高稳定度恒流负载的设计与实现
开关电源毕业设计开题报告
[14] 冯旭. 30KHZ 高频开关电源变压器的设计[J]. 电源技术应用。
[15] 杨志民等. 开关电源的尖峰干扰及其抑制[J]. 电源技术应用。
[16] Phase shift resonant controller ,Unitrode 公司资料: UC1875/2875/3875.
[17] 刘章莉等. UC3875 移项谐振控制芯片原理及应用[J]. 电源技术应用.
高频开关电源的设计框图
五、方案的可行性分析：
随着大规模集成电路的发展，要求电源模块向小型化、高频化、集成化、智能化等方向发展，因而需要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构，这就对高频开关电源技术提出了更高的要求。因此软开关技术、功率因数校正技术及多电平技术是近年来变换器拓扑方面的热点。
通信电源是电信网的能源，其供电质量的好坏直接关系到整个电信网的畅通，本课题首先分析了近年来国内外高频通信开关电源的发展状况，在理论分析和电路实验的基础上
从开关电源出现以来，其发展大致经历了以下几个阶段：最早出现的开关电源是由分立器件组成的，其开关速度慢、效率低，并且电路复杂、所含器件多、稳定性差、设计和调试都很不容易；20世纪70年代由于大集成电路的出现和不断发展，人们实现了开关电源控制电路的集成化，从而开关电源的体积减小，效率和稳定性得到了很大的提高；20世纪80年代研制成功了单片开关电源，它可以将开关电源的基本功能通过一个集成IC来实现，这种电源属于一种高度集成化的交流一直流变换器；如今，随着各种类型开关电源集成电路的不断发展和控制芯片功能的不断完善，电源的集成化程度越来越高，其效率和稳定性也不断的得到提高。
基于单片机的高性能数控恒流源设计与实现
基于单片机的高性能数控恒流源设计与实现作者：夏桂书来源：《数字技术与应用》2013年第04期摘要：基于高性能恒流源在现代智能检测领域的广泛应用，论文设计了一种具有高精度和高稳定性的数控恒流源。
通过键盘输入设定输出电流值，由AT89C51编程实现控制和显示，利用DAC转换输出模拟电压，再由运放OPA340控制达林顿管TIP132输出电流。
反馈电阻上的电压值由A/D转换送至单片机处理，单片机再对输出电流进行实时调整，使电流更加稳定。
实测结果表明：本系统在输出电流为10mA～2000mA的范围内，绝对误差为1mA，在50mA以上输出时偏差小于1%，负载调整率优于0.1%。
关键词：数控恒流源单片机 OPA340 TIP132 DAC7512中图分类号：TM932 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）04-0002-02电源技术作为一门工程技术，有着极强的实践性与广阔的应用领域[1]。
当今，电子设备被广泛应用于生活与工作中，而其供电电源质量也直接影响着电子设备的运行质量。
其中恒流源是指为负载提供恒定电流的电源，它被广泛用于精密测量、半导体器件性能测试、传感器供电、产生稳定磁场等，有着较为广阔的发展前景[2]。
本文使用AT89C51作为控制核心，使用软、硬件两种反馈调节方式，使其输出电流具有较高的准确性和稳定性。
1 系统原理介绍本设计可分为单片机系统部分、A/D转换电路、D/A转换电路、恒流电路等几部分组成。
AT89C51通过D/A转换芯片输出设置电流值对应的电压值[3]，经运放OPA340控制达林顿管TIP132输出电流。
电流反馈电阻上的电压值由A/D转换芯片交至单片机分析处理，单片机再对输出电流进行实时调整，使电流更加稳定[4]。
系统原理框图如图1所示。
2 硬件设计2.1 单片机系统单片机系统是该恒流源的核心模块，包括AT89C51单片机、振荡电路、复位电路等[5]。
主要负责读取键盘输入、电流值设设定、控制输出电流、控制LCD显示内容等。
高稳定度半导体激光器恒流驱动电路设计
８／２８３２－３５长春工程学院学报（自然科学版）２０２０年第２１卷第２期Ｊ．Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ Ｉｎｓｔ．Ｔｅｃｈ．（Ｎａｔ．Ｓｃｉ．Ｅｄｉ．），２０２０，Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．２ＩＳＳＮ １００９－８９８４ＣＮ ２２－１３２３／Ｎｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－８９８４．２０２０．０２．００８高稳定度半导体激光器恒流驱动电路设计收稿日期：２０２０－６－１２基金项目：吉林省教育厅“十三五”科学技术研究项目（ＪＪＫＨ２０１８０９８４ＫＪ）长春市科技计划项目（１８ＳＳ００８）作者简介：黄丫（１９７８－），女（汉），长春人，讲师，博士主要研究高速光电子学。
黄 丫１，３，田小建２，于 兰１，卢 虹１，李胜男１，孟 瑜１（１．长春工程学院能源动力工程学院，长春１３００１２；２．吉林大学电子科学与工程学院，长春１３００１２；３．吉林省建筑能源供应及室内环境控制工程研究中心，长春１３００１２）摘 要：设计了一种半导体激光器恒流驱动电路，使用金属—氧化物半导体场效应晶体管作为电流控制元件，通过反馈网络稳定电流，提高驱动电路输出模块的驱动能力和稳定性。
电路中设有限流保护和软起动保护，使半导体激光器驱动电路在提供大输出电流的同时，保证其稳定性、可靠性和安全性。
经实际测试，该驱动电路能够满足设计需求，为其他类似电路的设计提供了参考。
关键词：半导体激光器；恒流驱动；稳定度；软启动中图分类号：ＴＮ２９文献标志码：Ａ 文章编号：１００９－８９８４（２０２０）０２－００３２－０４０ 引言半导体激光器又称为激光二极管，是采用半导体材料作为工作物质的激光器。
半导体激光器是最实用最主要的一类激光器。
它体积小、寿命长，可采用简单的注入电流的方式来泵浦，其工作电压和电流与集成电路兼容，因而可与之单片集成。
基于这些优点，半导体激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、测距以及雷达等方面获得了广泛的应用［１－２］。
随着半导体激光器需求量的增加，其驱动电源的重要性也不断提高。
基于普通DCDC芯片的大功率LED恒流驱动电路
基于普通DC/DC芯片的大功率LED恒流驱动电路作者：陈继军来源：《数字技术与应用》2013年第02期摘要：大功率LED的应用越来越广泛，大功率LED恒流驱动器对于开拓大功率LED的相信应用至关重要，本文以LM2596芯片为例，介绍了普通的恒流驱动电路以及高效率改进型恒流驱动电路，最后给出相应设计结果。
关键词：LED 大功率恒流驱动中图分类号：TN710 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）02-0161-021 引言近年来，LED显示屏迅速发展，基于对LED的高可靠性以及亮度和色度一致性的考虑，通常要对LED进行恒流驱动。
图1是从CREE公司的XPE系列大功率LED规格书中摘取的一个正向特性曲线：由此特性曲线可以知道，LED的伏安特性是电流随电压的变化呈指数关系，电压从3V增大到3.5V，电流增大了5倍，电压的一点点波动，会引起电流的明显变化，甚至可能超过安全工作区域。
LED不能采用恒压驱动，而必须使用恒流驱动，以确保LED器件可以工作在符合要求的工作点上。
2 普通降压型DCDC普通减压型变换器是通过控制内部开关的开启占空比来获得稳定的输出电压，一个很常见的DCDC变换器的参考电路如下（如图2）：由此可见，DC变换器输出的是一个固定的电压值，在输入电压的变化范围内，输出电压始终保持在固定的一个值，输出电流完全按照后面电路来定，无法做到恒流输出。
恒流源和恒压源在电路上的差别反应在两者的采样电路采集的对象不一样。
