高精度数控直流恒流源的设计与实现_黄天辰.pdf

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1、2013年仪表技术与传感器2013第6期InstrumentTechniqueandSensorNo.6高精度数控直流恒流源的设计与实现黄天辰，贾嵩，余建华，郎宾(军械工程学院，河北石家庄050003)摘要:设计并实现了一种基于单片机的高精度数控直流恒流源。该电源以电流串联负反馈式压控恒流源电路为基础，以AT89S51单片机为控制核实现数字化控制。为实现高精度要求，在数控部分中，采用12位高精度D/A转换器TLV5616控制压控恒流源的输出电流，并利用12位高精度A/D转换器TLC2543测量输出电流;为方便数字化控制，采用矩阵式键盘作为

2、电流输出设定装置;为达到更好的人机交互及低功耗要求，采用LCD1602型液晶显示屏显示设定的电流和实际输出电流。实践表明:所设计的数控直流恒流源具有纹波小、精度高、稳定度强等优点，而且操作简单、价格低廉、扩展性强，具有较高的实用价值。关键词:数控;直流恒流源;单片机;数模转换器;模数转换器中图分类号:TM911;TP391文献标识码:A文章编号:1002－1841(2013)06－0027－03DesignandRealizationofDigitalControlledDCCurrentSourcewithHigh-precisionH

3、UANGTian-chen，JIASong，YUJian-hua，LANGBin(OrdnanceEngineeringCollege，Shijiazhuang050003，China)Abstract:AdigitalcontrolledDCcurrentsourcewithhigh-precisionbasedonMCUwasdesignedandrealized．Thevoltage-controlledconstantcurrentsourcebasedonthecurrent-currentfeedbackwasthefound

4、ation，andtheAT89S51MCUwasthecon-trolcoreofdigitalcontrol．Forhighprecision，theoutputcurrentwasacquiredby12-bitdigital-to-analogconverterTLV5616andmeasuredby12-bitanalog-to-digitalconverterTLC2543．Fortheconvenienceofoperationandthelowpowerwaste，thematrixkey-boardwasactedaso

5、peratingequipmentandLCD1602displaythecurrentofsettingandactualoutput．Itisprovedthiscurrentsourcehasthecharacteroflowripple，highprecision，outputconstant，easycontrol，lowcost，powerfulextensibilityandhighpracti-calvalue．Keywords:digitalcontrol;DCcurrentsource;MCU;DAC;ADC0引言(5

6、)纹波流≤0．2mA．低纹波、高精度直流恒流源是一种非常重要的特种电源，1.2系统框图在现代科学研究和医疗、工业生产中得到了越来越广泛的应数控直流恒流源系统框图如图1所示，主要包括供电电源用。传统的恒流源往往用电位器调节输出电流，其精度较差，部分、稳压电路部分和数控部分。［1］且无法实现精确步进。目前，恒流源已朝着数字化方向发展，多采用模数和数模转换器实现数字化控制，具有高精度、高稳定性、强拓宽性等特点。文中设计了一种以AT89S52单片机为控制核，并采用12位高精度D/A转换器TLV5616和A/D转换器TLC2543实现数字化控制的高

7、精度数控直流恒流源。1系统总体设计图1系统框图1.1系统功能2硬件电路设计所设计的直流恒流源实现了以下指标及功能［2］:2.1供电电源部分(1)输出电流调节范围为10～2047mA;由于压控恒流源消耗的功率较大，且与纹波电流密切相(2)输出电流的大小可由数字键盘任意设定，并可实现人关，而其余部分都是低功耗器件，因此采用了双电源供电方案。工和自动步进增减控制，最小步长为1mA;其中，大功率供电电源由市电降压、整流后经滤波器阵列滤波(3)输出电流误差范围为±2mA;后直接为压控恒流源供电，满足了大电流输出和纹波电流小的(4)改变负载电阻，输出

8、电压在10V以内变化时，输出电要求，如图2所示;小功率供电电源由市电降压、整流、滤波后流变化的范围为±2mA;再用三端稳压器稳压输出，为整个系统的其他电路的提供工作［2］电压，如图3所示。收稿