一种便携式双向恒流源模块制造技术

本发明专利技术的一种双向恒流源电路属于电子技术的技术领域，其结构有电流设置电路(1)、输出控制电路(5)、末级输出电路(6)和第一反馈电路(7)；其特征在于，结构还有减法器电路(2)、PID电路(3)、限流设置电路(4)、第二反馈电路(8)、显示驱动电路(9)和前面板(10)。本发明专利技术采用便携式设计，利用9针D形接口作为输入输出接口，结构紧凑，易于系统集成，电路部分采用双重负反馈结构，具有输出电流稳定高、安全性高、使用场合广泛等特点，还可实现输出电流双向调节。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子技术的
特别涉及一种便携式高稳定度双向恒流源模块。
技术介绍
恒流源在光纤通信、LED照明、激光器驱动等很多场合都有重要的应用，而在某些场合，如激光器驱动中，恒流源的输出电流稳定度至关重要，输出电流的不稳定会影响激光器的寿命以及输出光功率。常用的提高电流稳定性的措施有:1、利用磁饱和电抗器的非线性磁化原理提高稳定性;2、在负载回路中串联大电阻(相对于负载电阻)；3、通过负反馈网络实现电流自动稳定。在这几种方案中，第一种方案受器件本身的影响较大，对稳定度的提高有限；第二种方案由于在负载回路中串联了大电阻，可有效地减小负载电阻的变化对输出电流的影响，但由于负载回路大电阻的存在，使得输出电流很小，一般只能在毫安级，而且大部分功率都降在了大电阻上，也使得效率极低;第三种方案由于负反馈网络本身具有的自动调整功能，可以使输出电流自动稳定，而不受负载变化的影响，因此是目前提高电流稳定度的最有效的方法，但目前已公开的技术中，一般都是采取单一的线性反馈网络，这种方案存在的最大缺点是，一旦反馈网络出现故障，系统将处于开环工作状态，输出电流将急剧增大，很容易损坏负载和电路本身，另一个缺点是使用场合受到限制，只能应用在负载对电流是线性响应的场合，在某些特定场合下，如负载对电流的响应存在延迟或超前的情况，这种基于单一线性反馈网络的恒流源将失去自动稳定的能力。另外目前常见的恒流源装置都是台式仪器，体积大，笨重，不易于系统集成。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺点，提供一种基于双反馈PID控制的便携式高稳定度双向恒流源模块。本专利技术的具体的技术方案是:—种便携式双向恒流源模块，结构有电流设置电路1、输出控制电路5、末级输出电路6和第一反馈电路7;其特征在于，结构还有减法器电路2、PID电路3、限流设置电路4、第二反馈电路8、显示驱动电路9和前面板10;电流设置电路I的输出端和第二反馈电路8的输出端分别与减法器电路2的两个输入端相连，减法器电路2的输出端接PID电路3的输入端，PID电路3的输出端接限流设置电路4的输入端，限流设置电路4的第一个输出端接输出控制电路5的控制输入端，第一反馈电路7的输出端接输出控制电路5的反馈输入端，输出控制电路5的输出端接末级输出电路6的输入端，末级输出电路6的取样电阻输出端同时接第一反馈电路7的输入端和第二反馈电路8的输入端，限流设置电路4的第二个输出端、第三个输出端和第一反馈电路7的输出端分别与显示驱动电路9的三个输入端相连；所述的前面板10的结构包括:9针D形接口 101、上限调节102、下限调节103和输出调节104;所述的9针D形接口 101的I脚、5脚接地，6脚接电源VCC，2脚接电源VEE，7脚和3脚分别接末级输出电路6的端口 CURRENT+和端口 CURRENT-，8脚、4脚、9脚分别接显示驱动电路9的端口 CURRENT_DIS、端口 UMIT_L_DIS、和端口 UMIT_H_DIS;所述的上限调节102和下限调节103分别是限流设置电路4中的电位器W2和电位器W3的调节螺丝;输出调节104是电流设置电路I中的电位器Wl的调节螺丝；所述的电流设置电路I的结构为:电阻Rl的一端接电源VCC，另一端接稳压二极管Dl的阴极和电位器Wl的一端，稳压二极管Dl的阳极接地，电阻R2的一端接电源VEE，另一端接稳压二极管D2的阳极和电位器Wl的另一端，稳压二极管D2的阴极接地，电位器Wl的滑线端接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接运放UlA的同相输入端，运放UlA的反相输入端接电阻R4的一端和电阻R5的一端，电阻R4的另一端接地，电阻R5的另一端接运放UlA的输出端，运放Ul