恒压源为了保持输出电压的恒定，需要实时对输出电压跟踪、控制，在负载变化的情况下使输出电压不随负载的变化而变化，而恒流源是指在负载变化的情况下，稳压器能根据负载的变化相应调整输出电压，保持输出电流不变，恒流源采样电路采集的是输出的电流信号，但实际上采集的是经过I/V转换后反应电流大小的电压信号，因此，把输出的电流信号转换成电压号，输入到DC/DC 开关稳压器的反馈引脚，就能实现恒压源到恒流源的转变。
电子负载操作说明书
电子负载操作说明书一、产品概述电子负载是一种电子设备，用于模拟电子负载，可用于测试和测量电源、逆变器、稳压电源、电池等电子设备的性能和稳定性。
本电子负载具有高可靠性、高精度、高稳定性、高功率密度、高响应速度的特点。
二、技术指标1.输入电压范围：0-110V，可调；2.输入电流范围：0-30A，可调；3.输入功率范围：0-3000W，可调；4.输入阻抗范围：0-500Ω，可调；5.稳定性：电压稳定度≤0.01%；电流稳定度≤0.05%；6. 响应速度：电压响应时间≤1ms；电流响应时间≤5ms；7.温度范围：0-50℃；8.相对湿度：≤80%RH；9. 外形尺寸：300mm×200mm×100mm；10. 重量：约5kg。
三、产品特点1.支持多种工作模式：本电子负载支持常规模式、恒压模式、恒流模式、恒阻模式；2.智能保护功能：具备过压、过流、过热、短路等多重保护功能，确保设备和用户的安全；3.具备数据记录和查询功能：支持数据记录和查询功能，可记录测试数据，方便用户分析和使用；4.具备远程控制功能：支持远程控制，可通过电脑或手机APP对电子负载进行控制，提高工作效率；5.易操作、易维护：操作简便，界面友好，维护方便。
四、电子负载使用说明1.电源连接：将电子负载的电源插头连接到电源插座，并确认电源开关处于关闭状态；2.设备连接：将待测试设备的正负极分别连接到电子负载的正负极端口上，并确认连接牢固；3.调节电压和电流：打开电子负载电源开关，通过面板上的调节旋钮选择所需的电压和电流；4.选择工作模式：根据测试需求选择合适的工作模式，如常规模式、恒压模式、恒流模式、恒阻模式；5.开始测试：确认设备连接和设置无误后，按下面板上的启动按钮，开始进行测试；6.测试记录：测试过程中，可通过面板上的数据记录功能记录测试数据，并在测试结束后通过查询功能查看数据；7.测试结束：测试完成后，切断负载和待测设备的连接，关闭电子负载的电源开关。
电子科大2012毕业设计课题一览表
10 低频大功率限幅器的设计与实现 11 高反压PIN开关驱动器的设计与实现 12 集中参数定向耦合器的设计与实现 13 脉冲调制电源的设计与实现 14 溶胶凝胶制备氧化钒的工艺优化及特性研究 15 太赫兹有机敏感薄膜的制备及表征 16 电子束蒸发制备无机光敏薄膜的研究 17 氧化钒的太赫兹光谱响应研究 18 (t-bt)2Ir(acac)掺杂有机太阳能电池研究 19 基于ITO透明阴极的有机电致发光显示器件研究 20 Alq激子阻挡层在有机太阳能电池中的应用研究 21 金属/匹配层透明阴极在有机电致发光显示器件中的应用研究 22 低功耗锂电池保护芯片的设计 23 锂电池充电管理芯片的设计 24 低噪声非制冷红外焦平面组件的设计 25 流水线ADC的器件级建模研究 26 数字式温度测试电路的研究 27 简易自行车测速、测距仪的设计 28 简易电信号测试电路的研究 29 RF电路的设计与建模 30 脲醛树脂壁材的电子墨水微胶囊的制备及表征 31 明胶-阿拉伯胶壁材的电子墨水微胶囊的制备及表征
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光电楼321室 光电楼321室 光电楼339-6 光电楼339-6 光电楼339-6 逸夫楼211 逸夫楼211
13982203217 13982203217 13881902004 13881902004 13881902004 83201960 83201960 83201960 83201960 83201960 18615762996 18615762996 83201708 83201708 83201708 83201708 83202981 83202981 83202981 83202981 83202981 83207609 83207609 83207609 83207609 13618034834 13618034834 13618034834 13618034834 13618034834 83206899 83206899 13982062362 13982062362 13982062362 83204363 83204363 83204363
恒压、恒流、恒阻电子负载的设计
2
hing at a time and All things in their being are good for somethin
2 电子负载电路设计
2．1 核心处理器 核心处理器负责控制与协调其他各个模块工作，并进行简单的数字信号处理。在
整个电子负载系统中，主控器是系统的控制中心，其工作效率的高低关系到系统效率 的高低以及系统运行的稳定性。设计过程中用单片机作为主控制器。电子负载系统的 主控制器选用 STC89C52。
The Design of an Electronic Load with Constant Voltage,
Constant Current and Constant Resistance
Student majoring in Electrical Engineering&Automation Wang Junnan
1 电子负载的原理
电子负载的原理是控制内功率 MOSFET 或晶体管的导通量（占空比），靠功率管 的耗散功率消耗电能的设备，它能够准确检测出负载电压，精确调整负载电流。它的 基本工作方式有恒压、恒流、恒阻这几种。
选用矩阵键盘，功能齐全且直接输入方便快捷。通过键盘输入来控制继电器实现 恒压、恒流的模式转换。通过键盘输入分别设定恒压、恒流电路模块的工作参数。通 过手动调节设定恒阻模式工作参数。电压电流检测电路获取电压电流信号，利用 A/D 转换把模拟信号转换为数字信号，采用 STC89C52 单片机作为核心控制器，控制液晶显 示，同时通过比较实际值与设定值调节负载输入信号，形成闭环控制回路。整个系统 有恒压电路模块、恒流电路模块、恒阻电路模块、D/A 输出控制电路、A/D 电压电流检 测电路、键盘电路、显示电路模块，通过软、硬件的协调配合，实现了整个设计。电 子负载原理图如图 1 所示。
一种双极性输出大功率压控恒流源设计方案
0 引言在电子仪器设备中经常要用到压控电流源，并且要求在负载变化时具有很好的稳定性。
传统的恒流源制作方法可以是利用二极管、三极管、集成稳压源的特性制作的参数稳流器、串联反馈调整型稳流电源、开关稳流源等等。
参数稳流器的输出电流范围小、稳流精度不高; 串联反馈调整型稳流电源的输出电流小，效率较低;开关稳流源不仅电路复杂、元器件数量多，而且输出纹波大、可靠性较差。
考虑到以上缺点，本设计采用了普通的运放，配合三极管进行电压扩展和电流扩展，既达到了提供大输出电流的目的，而且电路结构简单，成本较低，精度较高。
1 电路设计图1是本设计的原理框图，由外部的控制电压信号输入到运放构成的恒流模块中。
输出的电流经电压扩展模块和电流扩展模块后提供给负载。
电流经过采样电阻进行电流采样，获得的采样信号经由电压反馈系统模块反馈到恒流模块中进行恒流。
其中由功率模块对电压扩展模块和电流扩展模块进行供电。
(1) 功率模块。
选择市面上常用的开关电源对电流扩展模块提供功率输出，在其输出端并接电容以消除干扰。
由于要求双极性输出，所以选用双极性输出的开关电源可节约成本并减小体积。
在实验中，我们使用标称纹波为1%的开关电源。
使用78、79系列三端稳压器降压后提供给电压扩展模块以提高运放的输出电压。
