数控电流源论文简介.doc

数字控制电流源摘要本设计是以直流恒流源为核心，AT89C52单片机为系统控制器，通过键盘来步进调整电流源的输出电流，步进电流10mA,并且有LCD直观显示输出电流值。该系统由控制器输出数字量，经TLV5618模数转换之后，输出模拟电压，经过运算放大器隔离放大之后，控制大功率达林顿管2SC4596的基准电压，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电流。另外，单片机还同时对输出电流进行实时监控。电流源的输出电流经过热稳定较好的采样电阻后，完成了电流/电压转换。采样电阻上的电压通过AD7705完成模/数转换，再由单片机分析处理。通过该反馈环节，可以使电流源的输出电流更加稳定，以形成稳定的压控电流源关键词： AT89C52 ；TLV5618；AD7705；2SC4596；恒流源AbstractIn the system the DC current source is the centre, and AT89C52 version single chip microcomputer is main controller. Output current of DC power can be set by the keyboard which step can reach 10mA, while the value of the current can be displayed by LCD. The digitally programmable signal is made by the central controller, which converted to the analog voltage after the Digital-to-Analog of TLV5618. Then the analog voltage which is isolated and amplified by operational amplifiers, is sent to the base electrode of 2SC4596, and the current of the emitter varies with the change of the bases voltage. Otherwise, the output current can be monitored by the MCU real-timely. The current-to-voltage conversion is completed when the current pass through the sampling resistor whose thermal stability is very well. At the same time, the DAC is achieved by the AD7705 after the phase amplification of the voltage on sampling resistor. And then the MCU will analyse and process the data. The output current can be more stable by the feedback loop so that a stable voltage-controlled constant current power is designed. Keywords:AT89C52；TLV5618；AD7705；2SC4596；Constent current power一 、引言随着电子技术、单片机技术的快速发展，基于单片机的微处理器的应用越来越广泛。数字电路应用领域的扩展，现今社会，产品智能化、数字化已成为人们追求的一种趋势，设备的性能，价格，发展空间备受人们的关注，尤其对电子设备的精密度和稳定度最为关注。性能好的电子设备，首先离不开稳定的电源，电源稳定度越高，设备和外围条件越优越，那么设备的寿命更长。基于此，人们岁数控电流器件的需求越来越迫切。当今社会，数控恒压技术已经很成熟，但是恒流方面特别是数控恒流技术的才刚刚起步有待发展，高性能的数控横流器件的开发和应用存在巨大地发展空间，因此通过数控制流源的设计对于厂商乃至我国的数控直流源产业有着重要意义。二、系统设计本设计中采用AT89C52控制核心的单片机系统，控制D/A转换芯片TLV5618，将电流步进值或设定值经D/A转换后驱动恒流源电路，电流步进值和设定值可以通过单片机最小系统的键盘来完成，输出电流值由LCD液晶显示出来。输出电流经过采样电阻后完成I/V转换，再由运算放大器实现隔离放大。模数转换芯片AD7705对处理后的采样电压进行模数转换，将转换后的数据反馈至单片机。这样可以使输出电流更加稳定。 AT89C52 D/A转换A/D转换稳压电路键盘输入LCD显示电流采样V/I转换负载图2.1 系统原理方框图三、V/I转换电路设计恒流源电路的设计是本设计硬件设计的核心，它是用电压控制电流的变化。为了能产生恒定的电流，我们采用电压闭环反馈控制。恒流源电路如图所示，该电路由运算放大器、大功率达林顿管、采样电阻Rf等组成。在V/I转换电路中的输出回路中引入一个反馈电阻Rf，输出电流I0经反馈电阻Rf得到一个反馈电压Vf，Vf=V11-V12，通过R8，R9加到运算放大器的两个输入端。设运放的同向端和反向端的电压为V3，V2。该部分的输入电压为Vi（由TLV5618的4引脚输出）。又理想运放两端的输入电流i3,i2约等于零，且V3V2，则有：V2= (4-1)即： (4-2)由于V12=V11-Vf，则： (4-3)若令：R6=R7=10K,R8-R9=1K,则有： Vf=ViR9/R7 (4-4)略去反馈回路的电流，则： I0=Vf/Rf=Vi/10Rf (4-5)可见，输出电流的标定由D/A转换的输出电压Vi和Rf的阻值决定，成线性变换。图3.1 主电路硬件接线图晶体管T1、T2、T3选用2SC4596，耐压60v,最大电流5A，最大功率25w,能够较好的满足题目设计的要求。Rf采用大线径康铜丝制作，其温度系数很小，大线径可使其温度影响减至最小，此处选用的是0.5W的大功率精密电阻。 设计中精密运放采用四运放集成芯片LM324.三、程序设计单片机的主程序包括A/D采样子程序、D/A输出(给定电流)子程序、键盘显示程序等。A/D采样子程序主要采集电路中的电流信号，再通过单片机运算并显示当前的电流大小。D/A输出程序将用户设定的恒流源转换为模拟信号。键盘与程序用LCD动态显示数据信息，在一个主程序周期中扫描检测一次键盘，查看是否有有效的按键按下，再根据按键的状态做出相应的处理。4-1主流程图设计参考文献1.王俊峰 理工科学生怎样做好毕业设计M 北京：电子工业出版社出版，2004,82.朱善军 单片机接口技术及应用M 北京：北京航天航空大学出版社出版，20