大功率恒流源的设计
大功率恒流LED驱动电源方案分享之电路设计
大功率恒流LED驱动电源方案分享之电路设计
在上周周五的文章中，我们针对一种大功率LED驱动电源方案的设计原理进行了详细介绍，并对这一LED电源的PFC电路设计方案进行了简析。
今天我们将会继续就这一大功率恒流LED驱动电源方案展开分享，并针对该方案中的电路设计部分进行重点阐述和介绍。
调光电路设计
相信通过上周周五的恒流LED电源设计原理介绍，大家应该都非常清楚，这一方案主要采用PWM调光的方式来对驱动电源调光电路进行设计。
因此，在这一设计的基础上，我们对驱动电路进行了简要的改动设计。
下图中，图1是LED驱动电路的结构简图，我们所设计的这一驱动电源在输出端做出了如下图图2所示的改动，即是在输出端LED的灯串中串联一个开关管，通过控制开关管的导通和关断来改变平均输出电流。
从图2所展示的这种大功率恒流LED电源的调光电路图中可以看到，在这一电路系统的设计中，我们选择将NCS1002的Vcc端与V3相连，并将CON2端为输入PWM信号端口。
采用该种设计的特点和缺陷非常明显，当输入PWM信号为低电平时，三极管V5的集电极与发射极截止，V3的栅源两端电压为Vcc，约为14V，V3处于导通状态，LED正常发光。
而当输入信号为高电平时，V5的集电极与发射极导通，V3的栅源两端电压被拉低，V3截止，LED不发光。
考虑到输出端被断开时，采样电阻上不产生电压，为瞬间的开路状态。
图1 LED驱动电路结构简图。
怎样做出一个输出大电流的恒流源？
怎样做出⼀个输出⼤电流的恒流源？想制作⼤电流的恒流源有两种⽅法：⼀是采⽤运算放⼤器及精密基准电压源IC接成恒流源电路，并通过⼤功率三极管或场效应管扩流，这种⽅法最⼤可以获得数⼗A的恒定电流；⼆是采⽤三端稳压IC组成恒流源，这种⽅法电路较简单，⼀般可以获得⼏A的恒定电流。
下⾯我们分别介绍⼀下这两种恒流源电路。
▲运算放⼤器构成的⼤电流恒流源电路。
上图是采⽤超低失调电压运算放⼤器OP27及1.2V精密基准电压源ICL8069构成的⼤电流恒流源电路。
OP27同相输⼊端所接的1.2V精密基准电压由ICL8069产⽣，由于OP27⼯作于线性放⼤状态，其反相输⼊端电压与同相输⼊端电压相等，即也是1.2V，这样电阻Rs两端的电压亦为1.2V，由于Rs阻值固定不变，故流过Rs的电流便是恒定电流，改变OP27同相输⼊端的基准电压或Rs的阻值，即可调整恒定电流的⼤⼩。
这⾥的VT为⼤功率三极管，其作⽤是扩流。
由于Rs 接在三极管的发射极，故三极管的发射极电流和集电极电流也是恒定电流，若将负载接在集电极，这样流过负载的电流也是恒定电流。
上述电路中，运算放⼤器可以选⽤OP07、OP27这类低失调电压的运算放⼤器，VT可以选⽤2N3055、MJE13007这类⼤功率三极管。
▲三端稳压IC构成的⼤电流恒流源电路。
上述采⽤运算放⼤器组成的恒流源电路负载⼀端不能接地，这在⼀些测量电路中使⽤不太⽅便，若要求恒流源的负载⼀端接地，可以采⽤三端稳压器件LM317接成上图所⽰的恒流源电路。
▲ TO-220封装的LM317稳压IC。
由于LM317的Vout端与Adj端之间有⼀个稳定的1.25V固定电压，这样将R1接在Vout与Adj端之间，流过R1的电流就是恒定的，⽽负载RL与R1为串联关系，这样流过RL的电流也是恒定电流。
调整R1的阻值，即可改变恒定电流的⼤⼩。
由于LM317的最⼤输出电流为1.5A，故这种电路的最⼤输出电流亦为1.5A。
数控大功率精密恒流源设计
的功能和实现方案 。
1. 1 单片机系统 单片机系统是整个硬件系统的核心 ,是实现系统
各项功能的控制器 ,其构成如下 : (1) 89 S52 单片机 采用的 89 S52 单片机内部含有 8 K 的程序存储
器 ,可以提供足够的编程空间 ,不需要另外扩展外部程 序存储器 ,简化了单片机系统的结构 。另外还包括单 片机系统必需的振荡和复位电路 。
L I Ting2ting ,L I Ho ng2bo ( Three Dep . , Engineering College , Air Fo rce Engingeering U niversity , Xi’an 710038 ,China)
Abst ract : The article int roduces a design met hod of numerical p recision constant current so urce based on high2power operational amplifier. This met hod adopt s clo sed2loop cont rol. The high2power operatio nal amplifier enhances outp ut cur2 rent and p rovides t he p rotect f unction at over2temperat ure o r over2loaded. The p recision of o utp ut current achieve 0 . 05 %.