(2) 运放恒流及电压反馈模块。
图2是运放恒流模块及电压反馈模块。
由图2可见由电流输出端采集到的经分压处理后的采样反馈信号经由运放组成的跟随器及反向器后，被送到反向加法器U4的反向端与电压控制信号相加得到运放的输出电压V3.V3计算公式为：式中m=1+R22/R23。
(3) 电压扩展及电流扩展模块。
图3所示是电压扩展模块电路图。
由运放构成差动放大器，将恒流系统生成的信号与分压处理后的输出电压进行比较放大，形成最后的输出电压。
系统中的三极管选择对管，以达到双极性输出的目的，此系统开环放大倍数仅由R17与R14的比值决定，但经R25和R24分压反馈后，相当于放大器，其放大倍数由R25与R24的比值决定。
基于单片机的高性能数控恒流源设计与实现
换送至 单片机 处理 ， 单 片机 再对输 出电流进行 实时调整， 使 电流更加稳 定。 实测结果表 明： 本 系统在输 出电流 为１ ０ ｍ Ａ～ ２ ０ ０ ０ ｍＡ 的范 围内， 绝对误 差 为
１ ｎ １ Ａ 。 在５ ０ ｍ Ａｖ Ｒ 上输 出时偏差 小于１ ％ ， 负载调 整率优 于０ ． １ ％。 关键 词 ： 数控 恒流 源 单 片机 ＯＰ Ａ ３ ４ ０ Ｔ Ｉ Ｐ １ ３ ２ Ｄ Ａ Ｃ ７ ５ １ ２ 中图分类 号： Ｔ Ｍ９ ３ ２ 文献标识码 ： Ａ
文章编 号 ： １ ０ ０ ７ — ９ ４ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ０ ０ ２ — ０ ２
电源技术作为一门工程技术 ， 有着极强的实践性与广阔的应用 领域［ １ 】 。 当今 ， 电子 设 备被 广 泛应 用 于 生 活 与 工 作 中 ， 而其 供 电 电源 质量 也直接影响着 电子设备的运行质量 。 其 中恒流源是指为负载提 供恒定电流的 电源， 它被广泛用于精密测量 、 半导体器件性能测试、
２ ． ２恒 流 电路
本设计采用单 电源供 电的Ｏ Ｐ Ａ３ ４ ０ ＮＡ作为控制端 ， 使反馈端
图 ２ 恒 流 电路
图 ３ 软件 —● ， 女， 硕士 ， 高级 实验师， 主要从 事 电工电子技 术与 计算机应 用技 术教 学研 究工作 。
数控技术
基于单片机的高性能数控恒流源设计与实现
夏 桂 书
（ 中国民 用航 空 飞行 学 院航 空工程 学院 四川 广汉 ６ １ ８ ３ ０ ７ ）
摘要 ： 基 于高性 能恒流 源在 现代 智能检 测领域 的广 泛应用 ， 论 文设计 了一种具 有 高精度 和 高稳 定性 的数控 恒流 源。 通过 键盘 输入设 定输 出电 流值。 由Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ １ 编程 实现控制 和显示彳 Ｕ 用Ｄ Ａ Ｃ 转换输 出模拟 电压 ， 再由运放Ｏ Ｐ Ａ ３ ４ ０ 控制达林顿 管Ｔ Ｉ Ｐ １ ３ ２ 输 出电流。 反 馈 电阻上 的 电压值 由Ａ ／ Ｄ转
采用PID算法的高稳定恒流源设计
采用PID算法的高稳定恒流源设计鲍玉军;钱显毅;何一鸣【摘要】针对各种低压电器校验及性能测试过程中需要高稳定、高精度的恒流源要求,在对现有主要恒流源产品设计仔细分析的基础上,设计了一种以8位微处理器为核心的高稳定数控恒流源.整个系统采用闭环PID控制,通过所设计的恒流源电路将D/A转换得到的模拟电压变为恒流源.经实际应用测试,该恒流源输出电流可在0～2 000 mA内任意设定,纹波电流小,测试精度、变负载恒流稳定性均达到0.1％水平,且通过按键可实现士1 mA和±10 mA的两种步进功能.%To get a kind of constant-current source with high reliability and high accuracy during the process of all kinds of low-voltage equipments' adjusting and performance testing,a special high-reliable numerical control constant-current source based on 8-digit microprocessor is designed after analyzing the current main products' design.PID control algorithm is used in the total constant-current source system,and the analog voltage from D/A converter can be changed into constant-current power by applying the designed constant-current power circuit.After the practical application and test,the research results indicate that this kind instrument's output current value can be preset casually from the range 0 mA to 2 000 mA,the amplitude of ripple current is small,and its accuracy and reliability can both reach 0.1％ when changing the value of load.Two kinds of step-adjusting functions (±1 mA and ±10 mA) are also realized by presetting.【期刊名称】《南京航空航天大学学报》【年(卷),期】2013(045)004【总页数】5页(P570-574)【关键词】恒流源;微处理器;D/A转换器;PID控制【作者】鲍玉军;钱显毅;何一鸣【作者单位】常州工学院电子信息与电气工程学院,常州,213002;常州工学院电子信息与电气工程学院,常州,213002;常州工学院电子信息与电气工程学院,常州,213002【正文语种】中文【中图分类】S776.035恒流源的本质是部件根据输出电流的实时反馈,动态调节V/I转换电路的供电电压,从而使输出的电流不断趋于恒定。
基于单片机的数控恒流源设计
本科毕业论文（设计）题目（中文）基于单片机的数控恒流源设计a（英文）Design of constant current voltage source based on SCM完成日期 2016 年 4 月摘要恒流源是一种高精度的电源，具有响应速度快，恒流精度高，能长期稳定工作，适合各种性质负载等优点，而具有了越来越广泛的应用。
本文主要论述了一种基于51单片机为控制核心的数控直流源的设计与实现。
本电源具有可预设电流，电流步进，显示电流的功能。
主要由单片机控制模块、键盘输入模块、A/D转换模块、恒流源模块、D/A转换模块和显示模块六部分组成。
系统由单片机设定预置电流信号，经过D/A转换器TLC5615输出模拟电压信号，该信号控制达林顿管的基极，使其集电极输出相应的电流。
再通过A/D转换芯片，实时把采样电路上的模拟信号转换成数字信号，形成反馈，显示出实际的输出电流。
