。
图1是本发明较佳实施例的可调电流源的单片机控制电路、DA转换电路、显示电路和按键电路的电路图。
图2是本发明较佳实施例的可调电流源的运算负反馈电路、电流采集电路和过流保护电路的电路图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型技术方案作进一步非限制性的详细描述。
见图1和图2，本实施例的可调电流源包括单片机控制电路、DA转换电路、运算负反馈电路、电流采集电路、过流保护电路、显示电路和按键电路。
单片机控制电路包括型号为STC89C52的单片机U6，在单片机外围的复位电路和晶体振荡电路。复位电路由电容C12、电阻R1和按键SW1组成，高电平复位。晶体振荡电路由电容C13、电容C14、晶振Y1组成，晶振Y1的频率为12MHz。
按键电路使用的是多位独立按键，按键一端接IO口，一端接地，由于单片机的IO口都有内部上拉，因此当按键没有按下的时候，IO检测到的时候高电平，当按键按下的时候，相当于IO短接地，因此这时候单片机检测到的电平为低电平，通过检测不同时刻的IO口状态就可以判断按下的是那个按键。本实施例的按键电路包括3个按键，分别具有以下功能：第一按键用于确认、第二按键用于增加输出电流值、第三按键用于减少输出电流值。
DA转换电路包括型号为TLC5615的数模转换器U5，其1、2、3脚分别与单片机的P3.7、P3.6、P3.5口耦合，其第7脚与运算负反馈电路耦合并输出DA转化值，其第6脚为基准电压源，耦合有TL431型可控精密稳压源，该稳压源的第2脚与单片机P2口耦合并输出2.5V电压。通过按键电路改变单片机输出给U5的电压，然后U5的第7脚输出电压又改变运算负反馈电路的输出电流值。
运算负反馈电路用于扩流，其包括第一运放U1A和三极管T2，第一运放U1A的型号为LM358，三极管T2的型号为IFR540N。U1A的同向端连接U5第7脚，接收U5输出的DA转换值，反相端连接三极管T2发射极，输出端连接三极管T2基极，三极管T2的集电极接负载，三极管T2的发射极还通过电阻R1接地。U1A与T2构成负反馈，所以U1A的第2脚电压和第3脚电压值相等，流过T2发射极的电流也为流过电阻R1的电流，数值上等于U1A第3脚的电压值除以R1的阻值；当然该电流也等于流过负载的电流，该负载上的电流和负载阻抗无关，所以通过单片机调节U5的输出电压值，就可以调节负载的电流值。
电流采集电路和过流保护电路主要是判断负载电流值是否超过设定值，当发生电路短路或者过流的情况，断开输出电路，达到保护电路目的。电流采集电路包括第二运放U2，该第二运放U2的型号为OP07，U2的同相端与通过一电阻R4后与三极管T2的发射极耦合，反相端通过一电阻R5后接地，输出端分别与单片机P1.6口和过流保护电路耦合。过流保护电路包括第三运放U3、可调电流电路和报警电路,可调电流电路包括限流电阻R7、电位器RT3以及二极管D1,报警电路包括光电传感器U4、限流二极管R8和蜂鸣器LS。U3的型号为OP07，U3反相端与U2输出端耦合，U3同相端与电位器RT3的可调端耦合，U3输出端与光电传感器U4耦合。
U2工作在放大状态，U3为比较器。U2第3脚对负载电流进行采样，该电路的电流采样值在数值上等于R1的端电压。U2的增益为(1+R6/R5)，所以可以计算出U2第6脚的电压值。当负载电流超过设定值时，U2第6脚电压相应地超过某一个与之对应的电压值，该值与U3的第3脚电压值比较，当比较器U3的第2脚电压值高于第3脚的给定值时，U3第6脚输出低电平，此时U4导通，蜂鸣器报警。过流的参考设定值由电位器RT3、二极管D1、电阻R7组成，调节RT3就可以调节U3的第3脚的电压值，也就可以调节过流保护的电流值。
显示电路包括1602型LCD显示器，用于显示电流采集电路反馈给单片机的采样电流值。单片机U6的P2口作为数据线，用P3.2、P3.1、P3.0分别作为LCD的E、R/W、RS，其中E是下降沿触发的片选信号，R/W是读写信号，RS是寄存器选择信号，本显示电路设计要点如下：显示模块初始化：首先清屏，再设置接口数据位为8位，显示行数为1行，字型为5×7点阵，然后设置为整体显示，取消光标和字体闪烁,最后设置为正向增量方式且不移位。向LCD的显示缓冲区中送字符，程序中采用2个字符数组，一个显示字符，另一个显示电压数据，要显示的字符或数据被送到相应的数组中，完成后再统一显示.首先取一个要显示的字符或数据送到LCD的显示缓冲区，程序延时2.5ms,判断是否够显示的个数，不够则地址加一取下一个要显示的字符或数据。在显示电路和单片机U6之间还连接有排阻P2作为上拉电阻。
需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种可调电流源，其特征在于：其包括单片机控制电路、DA转换电路、运算负反馈电路、电流采集电路、过流保护电路、显示电路和按键电路；其中，
单片机控制电路包括单片机及其外围电路，单片机分别与电流采集电路、过流保护电路、显示电路和按键电路耦合；
DA转换电路用于将单片机输出的数字信号转换为模拟信号，并送给运算负反馈电路；
运算负反馈电路用于扩流，其包括LM358型第一运放和NPN型三极管，该第一运放的同向端连接DA转换电路的输出端，反相端连接三极管发射极，输出端连接三极管基极；
电流采集电路用于采集运算负反馈电路输出电流，并送给单片机和过流保护电路；
过流保护电路包括OP07型第三运放、可调电流电路和报警电路，该第三运放反相端与电流采集电路输出端耦合，同相端与可调电流电路耦合，输出端与报警电路耦合，可调电流电路用于调节过流的参考设定值；
显示电路用于显示电流采集电路采集到的电流值；
按键电路用于对参数进行设定，输入给定电流值及确认。
2.根据权利要求1所述的可调电流源，其特征在于：所述单片机的型号为STC89C52，其外围电路包括复位电路和晶体振荡电路。
3.根据权利要求1所述的可调电流源，其特征在于：所述DA转换电路包括TLC5615型数模转换器，其1、2、3脚分别与单片机P3口耦合，其第7脚与第一运放同相端耦合并输出DA转化值，其第6脚为基准电压源，耦合有TL431型可控精密稳压源，该稳压源的第2脚与单片机P2口耦合并输出2.5V电压。
4.根据权利要求1所述的可调电流源，其特征在于：所述电流采集电路包括OP07型第二运放，该第二运放同相端与运算负反馈电路的三极管的发射极耦合，反相端通过一电阻后接地，输出端与单片机P1口和第三运放的反相端耦合。
5.根据权利要求1所述的可调电流源，其特征在于：所述过流保护电路的可调电流电路包括限流电阻、电位器、以及与电位器并联的二极管，电位器的可调端与第三运放的同相端耦合。
6.根据权利要求1所述的可调电流源，其特征在于：所述报警电路包括光电传感器、限流二极管和蜂鸣器，光电传感器的发光二极管的阴极与第二运放输出端耦合，阳极与DA转换电路耦合。
7.根据权利要求1所述的可调电流源，其特征在于：所述显示电路包括1602型LCD显示器。
8.根据权利要求1所述的可调电流源，其特征在于：所述按键电路包括用于确认的第一按键、用于增加输出电流值的第二按键、以及用于减少输出电流值的第三按键。
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Cited By (1)
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| CN109473957A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-03-15 | 南宁职业技术学院 | 电流阱电路 |
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