2 系统软件设计
系统软件除了完成对硬件的控制 ,还要实现输出 预置 、输出调整等功能 。为了方便系统的调试 ,整个系 统软件采用了模块化设计 ,主要包括主程序 ,预置 、调 整和显示等子程序 。
高功率LED恒流源串联驱动器的设计
大功率ＬＥＤ的Ｊ二作波长与其发
引言
温和环境温度的改变，其管子的电 光的颜色有关。例如，冷白光ＬＥＤ
随着大功率ＬＥＤ的问世，凶其 流和发光效率变化很大，这也给使 的工作波长在５２５埃～６００埃之间，
发光效率是一般荧光灯或白炽灯的 用带来了不便。
而暖白光ＬＥＤ的工作波长在５２５埃
ｍ…ＬＥＤ Ｔｏｐ０１０９ｙ
Ｓｙｓｔｃｍ，Ｔｎｔｅｎｃｃｈ ＬＥＤ
ｐ…ｅｄｌｎＥｓ：ｏｃｃ ２００５
２００５
４ ｏ．Ｒｏｎ砒，Ｐ Ｇ【ｃ饥，ＳＲａｇｏｎ％Ｉｎｔｅｍｍ心ｎ“
㈣Ⅱｏｌｔｏ ｈｌ曲口㈣ｆ Ｒｅｃｔｌｎｅｒ，Ｅｌ Ｓｅｇｕｎｄｏ．ＣＡ，Ａｃｃｕｒａｔｅｃｕｒ犯１１ｔ
ｄｒＪｖｅ
ＬＥＤ．ＡＰＥＣ ２００６
参考文献(2条) 1.LINEAR Tech:LT3479 Data sheet 2004 2.LUMILEDS Luxon star Technical Datasheet Ds46,Ds47 2004
引证文献(1条)
1.曹军.汪春红 发光二极管白光灯在MR机房照明中的应用研究[期刊论文]-中华放射学杂志 2009(10)
由
的调节差距导致负载电压的差距高 达３３４Ｖ一１６４ｖ。
由于这种结构的效率为总线，输 出电压的反函数，因此，６个ＨＢ—ＬＥＤ 的系统效率低子１２个ＨＢ—ＬＥＤ的系
统，如表３中所示。６个皿一ＬＪ∞系
统的效率也可以通过修改谐振电路 来提高。
同步 将转换器改为同步降压结构可 以提高电路效率，同时最少地增加 电路复杂性和成本，特别是对于负 载电流和输入电压较高的系统（见 图４）。由于总线输出电压决定了降 压转换器的占空比，该值较大的系 统中，开关周期的大部分时间都由 低压设备控制。通常，ＭｏｓＦＥＴ的 １２Ｒ㈣。，导通损耗比二极管的ＶＩ耗
高精度大功率恒流源的研制
高精度大功率恒流源的研制黄薛龙安徽师范大学硕士学位论文二O一七年四月摘要大功率恒流源的应用越来越广泛，随着现代科技的进步，人们在工业、医疗、军事等各个方面对稳定的恒流源需求量越来越多。
但是目前国内对大功率恒流源的研究起步较晚，水平较低，研制的大功率恒流源整体性能落后于国外厂商，关键技术有待解决。
本文结合国内目前大功率恒流源存在的问题以及本人在恒流源研发课题中所做的工作，设计并实现了一款4500W大功率恒流源。
根据恒流源提出的参数指标，确定了整体系统方案。
本文所设计的恒流源核心电路是基于电流-电压负反馈，以实现输出电流的高稳定度。
为了提高系统的可靠性，根据参数指标设计了采样电路、驱动电路、保护电路以及防浪涌电路，分析了它们的特点和电路的原理，给出了详细的设计并完成了实验样机。
本文最终对设计的恒流源样机进行测试，所实现的参数指标为：最大输出电流15A；电流从0-15A连续可调；电流稳定度<0.1%；纹波电流<100mA，各项参数均满足设计指标要求。
关键词：大功率恒流源，MOSFET，水冷散热，纹波抑制ABSTRACTThe application of a constant current source is more and more extensive. With the advancement of modern science and technology, the demand for constant current is gradually increasing in the industrial, medical, military and other aspects. At present, the study of high-power constant current source started late. In China, the whole performance of development high-power constant current source behind the foreign manufacturers, the key technology remain to be resolved. In this paper, a 4500W high-power constant current source has been designed and implemented based on the problems existing in the domestic high-power constant current source and the work done in the research and development of a constant current source.According