关键词：压控恒流源；单片机；数控电源AbstractConstant current source is a kind of common power source with high precision with fast response, high precision of constant current. It can also work stably for a long time and has various properties of the load. So now it is used more and more widely. This paper mainly discusses the design and implementation of a digital constant current source based on51 MCU as the control core of the system. The power supply has a preset current, current step, current display function. It has 6 parts: Control module, keyboard input module, A/D transform module, D /A transform module , display module and constant current source module. The current signal set by the SCM. Then it through D / A converter TLC5615 , which output to the voltage analog signal and control the Darlington tube base, and output the corresponding current. Finally through the A/D conversion chip, real-time sampling circuit analog signal is converted into digital quantity, feedback form, show the actual output current.Keywords: voltage controlled constant current source; single chip microcomputer; digital power supply目录上海师范大学本科毕业论文（设计）诚信声明…………………………………上海师范大学本科毕业论文（设计）选题登记表…………………………………上海师范大学本科毕业论文（设计）指导记录表 (Ⅳ)中文摘要及关键词 (Ⅴ)英文摘要及关键词 (Ⅵ)1 前言 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)2 基本原理与方案对比 (2)2.1 总体框图 (2)2.2 恒流源方案对比 (3)2.2.1 晶体管恒流源 (3)2.2.2场效应管恒流源 (4)2.2.3集成电路恒流源 (5)2.2.4 总结.................................................................................52.3 单片机简介 (6)2.4 液晶显示屏简介 (8)2.5 数模转换芯片 (9)2.6 模数转换芯片 (9)3各模块实现………………………………………………………………………103.1 键盘模块 (10)3.2 液晶显示模块 (11)3.3D/A转换模块 (12)3.4 A/D转换模块 (12)3.5恒流源模块 (13)3.6 电路整体工作原理 (14)4 系统软件实现 (15)4.1综述 (15)4.2键盘输入流程图 (16)4.3A/D转换流程图 (17)4.4D/A转换流程图 (18)4.5液晶显示流程图 (19)5 整体测试与分析…………………………………………………………………206 总结与展望………………………………………………………………………22参考文献……………………………………………………………………………23附录A 仿真原理图…………………………………………………………………24附录B 程序部分……………………………………………………………………251 前言1.1 研究背景及意义随着电子技术的发展，我们身边出现了越来越多的智能化数字化的精密电子设备，消费者在关注设备的性能、价格、功能、设计的同时，设备的质量和稳定性越来越成为人们关注的重点。
高精度数控恒流源的设计与实现
高精度数控恒流源的设计与实现宋林桂【摘要】为了满足可调温无纺布热切割机对恒流源的需求,文章阐述了一种基于单片机的高精度数控恒流源的设计和实现方法.该电源以电流串联负反馈式压控恒流源电路为基础,以AT89S52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,要采用12位高精度数字模拟转换器(Digital Analog Converter,DAC)芯片TLV5616控制压控恒流源的输出电流,并利用16位高精度模数转换器(Analog to Digital Converter,ADC)芯片ADS1115测量输出电流.文章采用矩阵键盘设定电流输出值,采用LCD12864液晶屏显示设定的电流和负载两端电压值.测试结果表明,本恒流源在20 ～2000mA输出电流时,输出电流与给定值误差小于5mA.【期刊名称】《无线互联科技》【年(卷),期】2016(000)018【总页数】3页(P59-60,76)【关键词】AT89S52;恒流源;ADS1115;TLV5616【作者】宋林桂【作者单位】苏州健雄职业技术学院电气工程学院,江苏太仓215411【正文语种】中文高精度恒流源是一种非常重要的特种电源，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用。
传统的恒流源往往用电位器调节输出电流，其精度较差，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、高稳定性等特点［1］。
该系统主要由电源模块、恒流源电路模块、负载模块、单片机最小系统模块、键盘显示模块、ADC电路模块和DAC电路模块、LCD12864液晶显示电路以及4×4矩阵键盘电路构成，系统结构如图1所示。
2.1 电源电路系统中使用到集成运算放大器，集成运算放大器供电使用正负电源。
如图2所示，为了减少系统输出的纹波系数，系统选用±12V变压器把市电降成低压，变压器变压后经过整流滤波得到正直流电源DC+和负直流电源DC-，正电源DC+和负电源DC-为集成运算放大器提供正负电源。
高效数控恒流源设计报告最终版
高效数控恒流源设计报告最终版本报告主要介绍了一种高效数控恒流源的设计方案，该方案采用了一种基于集成电路控制的恒流源电路，其具有响应速度快、精度高、稳定性好等优点，可以用于正负载电压变化大的场合，能够有效地提高恒流源的输出精度和稳定性。
本报告结合具体设计实例，详细介绍了该恒流源电路的设计原理、电路结构、参数选择等关键技术，以及在实验验证中的性能表现。
本文旨在为电子工程师和研究人员提供参考，供其在设计和应用过程中参考。
一、方案设计原理在电子设备中，恒流源作为一种重要的电源单元，通常用于需要稳定电流输出的场合，例如电池充电、LED 灯驱动、电流测量等等。
传统的恒流源通常采用电阻调节电流大小，但这种方式存在电流漂移大、电阻热耗大、温度漂移大等缺陷。
为解决这些缺陷，本设计方案采用了一种基于集成电路控制的电路方案。
该电路的基本原理是利用采样电阻将负载电流转化为一个电压信号，然后经过运算放大器等电路进行放大，再利用控制器对输出电压进行控制，以保证输出电流的大小。
其中，控制器可以选用数字型或模拟型，数字型采用微处理器或FPGA芯片，更能提高设备的灵活性和精度；而模拟型则采用集成运算放大器，实时控制输出电流。
这种电路方案具有响应速度快、精度高、稳定性好等优点，能够满足大部分恒流源的应用需求。
二、方案设计细节1. 采样电阻的选取采样电阻是恒流源电路中的重要元器件之一，它起到将负载电流转化为电压信号的作用。
