一种数控恒流源电路制造技术

一种数控恒流源电路由恒流控制电路、数模转换电路、主控制器电路、5V电源电路、5V参考电压电路、正负12V电源电路组成。数模转换电路在主控制器电路的控制下产生一个受旋转编码开关调节的、可变的电流强度设置电压提供给恒流控制电路，恒流控制电路根据该电压与负载的反馈电压进行比较并实时调整调整元件的压降，使负载两端的电压跟随负载的变化而变化，从而实现恒流的功能。本数控恒流源电路的电流强度设置电压由数模转换电路提供，输出电压精度可达到0.1毫伏，具有输出电流精度高的优点。另外，输出电流强度的调节采用旋转编码开关，具有使用寿命长的优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电源
，具体地，涉及一种数控恒流源电路，可应用于各种教学实验仪器、工程设计等场合。
技术介绍
恒流源是一种输出电流跟随负载的变化而变化的电流源，当负载加重时，恒流源通过内部电路增加输出电流，反之，减小输出电流，从而使输出电流在反馈电路和调整电路的控制下恒定不变。目前，应用于各种教学实验仪器和工程领域的恒流源电路，其输出电流的调节都是通过电位器来实现的，如专利号ZL201520240971.3所述的恒流源，其输出电流的调节是通过一个10千欧姆的电位器来实现的，这种电流调节方式的恒流源，由于电位器内部的机械触点在反复调节过程中会出现氧化现象，最终导致恒流源不能正常工作，使得产品的使用寿命变短，并且电位器由于自身精度不是很高，利用电位器调节输出电流的精度也不可能很高。因此，找到一种输出电流调节精度高、使用寿命长的输出电流调节电路，对现有的恒流源电路进行改进是有必要的。
技术实现思路
针对现有恒流源电路的上述不足，本技术解决的技术问题是设计一种通过旋转编码开关进行输出电流强度调节、通过数模转换器产生电流控制电压的恒流源电路。解决该技术问题所采用的技术方案是：一种数控恒流源电路，包括正负12V电源电路、5V参考电压电路、5V电源电路、主控制器电路、数模转换电路、恒流控制电路。正负12V电源电路的输入端外接交流电源，输出端分别连接恒流控制电路、数模转换电路、5V参考电压电路，5V参考电压电路的输出端连接数模转换电路，恒流控制电路外接负载，主控制器电路外接旋转编码开关。正负12V电源电路为恒流控制电路、数模转换电路及5V参考电压电路提供电能。5V参考电压电路为数模转换电路提供稳定的5V参考电压。5V电源电路为主控制器电路提供电能。主控制器电路通过外接的旋转编码开关进行电流强度的调节，并控制数模转换电路产生一个可变的电流强度设置电压提供给恒流控制电路。恒流控制电路通过一个与负载串联的取样电阻产生一个与负载电流成比例变化的取样电压，并将该取样电压与数模转换电路提供的电流强度设置电压进行比较之后输出一个控制信号，恒流控制电路中的调整元件在该控制信号的作用下根据负载情况实时调整其压降，使负载两端的电压跟随负载的变化而变化，使流过该负载的电流始终不变，从而实现恒流的功能。本技术的有益效果是：恒流控制电路的电路强度设置电压由数模转换电路在微控制器的控制下提供，数模转换电路采用16位的数模转换器，其输出电压精度可达到0.1毫伏，具有输出电流精度高的优点。另外，输出电流强度的调节是通过调节旋转编码开关间接调节数模转换电路输出电压来实现的，旋转编码开关中几乎无电流通过，不存在氧化现象，具有使用寿命长的优点。附图说明图1是本技术电路原理框图图2是本技术正负12V电源电路原理图图3是本技术5V参考电压电路原理图图4是本技术5V电源电路原理图图5是本技术主控制器电路原理图图6是本技术数模转换电路原理图图7是本技术恒流控制电路原理图其中：1-恒流控制电路，2-数模转换电路，3-主控制器电路，4-5V电源电路，5-5V参考电压电路，6-正负12V电源电路。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步的说明。如图1所示，本技术一种数控恒流源电路，由恒流控制电路1、数模转换电路2、主控制器电路3、5V电源电路4、5V参考电压电路5、正负12V电源电路6组成。图2所示的正负12V电源电路包括交流电源输入接口、整流二极管、滤波电容、退耦电容、三端稳压器。交流电源输入接口P1外接交流电源，三端稳压器U1的输入端连接交流电源输入接口P1的第1脚、其输出端连接+12V电源输出，三端稳压器U2的输入端连接交流电源输入接口P1的第3脚、其输出端连接-12V电源输出，滤波电容和退耦电容的两个电极分别连接在电源和地之间，该电路的功能是将P1输入的交流电压转换成稳定的正负12V直流电压为5V参考电压电路5、数模转换电路2、恒流控制电路1提供电能。图3所示的5V参考电压电路包括限流电阻、精密稳压电源、取样电阻R、滤波电容、退耦电容。限流电阻R1的一端与正负12V电源电路6相连、其另外一端连接精密稳压电源U8，取样电阻R2和R3首尾相连后与精密稳压电源的正负极相连、其中点与精密稳压电源U8的参考电压引脚相连，该电路的功能是将正负12V电源电路6提供的+12V电压转换成稳定、精密的5V直流电压，为数模转换电路2提供数模转换时所需的参考电压。