to the parameters set by the constant current source, the whole system scheme is determined. The constant current source core circuit designed in this paper is built on the current-voltage negative feedback to achieve high stability of the output current. In order to improve the reliability of the system, the sampling circuit, the driving circuit, the protection circuit and the surge circuit are designed according to the parameter index, and their characteristics and circuit principle are analyzed and the circuit schematic is drawn in detail.In this paper, the prototype of the constant current source has been tested and there are the parameter index that has been implemented: maximum output current 15A; current could be adjusted from 0A to 15A continuously ; current stability is less than 0.1%; ripple current is less than 100mA,, the parameters meet the design requirements.Keywords:High power constant current source, MOSFET , Water cooling, Ripple suppression目录摘要 (I)ABSTRACT ...................................................................................................... I I 第一章绪论.. (1)1.1 大功率恒流源的研究意义 (1)1.2 恒流源技术的国内外发展现状 (2)1.3 论文主要研究内容 (4)第二章4500W大功率恒流源理论分析和技术要求 (6)2.1 4500W大功率恒流源构成及理论分析 (6)2.2 4500W大功率恒流源的关键技术研究和技术指标 (8)2.3 本章小结 (9)第三章4500W大功率恒流源的设计方案 (10)3.1 电路总体设计方案 (10)3.2 各功能单元组件设计方案 (11)3.2.1 主功率变换电路设计 (11)3.2.2 采样电路设计 (13)3.2.3 驱动电路设计 (15)3.2.4 保护电路设计 (16)3.2.5 防浪涌电路设计 (17)3.3 辅助电源电路的设计 (18)3.4 本章小结 (20)第四章4500W大功率恒流源设计优化 (21)4.1 主要元器件选择 (21)4.1.1 功率MOSFET的选择 (21)4.1.2 采样电阻的选择 (23)4.2 散热器的设计与分析 (25)4.2.1 热设计理论分析 (25)4.2.2 散热器的设计 (27)4.3 恒流源电路PCB设计优化 (31)4.3.1 恒流源电路PCB布线处理 (31)4.3.2 恒流源电路PCB接地处理 (32)4.4 本章小结 (34)第五章4500W大功率恒流源的样机数据分析 (35)第六章总结与展望 (44)参考文献 (46)致谢 (50)攻读学位期间参与的项目及相关成果 (51)第一章绪论1.1 大功率恒流源的研究意义恒流源从根本意义上来说是能够向负载提供恒定电流的一种电源，在当今社会快速发展的风潮中，恒流源因为其广阔的应用前景而备受关注[1]。
带PFC功能的150W双管正激恒流源设计
带PFC功能的150W双管正激恒流源设计设计一个带PFC功能的150W双管正激恒流源涉及到以下几个关键问题：正激拓扑选择、功率因数校正技术、控制策略、保护功能等。
本文将详细介绍如何设计一个满足要求的带PFC功能的150W双管正激恒流源。
一、正激拓扑选择在设计150W双管正激恒流源时，可以选择LLC谐振变换器作为正激的拓扑结构。
LLC谐振变换器具有高效率、高密度、低EMI等优势，适合用于高功率应用，同时也能够实现PFC功能。
