一种带电流环反馈的数控恒流源装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种带电流环反馈的数控恒流源装置，该装置包括设置有分段线性补偿算法的主控制器、光耦隔离数模转换电路、功率放大电路、光耦隔离数据采集电路和辅助电源；主控制器分别与光耦隔离数模转换电路和光耦隔离数据采集电路连接，光耦隔离数模转换电路与功率放大电路连接，功率放大电路分别与辅助电源和线圈负载连接，线圈负载与光耦隔离数据采集电路连接。本发明专利技术在不增加硬件成本的基础上通过分段补偿算法提升主控制器的转换性能，消除非线性误差，提高数控恒流源的反馈测量精度，在数模转换和数据采集的电路中设置光耦隔离，使数控恒流源具备防过流冲击和强弱电隔离的功能，解决了现有数控恒流源装置成本高和反馈测量精度低的问题。测量精度低的问题。测量精度低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种带电流环反馈的数控恒流源装置及系统


[0001]本专利技术涉及电源电路
，尤其涉及一种带电流环反馈的数控恒流源装置及系统。

技术介绍

[0002]近年来电子信息产业迅猛发展，恒流源装置被广泛地应用于电机和阀门的控制、音频放大器等领域，其电路形式多种多样。
[0003]目前，大功率的恒流源装置通常采用多个运算放大器并联成桥式电路，或直接采用功率运放模块实现，但存在硬件成本高或反馈测量精度低的问题，因此，亟待提出一种成本低廉且反馈测量精度高的数控恒流源装置。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，有必要提供一种带电流环反馈的数控恒流源装置及系统，用以解决现有恒流源装置成本高和反馈测量精度低的技术问题。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供一种带电流环反馈的数控恒流源装置，该装置包括设置有分段线性补偿算法的主控制器、光耦隔离数模转换电路、功率放大电路、光耦隔离数据采集电路和辅助电源；
[0006]其中，所述主控制器分别与所述光耦隔离数模转换电路和所述光耦隔离数据采集电路连接，所述光耦隔离数模转换电路与所述功率放大电路连接，所述功率放大电路分别与所述辅助电源和线圈负载连接，所述线圈负载与所述光耦隔离数据采集电路连接；
[0007]所述光耦隔离数模转换电路用于将主控制器输出的PWM信号转换为幅值可调直流信号后输出至所述功率放大电路；
[0008]所述功率放大电路用于输出正负双向电流驱动所述线圈负载，对所述线圈负载进行采样得到采样电压，根据所述采样电压和所述幅值可调直流信号调整输出至所述线圈负载的电流值，并将所述采样电压传输至所述光耦隔离数据采集电路；
[0009]所述光耦隔离数据采集电路用于将所述采样电压传输至所述主控制器；
[0010]所述辅助电源用于输出稳定的电源电压至所述功率放大电路，为所述功率放大电路供电。
[0011]可选地，所述主控制器包括嵌入式处理器芯片、晶振电路、复位电路、JTAG接口、电源电路和基准电压电路；
[0012]其中，所述嵌入式处理器芯片分别与所述晶振电路、所述复位电路、所述JTAG接口、所述电源电路、所述基准电压电路、所述RS485隔离通信电路、所述光耦隔离数模转换电路和所述光耦隔离数据采集电路连接，所述电源电路与所述基准电压电路连接；
[0013]所述晶振电路用于为所述嵌入式处理器芯片提供基础时钟信号；
[0014]所述复位电路用于在用户按下复位按钮时控制所述嵌入式处理器芯片恢复初始状态；
[0015]所述JTAG接口用于连接外部设备，以使用户通过外部设备对所述嵌入式处理器芯片进行调试；
[0016]所述电源电路用于为所述嵌入式处理器芯片提供稳定工作电压；
[0017]所述基准电压电路用于为所述嵌入式处理器芯片提供高精度基准电压。
[0018]可选地，所述光耦隔离数模转换电路包括数字光耦隔离单元和信号转换单元；
[0019]其中，所述数字光耦隔离单元分别与所述主控制器和所述信号转换单元连接，所述信号转换单元与所述功率放大电路连接；
[0020]所述数字光耦隔离单元用于对所述主控制器和所述功率放大电路进行电气隔离；
[0021]所述信号转换单元用于对所述主控制器输出的PWM信号转换为幅值可调的直流信号后输出至所述功率放大电路。
[0022]可选地，所述功率放大电路包括电流调节单元和电流反馈单元；
[0023]其中，所述电流调节单元分别与所述光耦隔离数模转换电路、所述辅助电源以及所述线圈负载连接，所述电流反馈单元分别与所述线圈负载和所述电流调节单元连接；
[0024]所述电流反馈单元用于对所述线圈负载进行采样得到采样电压并将所述采样电压输出至所述光耦隔离数据采集电路；
[0025]所述电流反馈单元还用于将所述采样电压进行放大后输出至所述电流调节单元；
[0026]所述电流调节单元用于输出正负双向电流驱动所述线圈负载并根据放大后的所述采样电压和所述幅值可调直流信号调节输出至所述线圈负载的电流值。
[0027]可选地，所述光耦隔离数据采集电路包括前置电压跟随单元、光电耦合单元和后置电压跟随单元；
[0028]其中，所述前置电压跟随单元分别与所述功率放大电路和所述光电耦合单元连接，所述光电耦合单元与所述后置电压跟随单元连接，所述后置电压跟随单元与所述主控制器连接；
[0029]所述前置电压跟随单元用于抑制冲击电流并将所述采样电压传输至所述光电耦合单元；
[0030]所述光电耦合单元用于将所述采样电压转换为所述主控制器可接收的电压信号后通过所述后置电压跟随单元输出至所述主控制器。
[0031]可选地，所述辅助电源包括第一保险丝、第二保险丝、第一至第四电容、第一整流二极管、第二整流二极管、第一发光二极管、第二发光二极管、第一电阻和第二电阻；