A的正电源端接电源VCC，负电源端接电源VEE，运放Ul A的输出端作为电流设置电路I的输出端，记为端口 M1_0UT，接减法器电路2的端口 M2_IN1，所述的电位器Wl是3296封装的电位器，其调节螺丝位于前面板10上，是输出调节104;所述的减法器电路2的结构为:电阻R6的一端作为减法器电路2的一个输入端，记为端口 M2_IN2，运放UlB的反相输入端接电阻R6的另一端和电阻R9的一端，电阻R9的另一端接运放UlB的输出端，电阻R7的一端作为减法器电路2的另一个输入端，记为端口M2_IN1，运放UlB的同相输入端接电阻R7的另一端和电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，运放UlB的输出端作为减法器电路2的输出端，记为端口 M2_0UT，接PID电路3的端口 M3_IN;所述的PID电路3的结构为:电阻RlO的一端、电阻R17的一端和电阻R14的一端接在一起，作为PID电路3的输入端，记为端口 M3_IN，运放U2A的反相输入端接电阻RlO的另一端和电阻Rll的一端，电阻Rll的另一端接运放U2A的输出端，电阻R12的一端接地，另一端接运放U2A的同相输入端，运放U2A的正电源端接电源VCC，负电源端接电源VEE，运放U2A的输出端接电阻R13的一端，运放U2B的反相输入端接电阻R14的另一端和电容Cl的一端，电容Cl的另一端接运放U2B的输出端，电阻R15的一端接地，另一端接运放U2B的同相输入端，运放U2B的输出端接电阻R16的一端，电阻R17的另一端接电容C2的一端，运放U3A的反相输入端接电容C2的另一端和电阻R18的一端和电容C3的一端，电容C3的另一端和电阻R18的另一端接运放U3A的输出端，电阻R19的一端接地，另一端接运放U3A的同相输入端，运放U3A的正电源端接电源VCC，负电源端接电源VEE，运放U3A的输出端接电阻R20的一端，电阻Rl 3的另一端、电阻R16的另一端和电阻R20的另一端共同接运放U3B的反相输入端，电阻R21的一端接运放U3B的反相输入端，另一端接运放U3B的输出端，电阻R22的一端接运放U3B的同相输入端，另一端接地，运放U3B的输出端作为PID电路3的输出端，记为端口 M3_0UT，接限流设置电路4的端口 M4_IN;所述的限流设置电路4的结构为:电位器W2的一端接地，另一端接电源VCC，滑线端接电阻R24的一端，运放U4B的同相输入端接电阻R24的另一端，反相输入端和输出端之间接电阻R23，输出端接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极接运放U5B的同相输入端，电位器W3的一端接地，另一端接电源VEE，滑线端接电阻R26的一端，运放U4A的同相输入端接电阻R26的另一端，反相输入端和输出端之间接电阻R25，输出端接二极管D4的阳极，二极管D4的阴极接运放U5B的同相输入端，运放U4A的正电源端接电源VCC，负电源端接电源VEE，运放U5B的反相输入端和输出端之间接电阻R28，电阻R27的一端接运放U5B的同相输入端，另一端作为限流设置电路4的输入端，记为端口 M4_IN，运放U5B的输出端作为限流设置电路4的第一个输出端，记为端口 M4_0UTI，接输出控制电路5的端口Μ5_ΙΝ，运放U4B的输出端作为限流设置电路4的第二个输出端，记为端口 M4_0UT2，接显示驱动电路9中的上限显示驱动单元91的信号输入端，运放U4A的输出端作为限流设置电路4的第三个输出端，记为端口 M4_0UT3，接显示驱动电路9中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式双向恒流源模块，结构有电流设置电路(1)、输出控制电路(5)、末级输出电路(6)和第一反馈电路(7)；其特征在于，结构还有减法器电路(2)、PID电路(3)、限流设置电路(4)、第二反馈电路(8)、显示驱动电路(9)和前面板(10)；电流设置电路(1)的输出端和第二反馈电路(8)的输出端分别与减法器电路(2)的两个输入端相连，减法器电路(2)的输出端接PID电路(3)的输入端，PID电路(3)的输出端接限流设置电路(4)的输入端，限流设置电路(4)的第一个输出端接输出控制电路(5)的控制输入端，第一反馈电路(7)的输出端接输出控制电路(5)的反馈输入端，输出控制电路(5)的输出端接末级输出电路(6)的输入端，末级输出电路(6)的取样电阻输出端同时接第一反馈电路(7)的输入端和第