图4所示的5V电源电路包括三端稳压器、退耦电容、滤波电容。三端稳压器U7的输入端与正负12V电源电路6相连、其输出端连接VCC输出，滤波电容和退耦电容都分别与电源和地相连，该电路的功能是将+12V电压转换成稳定的5V直流电压，为主控制器电路3提供电能。图5所示的主控制器电路包括单片机、复位电阻、复位电容、退耦电容、程序下载接口、旋转编码开关接口。复位电阻R26的一端与电源相连、其另外一端与单片机U6的复位引脚相连，复位电容C25的一端与单片机U6的复位引脚相连、其另外一端与地相连，程序下载接口H1与单片机的ISP下载引脚相连，旋转编码开关接口P10和P15都与单片机的通用输入输出引脚相连，该电路的功能是控制数模转换电路5产生一个可变的电流强度设置电压提供给恒流控制电路1，同时识别外接的旋转编码开关用来对输出电流强度进行调节。图6所示的数模转换电路包括数模转换器、退耦电容、集成运放、输入平衡电阻、反馈电阻、可调电位器、负载电阻、退耦电容。数模转换器U5的数字接口与主控制器电路3中的单片机相连、其模拟电压输出通过输入平衡电阻R22与集成运放U4A的同相端相连，集成运放U4A、输入平衡电阻R21、输入平衡电阻R22、反馈电阻R23、可调电位器RW4、负载电阻R24构成同相比例放大器，该同相比例放大器的输出端与恒流控制电路1相连，该电路的功能是在主控制器电路3的控制下产生一个可变的电流强度设置电压提供给恒流控制电路1。图7所示的恒流控制电路包括集成运放、退耦电容、调零电位器、反馈电容、输入电阻、场效应管、限流电阻、滤波电容、取样电阻、滤波电容、热敏电阻、恒流源输出接口、开关电源输入接口。集成运放U3的同相端与数模转换电路2的输出端相连、其输出端与限流电阻R7相连，场效应管的栅极与限流电阻R7的另外一端相连、其漏极与恒流源输出接口P2相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数控恒流源电路，其特征在于，包括正负12V电源电路、5V参考电压电路和依次顺序连接的5V电源电路、主控制器电路、数模转换电路、恒流控制电路；所述正负12V电源电路的输入端外接交流电源，输出端分别连接恒流控制电路、数模转换电路、5V参考电压电路；所述5V参考电压电路的输出端连接数模转换电路；所述恒流控制电路外接负载；所述主控制器电路外接旋转编码开关；所述正负12V电源电路为恒流控制电路、数模转换电路及5V参考电压电路提供电能；所述5V参考电压电路为数模转换电路提供稳定的5V参考电压；所述5V电源电路为主控制器电路提供电能；所述主控制器电路通过外接的旋转编码开关进行电流强度的调节，并控制数模转换电路产生一个可变的电流强度设置电压提供给恒流控制电路。

【技术特征摘要】
1.一种数控恒流源电路，其特征在于，包括正负12V电源电路、5V参考电压电路和依次顺序连接的5V电源电路、主控制器电路、数模转换电路、恒流控制电路；
所述正负12V电源电路的输入端外接交流电源，输出端分别连接恒流控制电路、数模转换电路、5V参考电压电路；所述5V参考电压电路的输出端连接数模转换电路；所述恒流控制电路外接负载；所述主控制器电路外接旋转编码开关；
所述正负12V电源电路为恒流控制电路、数模转换电路及5V参考电压电路提供电能；
所述5V参考电压电路为数模转换电路提供稳定的5V参考电压；
所述5V电源电路为主控制器电路提供电能；
所述主控制器电路通过外接的旋转编码开关进行电流强度的调节，并控制数模转换电路产生一个可变的电流强度设置电压提供给恒流控制电路。
2.如权利要求1所述的数控恒流源电路，其特征在于，所述正负12V电源电路包括交流电源输入接口、整流二极管、滤波电容、退耦电容、三端稳压器，交流电源输入接口P1外接交流电源，三端稳压器U1的输入端连接交流电源输入接口P1的第1脚、其输出端连接+12V电源输出，三端稳压器U2的输入端连接交流电源输入接口P1的第3脚、其输出端连接-12V电源输出，滤波电容和退耦电容的两个电极分别连接在电源和地之间，该电路的功能是将P1输入的交流电压转换成稳定的正负12V直流电压为5V参考电压电路、数模转换电路、恒流控制电路提供电能。
3.如权利要求1所述的数控恒流源电路，其特征在于，所述5V参考电压电路包括限流电阻、精密稳压电源、取样电阻R、滤波电容、退耦电容，限流电阻R1的一端与正负12V电源电路相连、其另外一端连接精密稳压电源U8，取样电阻R2和R3首尾相连后与精密稳压电源的正负极相连、其中点与精密稳压电源U8的参考电压引脚相连，该电路的功能是将正负12V电源电路提供的+12V电压转换成稳定、精密的5V直流电压，为数模转换电路提供数模转换时所需的参考电压。
4.如权利要求1所述的数控恒流源电路，其特征在于，所述5V电源电路包括三端稳压器、退耦电容、滤波电容，三...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒望，
申请(专利权)人：湖南汽车工程职业学院，
类型：新型
国别省市：湖南;43