为保证其响应速度和精度，需要选用阻值尽可能小、精度尽可能高的采样电阻。
同时，为避免采样电阻过小导致的功耗过大和温度漂移过大，还需根据负载电流和制程工艺等因素进行合理的选择。
2. 运算放大器的设计由于采样电阻的阻值较小，其输出电压也相应很小，需要经过放大才能得到较大的量级。
因此，在电路中采用高精度的运算放大器进行放大，并对其负载容量、增益稳定等因素进行严格控制，以保证输出电压与输入电流之间的比值达到恒定。
3. 控制器的选取恒流源的控制器可以选择数字型或模拟型，其中数字型采用微处理器或FPGA 芯片，更能提高设备的灵活性和精度；而模拟型则采用集成运算放大器，实时控制输出电流。
高精度闭环数控恒流源的设计
分析 ，通 过调 整 ＤＡ实现数控 恒流输 出 ，同时通过键 盘 ， 的输入实现高精度 的电流 士步进控 制，系统初始化及主程
１ 序 流 程 图 和 外 环 恒 流 调 节 程 序 流 程 图 分 别 如 图 ５和 图 ６ 所 示
系统 参数测试
的 稳 定 性 ． 时通 过 控 制 ＤＡ 输 出端 同 ／
积共地 ，大 电流与 小 电流不 能共 地 ：② 在整流桥后加 大
电容滤波 ，采用约为 １ ０ ０ｕＦ容量 的电容 ；③ 为进一步 ００
避免纹波电压对 电路 的干扰而产生 的纹波 电流 ，设计中加 入如图 ７所示有源滤波 电路 ，进一步减 少纹波 电流系数。
原 理 框 图 如 图 １所 示 。
＼ — —
—
Ｌ ． ０ ｊ＿ —＝５ —． Ｊ 【 ｃ
２， ｔ ［ｘ Ｉ ．
．
４７ ￣
系统硬件
一
Ａ Ｄ转 换电路 １ 位 的 ＭＡ ９ ， ／ ２ Ｘ １ ７Ａ Ｄ转换器采丰 电 芏
阻上 电压信号 ．在 Ｄ转换 的前 级采用 电压 跟随器和程 控放 太器 进 行 电压 的 有效 调整 放 大． 置ｃ 设 ０～１ ０ ） ０ ｍＡ 、
的 电压 值 实时调 整在 线 电流值 并 实 现 电流 的步 进。 输 出端采样 电阻采 用 ０４ Ｑ 大功率康铜 丝 电阻 ，具 有 ．３ 功率 大、受热情况下阻值 改变不 大。
图６ 键 盘 及 显 示 电 路 系 统 采 用 优 先 编 码 键 盘 ， 由两 片 ７ Ｌ １ ８和 三 个 “ 非 门 ”构 成 优 先 ４Ｓ４ 与 编码式 １ ６键 键 盘 ， 节 省 Ｃ Ｕ 资 源 。 键 盘 识 别 采 用 中 断 Ｐ
高稳定度光纤耦合半导体激光器恒流源电路设计
第５１卷 第３期 激光与红外Ｖｏｌ．５１，Ｎｏ．３ ２０２１年３月 ＬＡＳＥＲ ＆ ＩＮＦＲＡＲＥＤＭａｒｃｈ，２０２１ 文章编号：１００１ ５０７８（２０２１）０３ ０３２１ ０７·激光器技术·高稳定度光纤耦合半导体激光器恒流源电路设计于秋驰１，２，刘志巍２，段 凯２，刘新明３，李义民１，２（１ 郑州大学物理学院，河南郑州４５０００１；２ 中电科信息产业有限公司，河南郑州４５００１７；３ 南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏南京２１００９４）摘 要：光纤耦合半导体激光器多用作高功率光纤激光器的泵浦源，它对电流波动十分敏感，为了确保其波长与输出功率的正常，设计了一款高稳定度恒流源电路。
此恒流源电路采用闭环反馈控制，使ＭＯＳ管工作在放大区来输出恒定电流，采用带有透孔的厚膜电阻作为采样电阻，其耐压高、阻值范围宽、散热能力强，大大提高了恒流源电路的稳定性，电路实现０～２０Ａ电流可调。
鉴于一般恒流源电路启闭时间较长，此电路在运放与ＭＯＳ管之间加入晶体管来放大信号，缩短电路启闭时间，同时在设计中增加模拟开关电路来精确控制信号。
经实验测试，此恒流源电路开启、关闭耗时较短，分别是４．５ｍｓ与６．５ｍｓ，恒流板结构散热能力较强且稳定，耐高温性好，电流稳定度较高，达到１０－３量级，使用此电路设计的电源作为光纤耦合半导体激光器的激光电源时，激光器的中心波长与输出功率均较为稳定。
关键词：半导体激光器；泵浦源；恒流源电路；稳定度中图分类号：ＴＮ２４８ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ ５０７８．２０２１．０３．０１１ＤｅｓｉｇｎｏｆｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｓｏｕｒｃｅｃｉｒｃｕｉｔｆｏｒｈｉｇｈｓｔａｂｉｌｉｔｙｆｉｂｅｒｃｏｕｐｌｅｄｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｌａｓｅｒＹＵＱｉｕ ｃｈｉ１，２，ＬＩＵＺｈｉ ｗｅｉ２，ＤＵＡＮＫａｉ２，ＬＩＵＸｉｎ ｍｉｎｇ３，ＬＩＹｉ ｍｉｎ１，２（１．Ｓｃｈｏｏｌｏｆｐｈｙｓｉｃｓ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００１，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＩｎｄｕｓｔｒｙＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００１７，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｉｂｅｒｃｏｕｐｌｅｄｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｌａｓｅｒｓａｒｅｍｏｓｔｌｙｕｓｅｄａｓｔｈｅｐｕｍｐｓｏｕｒｃｅｏｆｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒｆｉｂｅｒｌａｓｅｒｓ，ｗｈｉｃｈａｒｅｖｅｒｙｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｏｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｎｏｒｍａｌｗａｖｅｌｅｎｇｔｈａｎｄｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒ，ａｈｉｇｈｓｔａｂｉｌｉｔｙｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｓｏｕｒｃｅｃｉｒｃｕｉｔｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｓｏｕｒｃｅｃｉｒｃｕｉｔａｄｏｐｔｓｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐｆｅｅｄｂａｃｋｃｏｎｔｒｏｌｔｏｍａｋｅｔｈｅＭＯＳｔｕｂｅｗｏｒｋｉｎｔｈｅａｍｐｌｉｆｉｅｒａｒｅａｔｏｏｕｔｐｕｔｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔ．Ｔｈｅｔｈｉｃｋｆｉｌｍｒｅｓｉｓｔｏｒｗｉｔｈｔｈｒｏｕｇｈ ｈｏｌｅｉｓｕｓｅｄａｓｔｈｅｓａｍｐｌｉｎｇｒｅｓｉｓｔｏｒ，ｗｈｉｃｈｈａｓｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｗｉｄｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｒａｎｇｅａｎｄｓｔｒｏｎｇｈｅａｔｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｙ，ｗｈｉｃｈｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｓｏｕｒｃｅｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｒｅａｌｉｚｅｓｔｈｅａｄｊｕｓｔａｂｌｅ０～２０Ａｃｕｒｒｅｎｔ．Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｌｏｎｇｏｐｅｎｉｎｇａｎｄｃｌｏｓｉｎｇｔｉｍｅｏｆｇｅｎｅｒａｌｃｏｎｓｔａｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔｓｏｕｒｃｅｃｉｒｃｕｉｔ，ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓａｒｅａｄｄｅｄｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｏｐ ａｍｐａｎｄｔｈｅＭＯＳｔｕｂｅｔｏａｍｐｌｉｆｙｔｈｅｓｉｇｎａｌａｎｄｓｈｏｒｔｅｎｔｈｅｏｐｅｎｉｎｇａｎｄｃｌｏｓｉｎｇｔｉｍｅｏｆｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ａｎａｌｏｇｓｗｉｔｃｈｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｉｓａｄｄｅｄｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｔｏａｃｃｕｒａｔｅｌｙｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｓｉｇｎａｌ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｓｏｕｒｃｅｃｉｒｃｕｉｔｔａｋｅｓ４．５ｍｓａｎｄ６．５ｍｓｔｏｔｕｒｎｏｎａｎｄｏｆｆｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｐｌａｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｈａｓｓｔｒｏｎｇａｎｄｓｔａｂｌｅｈｅａｔｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙ，ｇｏｏｄｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｈｉｇｈｃｕｒｒｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｒｅａｃｈｉｎｇｔｈｅｍａｇｎｉｔｕｄｅｏｆ１０－３，ｗｈｅｎｔｈｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｄｅｓｉｇｎｅｄｂｙｔｈｉｓｃｉｒｃｕｉｔｉｓｕｓｅｄａｓｔｈｅｌａｓｅｒｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｏｆｔｈｅｆｉｂｅｒｃｏｕｐｌｅｄｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｌａｓｅｒ，ｔｈｅｃｅｎｔｒａｌｗａｖｅｌｅｎｇｔｈａｎｄｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｏｆｔｈｅｌａｓｅｒａｒｅｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｓｔａｂｌｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｌａｓｅｒ；ｐｕｍｐｓｏｕｒｃｅｓ；ｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｓｏｕｒｃｅｃｉｒｃｕｉｔ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙ作者简介：于秋驰（１９９６－），男，硕士研究生，主要研究方向为激光电源。
超高稳定度大直流恒流源的设计
超高稳定度大直流恒流源的设计占清;朱自科;陈勇;张自长;曾舒帆;李亚娟【摘要】研制的超高稳定度大直流恒流源在国防、计量、精密测量等领域都有着重要的应用价值.该直流恒流源主要采用直流电流比较仪作为反馈采样元件,使用"极低负载效应分布式电阻"作为恒流源的输出信号采样电阻,可降低电阻功耗,温漂减小,噪声有抵消效应,使恒流源的稳定性提高了一个数量级;采用功率管并联,实现大直流输出.测试结果表明:该恒流源稳定性优于0.001%(1 min),最大输出电流达400 A,是一款性能优异的超高稳定度的大直流恒流源.%Development of ultrahigh-stability big DC constant current source has important application value in the field of national defense industry,metrology,precision measurement and so on.The design of DC constant current source,DC current comparator was adopted as a sampling element and the Distributed Low Load Coefficient Precision Resistor was used as a constant current source feedback and the output signal of the sampling resistor,so the overall stability of the constant current sources was improved.And the power tube in parallel realized DC constant current source of big currentoutput,thereby the system reliability was also improved.The performance of the designed constant current source is tested,and the results indicate that the source could generate a ultrahigh-stability current.The stability of the output current is excel to 0.001%(min),the maximal output current is 400 A and it''s an excellent ultrahigh-stability big DC constant current source.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2017(040)003【总页数】5页(P607-611)【关键词】恒流源;超高稳定;极低负载效应;大电流;直流电流比较仪【作者】占清;朱自科;陈勇;张自长;曾舒帆;李亚娟【作者单位】西南林业大学机械与交通学院,昆明 650224;云南省计量测试技术研究院,昆明 650228;云南省计量测试技术研究院,昆明 650228;云南省计量测试技术研究院,昆明 650228;云南省计量测试技术研究院,昆明 650228;云南省计量测试技术研究院,昆明 650228;云南省计量测试技术研究院,昆明 650228【正文语种】中文【中图分类】TM9恒流源以输入交流电压控制输出稳定的电流达到稳流流目的,实际应用中通过采样输出电压信号,通过闭环反馈与基准直流电压信号通过比较控制放大器进行比较放大调节输出高稳定的电流。
高稳定度恒流源的研究与影响因素分析