[0032]其中，所述第一保险丝的第一端与外部电源的正电压输出端连接，所述第一保险丝的第二端与所述功率放大电路、第一电容的第一端、第二电容的第一端、所述第一整流二极管的阴极以及所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一发光二极管的阳极连接，所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端、所述第一整流二极管的阳极以及所述第一发光二极管的阴极与接地端连接，所述第二保险丝的第一端与所述外部电源的负电压输出端连接，所述第二保险丝的第二端与所述功率放大电路、第三电容的第一端、第四电容的第一端、所述第二整流二极管的阳极、所述第二发光二极管的阴极连接，所述第三电容的第二端与所述第四电容的第二端、所述第二整流二极管的阴极以及所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端和所述第二发光二极管的阳极与接地端连接。
[0033]可选地，还包括人机交互终端和RS485隔离通信电路；
[0034]其中，所述人机交互终端通过所述RS485隔离通信电路与所述主控制器连接；
[0035]所述RS485隔离通信电路用于为所述主控制器和所述人机交互终端建立通信连接；
[0036]所述人机交互终端用于接收所述主控制器传输的恒流源数据并通过自身显示面板向用户显示所述恒流源数据。
[0037]可选地，所述RS485隔离通信电路包括稳压芯片、RS485隔离通信模块和第二十一电容；
[0038]其中，所述稳压芯片的输入端与外部电源连接，所述第二十一电容的第一端、所述稳压芯片的第一输出端和第二输出端与所述RS485隔离通信模块的电源端连接，所述第二十一电容的第二端、所述稳压芯片的电源地和所述RS485隔离通信模块的电源地与接地端连接，所述RS485隔离通信模块的接收端和输出端与所述主控制器连接，所述RS485隔离通信模块的差分输出端与所述人机交互终端连接。
[0039]可选地，所述人机交互终端上设置有监控界面，所述监控界面包括用户登录模块、电流调控与监测模块、通信状态显示模块、过流自保护模块和存储模块。
[0040]本专利技术还提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带电流环反馈的数控恒流源装置，其特征在于，包括设置有分段线性补偿算法的主控制器、光耦隔离数模转换电路、功率放大电路、光耦隔离数据采集电路和辅助电源；其中，所述主控制器分别与所述光耦隔离数模转换电路和所述光耦隔离数据采集电路连接，所述光耦隔离数模转换电路与所述功率放大电路连接，所述功率放大电路分别与所述辅助电源和线圈负载连接，所述线圈负载与所述光耦隔离数据采集电路连接；所述光耦隔离数模转换电路用于将主控制器输出的PWM信号转换为幅值可调直流信号后输出至所述功率放大电路；所述功率放大电路用于输出正负双向电流驱动所述线圈负载，对所述线圈负载进行采样得到采样电压，根据所述采样电压和所述幅值可调直流信号调整输出至所述线圈负载的电流值，并将所述采样电压传输至所述光耦隔离数据采集电路；所述光耦隔离数据采集电路用于将所述采样电压传输至所述主控制器；所述辅助电源用于输出稳定的电源电压至所述功率放大电路，为所述功率放大电路供电。2.根据权利要求1所述的带电流环反馈的数控恒流源装置，其特征在于，所述主控制器包括嵌入式处理器芯片、晶振电路、复位电路、JTAG接口、电源电路和基准电压电路；其中，所述嵌入式处理器芯片分别与所述晶振电路、所述复位电路、所述JTAG接口、所述电源电路、所述基准电压电路、所述RS485隔离通信电路、所述光耦隔离数模转换电路和所述光耦隔离数据采集电路连接，所述电源电路与所述基准电压电路连接；所述晶振电路用于为所述嵌入式处理器芯片提供基础时钟信号；所述复位电路用于在用户按下复位按钮时控制所述嵌入式处理器芯片恢复初始状态；所述JTAG接口用于连接外部设备，以使用户通过外部设备对所述嵌入式处理器芯片进行调试；所述电源电路用于为所述嵌入式处理器芯片提供稳定工作电压；所述基准电压电路用于为所述嵌入式处理器芯片提供高精度基准电压。3.根据权利要求1所述的带电流环反馈的数控恒流源装置，其特征在于，所述光耦隔离数模转换电路包括数字光耦隔离单元和信号转换单元；其中，所述数字光耦隔离单元分别与所述主控制器和所述信号转换单元连接，所述信号转换单元与所述功率放大电路连接；所述数字光耦隔离单元用于对所述主控制器和所述功率放大电路进行电气隔离；所述信号转换单元用于对所述主控制器输出的PWM信号转换为幅值可调的直流信号后输出至所述功率放大电路。4.根据权利要求1所述的带电流环反馈的数控恒流源装置，其特征在于，所述功率放大电路包括电流调节单元和电流反馈单元；其中，所述电流调节单元分别与所述光耦隔离数模转换电路、所述辅助电源以及所述线圈负载连接，所述电流反馈单元分别与所述线圈负载和所述电流调节单元连接；所述电流反馈单元用于对所述线圈负载进行采样得到采样电压并将所述采样电压输出至所述光耦隔离数据采集电路；所述电流反馈单元还用于将所述采样电压进行放大后输出至所述电流调节单元；所述电流调节单元用于输出正负双向电流驱动所述线圈负载并根据放大后的所述采
样电压和所述幅值可调直流信号调节输出至所述线圈负载的电流值。5.根据权利要求1所述的带电流环反馈的数控恒流源装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁兴，张来洪，焦文哲，周衡，赵一帆，
申请(专利权)人：武汉中元通信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：