二、功率因数校正技术在正激拓扑中实现功率因数校正（Power Factor Correction, PFC）功能是非常关键的。
采用谐振变换器结构，主要通过控制输入电流时间谐振点，实现对输入电流的控制，从而提高功率因数。
三、控制策略控制策略是设计中的关键一环。
针对150W双管正激恒流源，可以引入一种基于周期延时的控制策略。
该控制策略主要包括参考电流的计算、比较器的设计以及PWM信号的生成等。
通过这种控制策略，可以有效地控制150W双管正激恒流源的输出，提高系统的稳定性和可靠性。
四、保护功能五、效率分析在设计完成之后，需要对系统的效率进行分析。
通过合理的设计和优化参数，将系统的效率提高到较高水平，实现能源的有效利用。
在整个设计过程中，需要注意一些关键参数的选择，例如输入电压范围、PWM控制频率、输出电压和电流的控制范围等。
同时，还需要注意系统输出的稳定性和可靠性。
通过以上的设计步骤和注意事项，可以实现一个满足要求的带PFC功能的150W双管正激恒流源。
设计出来的150W双管正激恒流源将具有高效率、稳定性和可靠性等特点，能够满足各种应用领域的需求。
一种大功率交流恒流源的设计
电气传动2021年第51卷第23期摘要：针对某些低压电气设备需要对特定电流的热效应进行严格测试的需求，设计了一种具有多种运行模式的大功率交流恒流源装置。
该恒流源装置采用多组逆变H 桥共直流母线的电路拓扑，以矢量控制作为核心算法，根据不同的测试需求，可选择不同的运行模式，包括单相独立运行模式、单相并联运行模式以及三相运行模式。
经过实验验证，所提出的具有多种运行模式的恒流源完全可以满足不同种类低压电气设备的测试需求，并且基于矢量控制理论的控制策略使该恒流源装置实现可靠高效运行，获得了低谐波、高精度的输出电流，具有广阔的应用范围和市场前景。
关键词：恒流源；逆变H 桥；LCL 滤波器；矢量控制中图分类号：TM464文献标识码：ADOI ：10.19457/j.1001-2095.dqcd22030Design of High Power AC Constant Current SourceSUN Chuanjie ，TIAN Kai ，CHU Zilin ，YANG Jingran ，ZHANG Zhonglei（Tianjin Research Institute of Electric Science Co.，Ltd.，Tianjin 300180，China ）Abstract:For some low-voltage electrical equipment that requires strict testing of the thermal effects of specific currents ，a high power AC constant current source with multiple operating modes was designed.The constant current source adopts the circuit topology of multiple sets of H-bridge inverter common DC bus ，and uses vector control as the core algorithm ，according to different test requirements ，different operation modes can be selected ，including single-phase operation in independence ，single-phase operation in parallel and three-phase operation.Experimental results demonstrate that the constant current source can meet the testing needs of different types of low-voltage electrical equipment ，the control strategy based on vector control theory enables the constant current source to operate reliably and efficiently ，and obtains low harmonic ，high-precision output current ，the constant current source has a wide range of applications and market prospects.Key words:constant current source ；H-bridge inverter ；LCL filter ；vector control基金项目：天津电气院科研开发创新基金（GE2017ZL002）作者简介：孙传杰（1988—），男，硕士，工程师，Email ：***************一种大功率交流恒流源的设计孙传杰，田凯，楚子林，杨敬然，张中磊（天津电气科学研究院有限公司，天津300180）交流恒流源被广泛应用于低压电气设备的型式试验，当前市场份额基本被国内产品占据。