高稳定度恒流源的研究与影响因素分析党玉杰;董全林;孙茂多;杨娅姣【摘要】以一款稳定度为2×10-6/min串联补偿型透射电子显微镜物镜恒流源为例,研究其原理设计,建立系统传递函数,通过讨论各影响因素与相对电流变化之间的关系,分析了恒流源的内部因素和外部因素对电流稳定度的影响,得到直接影响因素是基准电压的稳定性、采样电阻的变化及放大器自身参数的变化,间接影响因素是调整管的自身参数变化、放大环节的电压增益变化、主回路输入电压的波动、负载电阻的变化,为开展恒流源的高稳定度设计提供了理论依据.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2016(040)004【总页数】4页(P865-868)【关键词】恒流源;高稳定度;影响因素;传递函数【作者】党玉杰;董全林;孙茂多;杨娅姣【作者单位】教育部微纳测控与低维物理重点实验室,北京100191;北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,北京100191;教育部微纳测控与低维物理重点实验室,北京100191;北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,北京100191;教育部微纳测控与低维物理重点实验室,北京100191;北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,北京100191;教育部微纳测控与低维物理重点实验室,北京100191;北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,北京100191【正文语种】中文【中图分类】TM91恒流源是指能够向负载提供恒定电流的电源，高稳定度的恒流源是电子显微镜、粒子加速器、质谱仪以及β谱仪等现代仪器中产生稳定磁场的核心电源系统之一，应用领域十分广阔[1-2]。
应用于透射电子显微镜的恒流源主要为磁透镜提供激励电流。
为提高透射电子显微镜的性能，满足其高分辨率的性能指标，要求恒流源的电流稳定度是非常高的，通常为10－5～10－6/min。
其中物镜是透射电子显微镜成像系统的第一个透镜，由其造成的像差会被中间镜与投影镜继续放大，所以物镜恒流源的稳定度是最高的。
电子设计大赛-高效数控恒流电源
电子设计大赛-高效数控恒流电源高效数控恒流电源摘要随着信息时代的飞速发展，电源设备也逐渐向数字化的方向发展。
电流源可以看作输出电压随着负载而变化，保证负载中的电流恒定不变。
本设计根据题目要求，采用以TI低功耗单片机MSP430F247为核心控制电路，开关电源控制芯片TPS5430作DC-DC变换电路。
该电路系统具有效率高、输出稳定、电流步进小、输出电流纹波小等特点，具有输入过压、输入欠压和输出过压保护功能，在故障排除后并能自动恢复。
本设计采用彩色液晶显示、红外遥控，控制方便且具有环境温度检测和显示时间等功能。
关键词：MSP430F247 TPS5430 高效率彩色液晶红外时钟温度检测目录1.前言 (1)2.总体方案设计 (1)1.1系统框图 (1)2.1方案论证与比较 (1)2.1.1 主控电路CPU选择 (1)2.1.2 恒流源的设计 (1)2.1.3 输出过压保护控制 (2)2.1.4控制电路电源 (2)2.1.5显示模块 (2)3.单元模块设计及理论分析 (2)3.1 DC-DC控制电路 (2)3.1.1．PWM芯片介绍 (3)3.1.2．主电路描述： (3)3.1.3．电路输出及器件参数计算： (3)3.2 AD和DA电路 (4)3.2.1AD采样电路 (4)3.2.2 DA输出电路 (5)3.3 保护模块 (6)3.3.1输入过压和欠压保护 (6)3.3.2输出过压保护及自动恢复 (6)3.4控制电路供电系统。
(7)3.4.1 CLM7660正负电压转换。
(8)3.5人机互换显示控制 (8)3.6 其它 (9)4.提高效率(加入功耗计算各模块，各芯片器件功耗) (9)5.程序设计 (10)6.系统测试 (12)6.1测试方案 (12)6.2测试环境和仪器 (12)6.3测试数据 (12)7．总结 (13)9．参考文献 (13)1.前言现今社会，电源设备智能化、数字化已成为人们追求的一种趋势，电源设备的性能备受人们的关注，尤其是效率和稳定性。
1A 高稳定度恒流源的试制
1A 高稳定度恒流源的试制
1 原理
作为精密直流测量系统，高稳定度的恒流源的设计是十分重要的。
本系统采
用的是集成运放反馈型恒流源电路，它通过负反馈作用，便加到比较放大器两
个输入端的电压相等，从而保持输出电流的恒定[ 1].图1 是反馈型恒流源的电路及方框图，其中包括高速管理、采样电阻、基准电压、比较放大器等。
在要
求输出电流较大、精度较高的实际应用中，采用反馈型恒流源电路是行之有效
的方法。
由图1（a）可知，比较放大器一个输入端是基准电压Us，另一端是负载电
流I0 ，采样电阻Rs 的电压降I0Rs，若比较放大器两个输入电压暂时不等，其电压值被放大后，加到高速管的栅极（G）与源极（S ）之间，从而改变调整管VGS 的值，由调整管的转移特性可知：I0 在Rs 两端的压降也随着改变，直到比较放大器的两个输入电压之差等于零，于是
即
由此可见，在理想状态下，反馈型恒流源的输出电流I0 仅由基准电压Us 和
采样电阻Rs 决定，而与输入电压UI 和负载电阻RL 的变化没有关系。
2 反馈
型恒流源输出电流不稳定因素分析
根据图1（a）电路可以推导出输出电流表达式如下
其中，UI 恒流源直流输入电压；U0 恒流源输出电压；I0 恒流源输出电压；Us 基准电压；r0 调整管电路等效输出电阻；RS 采样电阻；K 放大器（包括调整管）总电压增益。
为了说明（2）式所表达的物理意义，可将其分解为三部分，即
其中，I1 主要表征输出电流I0 与基准电压Us 和采样电阻Rs 间的量值关系。
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仪表技术与传感器
Ｉｎｓｔｎｌｍｅｍ ＴｅｃｈｎｉｑＩｌｅ
２０１４ Ｎｏ．３
舳ｄ
Ｓｅｎｓｏｒ
高稳定度恒流负载的设计与实现
崔琼，张安堂，陈天峰，王莎
（空军工程大学防空反导学院，陕西西安７ｌ∞５１）
摘要：为满足多种电源测试要求，文中设计并实现一有源恒流负载，满足不同电压、电流及功率的交、直流电源负载要 求，测试设定简单，电流波形与电压波形一致，具有高稳定度。首先产生直流基准；输入交流电压桥式整流后，再通过反馈
ｅｎ百ｎｅｅＩｉｎｇ印ｐｌｉｃａｔｉｏｎ．
０ｆ ｃｕｒｒｅｎｔ
Ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｓｔ蛐ｔ
ｃｕｒｒｅｎｔ
ｌ∞ｄ；ｈｉｇｈ ｓｔａｂｉｌ畸；ｒｅｃｔ玲；ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ
Ｏ引言 电源在电子设备中发挥着举足轻重的作用，其损坏将直接 造成设备停止正常运行，因此需要对其进行严格的考核。传统
的电源考核方式带电阻、电感、电容等元器件，测试方法粗略、 不可调节，且不同等级的电源需要不同的带载测试，不仅需要
１８
（１）恒流精度高、稳定性好。当输入电压大范围变化时，实 测直流恒流电流的稳定度接近１００％，交流恒流电流的稳定度 为９９．８％； （２）允许输入电压变化范围宽，理论上（不考虑电路中功率 整流桥的导通电压）可从０ Ｖ开始使用，实测最低电压约为２．５ Ｖ．设计上限峰值电压为２００ Ｖ，可满足对常用电源的测试要求； （３）恒流电流范围宽。由于功率管采用 （下转第４５页）
（５）功率恒流源电路：由运放和功率管组成。
１．１直流基准
电路中主要利用三端分压基准源’１１４３ｌ来产生一个稳定
的直流电压。１ｆ１４３ｌ可设置到从２．５—３６ Ｖ范围内任意值的输
圈３交流基准电路
１．３恒流大小控制部分 如图４所示，直流基准电压和交流基准电压通过Ｓｌ进行
输入到乘法器输入端直流电压大小，从而改变交、直流基准电 压的幅度，去控制输出恒流电流的大小。