二反馈电路(8)的输入端，限流设置电路(4)的第二个输出端、第三个输出端和第一反馈电路(7)的输出端分别与显示驱动电路(9)的三个输入端相连；所述的前面板(10)的结构包括：9针D形接口(101)、上限调节(102)、下限调节(103)和输出调节(104)；所述的9针D形接口(101)的1脚、5脚接地，6脚接电源VCC，2脚接电源VEE，7脚和3脚分别接末级输出电路6的端口CURRENT+和端口CURRENT‑，8脚、4脚、9脚分别接显示驱动电路9的端口CURRENT_DIS、端口LIMIT_L_DIS、和端口LIMIT_H_DIS；所述的上限调节(102)和下限调节(103)分别是限流设置电路(4)中的电位器W2和电位器W3的调节螺丝；输出调节104是电流设置电路(1)中的电位器W1的调节螺丝；所述的电流设置电路(1)的结构为：电阻R1的一端接电源VCC，另一端接稳压二极管D1的阴极和电位器W1的一端，稳压二极管D1的阳极接地，电阻R2的一端接电源VEE，另一端接稳压二极管D2的阳极和电位器W1的另一端，稳压二极管D2的阴极接地，电位器W1的滑线端接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接运放U1A的同相输入端，运放U1A的反相输入端接电阻R4的一端和电阻R5的一端，电阻R4的另一端接地，电阻R5的另一端接运放U1A的输出端，运放U1A的正电源端接电源VCC，负电源端接电源VEE，运放U1A的输出端作为电流设置电路(1)的输出端，记为端口M1_OUT，接减法器电路(2)的端口M2_IN1，所述的电位器W1是3296封装的电位器，其调节螺丝位于前面板(10)上，是输出调节(104)；所述的减法器电路(2)的结构为：电阻R6的一端作为减法器电路(2)的一个输入端，记为端口M2_IN2，运放U1B的反相输入端接电阻R6的另一端和电阻R9的一端，电阻R9的另一端接运放U1B的输出端，电阻R7的一端作为减法器电路(2)的另一个输入端，记为端口M2_IN1，运放U1B的同相输入端接电阻R7的另一端和电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，运放U1B的输出端作为减法器电路(2)的输出端，记为端口M2_OUT，接PID电路(3)的端口M3_IN；所述的PID电路(3)的结构为：电阻R10的一端、电阻R17的一端和电阻R14的一端接在一起，作为PID电路(3)的输入端，记为端口M3_IN，运放U2A的反相输入端接电阻R10的另一端和电阻R11的一端，电阻R11的另一端接运放U2A的输出端，电阻R12的一端接地，另一端接运放U2A的同相输入端，运放U2A的正电源端接电源VCC，负电源端接电源VEE，运放U2A的输出端接电阻R13的一端，运放U2B的反相输入端接电阻R14的另一端和电容C1的一端，电容C1的另一端接运放U2B的输出端，电阻R15的一端接地，另一端接运放U2B的同相输入端，运放U2B的输出端接电阻R16的一端，电阻R17的另一端接电容C2的一端，运放U3A的反相输入端接电容C2的另一端和电阻R18的一端和电容C3的一端，电容C3的另一端和电阻R18的另一端接运放U3A的输出端，电阻R19的一端接地，另一端接运放U3A的同相输入端，运放U3A的正电源端接电源VCC，负电源端接电源VEE，运放U3A的输出端接电阻R20的一端，电阻R13的另一端、电阻R16的另一端和电阻R20的另一端共同接运放U3B的反相输入端，电阻R21的一端接运放U3B的反相输入端，另一端接运放U3B的输出端，电阻R22的一端接运放U3B的同相输入端，另一端接地，运放U3B的输出端作为PID电路(3)的输出端，记为端口M3_OUT，接限流设置电路(4)的端口M4_IN；所述的限流设置电路(4)的结构为：电位器W2的一端接地，另一端接电源VCC，滑线端接电阻R24的一端，运放U4B的同相输入端接电阻R24的另一端，反相输入端和输出端之间接电阻R23，输出端接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极接...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汝玉星，吴戈，单江东，高博，田小建，刘大恺，梁雪，马春阳，张大朋，安明，李尚，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22