ＲＷ：旋钮大小，重复上述过程。通过计算可得到稳定度指标。 测试交流恒流的波形时，改变输入交流电压的频率和大
小，通过示波器观察输出电流的波形及相关参数，并进行相应 分析。 ２．２．１直流档测试 Ｓｔｅｐｌ：将开关置于直流档，调整面板上的旋钮并观察旋钮 表盘上的读数，使输出电流分别稳定在０．５
Ａ、ｌ Ａ、２ Ａ、３ Ａ； Ｖ、
ｃ伽ｓｔａＩｌｔ
ｃｕｒ托ｎｔ ｌｏａｄ，
ＡｂＳ锄ｃｔ：Ｔ０
ｗｈｉｃｈ
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ｒｅａｌｉｚｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｄｉｌｋｒｅｎｔ ｋｉｎｄｓ ｏｆ
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ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｌｏａｄ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ａｌｔｅｍａｔｉｎｇ
过交、直流转换控制进入基准幅度调节电路，即恒流大小控制 电路，去控制输出恒流电流的大小。通过可调直流电压或单片 机控制基准电压的幅度。
直流参考电压进行比较放大，并将其输出作为反馈控制电压，
通过乘法器ＩＣｌＢ（ＭＬｌＤ４）对输入的交流电压进行幅度调节。 反馈电路中，ＩＣ３的输出电压中会含有一些无用的交流成分，通 过ｃ４、Ｃ，和尺。：滤除。 通过上述负反馈调整电路，产生与输入电压波形相同、相 位一致的交流电压基准。
出电压，该电路利用它来产生２．５ Ｖ的直流电压基准。 如图３所示，由Ｒ１６、Ｉｃ５、ｃ８、ｃ９组成２．５ Ｖ基准产生电路。 此外，２．５ Ｖ的直流电压基准通过尺价尺。。分压可作为交流基准 电压产生电路的直流基准电压（约为１．２５ Ｖ）。 １．２交流基准 如图３所示，交流基准是利用负反馈稳压电路来产生，通 过与直流基准的比较放大，使得整流后的电压能够稳定在一定 的幅度上。为防止输入电压过大，电路中用尺。和Ｒ：分压后作 为交流基准电路的输入电压，输入电压与反馈调整电压相乘 后，再经过Ｉｃ２Ａ放大产生交流基准ＶＡＣ陀ｆ．
整流后的电压进行取样，此电压作为交流恒压基准产生电路的 输入电压。通过对输出的恒压基准电压进行交流滤波、取样， 然后与固定直流基准进行比较放大去控制线性增益调整环节
的增益，从而输出幅度稳定的交流基准电压，并保证了输出的 电压波形与输入的电压波形（形状和相位）保持一致。 （２）直流电压基准：当输入为直流电压时，选择直流电压基 准，由直流集成稳压器产生。
能指标： 表１性能指标要求
性能指标 输入直流电压变化范围 输入交流电压有效值变化范围 输出电流 直流恒流稳定度 交流恒流稳定度 范围
≤２００ Ｖ
≤１４０ Ｖ ≤５ Ａ
图５
９
Ｖ时输出电流的波形
≥９９％ ≥９８％
２．２测试方法与结果 测试稳定度时，交流档和直流档采用相同的测试方法。即 给定输入电压下，调整ＲＷ２旋钮大小，记录电流值，然后在不同 的输入电压下，测量输出的交、直流电流的大小变化，多次调整
牧稿日期：２０１３一０４—０２收修改稿日期：２０１３—１１一０２
ｉ…一一套蝮尽量堡亡兰皇肇…一ｊ
图２电路组成结构图
万方数据
第４期
崔琼等：高稳定度恒流负载的设计与实现
３９
பைடு நூலகம்
成部分包括交流基准和直流基准产生电路、恒流大小控制电路 和恒流源输出电路。 （１）交流基准电压产生电路：当输入为交流电压时，通过对
Ｄｅｓｉ驴锄ｄ ｈｌｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ
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Ｍｊｓｓｎｅ Ｄｅｆｅ】口挑ｈｇ吐ｔＩｌｔｅ
Ｆ凹∞Ｅｌｌｇｉｍｅｒｉ赡Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ｘｉ’瓶７１０帖ｌ，Ｃ蛐嗡）
Ｎ０ｄｅ”。
Ｂｏ．
代表测量状态；ＰＤ０的通讯参数指定了１奸ＤＯｌ的ＣＯＢ—ＩＤ、
传输类型、禁止时间等参数。根据以上分析，左键单击ＢｏｘｌｌＯ
（３）参数的设置：左键单击“Ｂｏｘ４（ｃＡＮｏｐｅｎ Ｎｏｄｅ）”一＞选
择右侧“ＣＡＮ Ｎ０ｄｅ”标签一＞勾选“Ｇｅｎｅｒａｌ ＣＡＮ—Ｎｏｄｅ”选项， 设置为普通ＣＡＮ节点；根据ＭＡＮＮＥＲ公司自定义ＣＡＮ协议， 定义６个字节的ＣＡＮ帧与传感器进行通讯，并参照（１）部分设
Ｓｔｅｐ２：在Ｓｔｅｐｌ四种情况下，分别将输入电压调整为４
１５ Ｖ、３０
Ｖ，待电流稳定，记录测量电流的大小。
测试结果如表２所示。 表２直流档时输出电流测量
２．２．２交流档测试 Ｓｔ印ｌ：同直流档；
正意义上阻性负载的要求。这是该设计的难点，同时也是创新 点。此外，该设计具有以下优点：
Ｖ、
Ｓｔｅｐ２：在每种情况下，分别将输入电压有效值调整为９
ｃｕｎ屯ｎｔ
ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎ ｄｉｆＥｂｒｅｎｔ ｖｏｌｔａｇｅ，ｃｕｎ＿；ｅｎｔ ａｎｄ ｐＩ明佗ｒ ｗｉｔｈ ｓｉｍｐｌｅ ｓｅｎｉｎｇ ｐａｔ－ ｐｍｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｒｅｆｅｔ；ｅｎｃｅ ｏｆ ｄｉｒｅｃｔ ｃｌｌｒｍｎｔ，
ｃｕｒｒｅｎｔ
ｔｅｍ，明ｄ ｗｈｏｓｅ ｗａｖｅｆｊ珊ｏｆ ｉｔｓ
实现交流恒流需要一个幅度不变的交流基准，这将是此系 统的难点。具体的电路组成结构图如图２所示。电路主要组
直流电压控制 或单片机控制
电流取样
现。由于一般的电子器件正常工作时其工作电流均为单向，供
电电压为固定极性，要实现交流恒流需要一对互补输出管，其 实现电路比较复杂。若要采用单管实现交流恒流输出，需首先 将双向交流电变为单相交流电，采用桥式整流电路即可实现， 如图１所示。
Ｖ，待读数稳定后，记录电流有效值，结果如表３所示。 表３ 交流档时输出电流的有效值测量
万方数据
第４期
李响等：基于ＴｗｉｎＣＡＴ和Ｃ＃的扭矩传感器校准系统
４５
长度为５个字节，前４个字节代表扭矩的测量值，最后１个字节
（２）设备的添加：右键单击“Ｆｃ５１】（］【”一＞选择“Ａｐｐｅｎｄ ｘｅｓ”一＞在ＭｉｓｃｅＵ肌ｅｏ岫目录下选择“ｃＡＮｏｐｅｎ
管、ＶＭＯＳ管或ＩＧＢＴ管。
２样机测试 综合以上设计方案和原理电路，制作了可用于实际电源测 试的样机。
Ｖ两种情况
下，用示波器进行观察互感器输出电压波形，得到图５和图６。
在对样机进行实测之前，首先应提出性能指标，并搭建测
试平台，然后按照预先设定的测试方法，对样机进行测试。 ２．１性能指标与测试平台
根据设计目的，交直流恒流负载应做到在电源电压变化 时，电流的幅度可恒定在可调范围内任意给定值上，且电流与 电压波形一致，并具有较高稳定度。综上考虑，应满足以下性
（３）交、直流转换控制：电路工作时，根据输入的电压特性
来选择用直流基准还是交流基准。
负反馈电路原理如下：交流基准输出ＶＡＣｒｅｆ经Ｒ．。、ｃ２、Ｃ， 滤波，再经过同相跟随器ＩＣ２Ｂ隔离后输出，然后经Ｒ小ＲＷ。衰
减分压后，送比较放大器ＩＣ３的反相端输入，与正相端１．２５
Ｖ
（４）恒流大小控制电路：直流基准电压和交流基准电压通
１ｋＩＩＩｌｉｑＩｌｅ锄ｄ
Ｓｅｎｓｏｒ
Ａ ｐｒ．２０１４
（ＩＲＦ２５０），允许的最大电流为２５ Ａ，最大电压２００ Ｖ，若要输入 电压、电流的变化范围更大一些，可选择其他型号的功率三极
２．２．３输出电流波形
为观察输出电流的波形。通过电流互感器将输出电流转 换为电压，然后在输入电压有效值分别为９
Ｖ、１８
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