大功率交流恒流源电路设计-001
大功率交流恒流源电路
恒流源电路如图1所示：
图1交流恒流源电路
在图1中，应保证R3=R5=R6=R7，这样输出的电流比较稳定，同时R2应该尽可能的小，这样R2上面能耗就比较少。
图1中，R4是负载，当R2和输入电压V1保持不变的情况下，流过R4上的电流基本上保持不变，即可以认为是恒流。
下面的图2，图3，图4都是仿真结果图。
通过仿真可以看出，当其他条件都不变的情况下，仅仅改变负载的阻值，即R4的值，输出电流基本上不变。
由于LM1875具有交流和直流对地短路的保护功能和超载过热保护电路，可以输出最大功率为30W，因此，此电路可以输出的电流比较大。
理论上，如果R2为30欧，最大的电流可以输出将近1A。
图2
图3
图4。
大功率恒流源的设计
大功率恒流源的设计恒流源（Constant Current Source）是一种电子设备，它能够提供并保持稳定的输出电流，无论负载的电阻值如何变化。
在电路设计中，常常需要使用恒流源来驱动负载，例如LED、激光二极管等。
本文将介绍大功率恒流源的设计过程。
首先，我们需要明确设计的要求和限制条件。
在设计大功率恒流源时，需要考虑以下几个关键参数：1.输出电流范围：确定所需的输出电流范围，以满足特定负载的要求。
2.输出电压范围：选择适当的输出电压范围，以满足特定负载的工作电压需求。
3.输出功率：根据负载的功率需求，确定所需的输出功率范围。
4.稳定性：确保输出电流的稳定性，以防止负载中的电压和电流波动。
接下来，我们将介绍大功率恒流源的设计步骤：步骤1：选择适当的电流源在设计恒流源之前，我们需要选择适当的电流源。
一般来说，常用的电流源包括运算放大器、普通二极管、场效应管等。
选择电流源时要注意其输出电流范围和稳定性。
步骤2：设计电流反馈环路为了实现恒流源的稳定性，我们需要设计电流反馈环路，使输出电流与参考电流保持一致。
这可以通过负反馈来实现，其中负载电流与参考电流比较，并通过控制电流源来实现输出电流的调节。
步骤3：选择适当的功率放大器为了实现大功率输出，我们需要选择适当的功率放大器。
常见的功率放大器包括MOSFET、功率晶体管等。
选择功率放大器时要考虑其最大功率输出和效率。
步骤4：设计电源供应为了提供足够的电源供应，我们需要设计适当的电源电路。
这可以通过使用变压器、整流器和滤波电容等组件来实现。
步骤5：进行样品测试和优化完成恒流源的设计后，我们需要进行样品测试和优化。
这包括测量输出电流的稳定性、负载调整的响应速度等。
根据测试结果，我们可以对电路进行优化和改进。
最后，根据设计需求和实际应用要求，我们可以选择适当的元件和电路拓扑来实现大功率恒流源。
在设计过程中，需要综合考虑电流范围、电压范围、功率输出和稳定性等因素，并进行适当的测试和优化。
大功率恒流源设计
大功率恒流源设计引言：一、设计原理：二、设计步骤：1.选定电路拓扑结构：根据需求和应用场景，选择适合的电路拓扑结构。
常见的大功率恒流源电路结构包括串联电流源、并联电流源和开环式电路。
2.选择功率器件：根据设计要求和工作条件，选择适合的功率器件。
功率器件的选择应考虑其功率损耗、工作电流和温度特性等因素。
3.设计控制电路：根据电路拓扑结构和选定的功率器件，设计和实现控制电路。
控制电路通常包括电流传感器、比较器、放大器、反馈电路和输出控制电路等。
4.优化设计参数：通过参数调节和性能测试，优化设计参数，以提高大功率恒流源的稳定性和输出精度。
5.安全保护设计：为了保护设备和用户安全，设计必须包括过流保护、过热保护和短路保护等安全保护机制。
三、实例分析：以串联电流源设计为例，以下为具体实例分析：1.电路拓扑结构选择：选择串联电流源拓扑结构，其中包括反馈控制回路和输出限流器。
2.选择功率器件：选择适合的功率晶体管，要求具有较大的电流承受能力和低热阻。
3.设计控制电路：设计反馈控制回路，包括电流传感器、比较器和放大器等。
选择合适的电流传感器，如霍尔传感器或电流互感器，用于测量输出电流的值。
比较器用于将测量值与设定值进行比较，并产生误差信号。
放大器用于放大误差信号，并通过反馈电路控制功率晶体管的驱动电压。
4.优化设计参数：通过参数调节和性能测试，优化电流源的输出精度和稳定性。
可以进行校准来调整电流源的输出电流与设定电流之间的差异。
5.安全保护设计：为了保护设备和用户安全，设计必须包括过流保护、过热保护和短路保护等安全保护机制。
过流保护可以通过开关或保险丝实现，过热保护可以通过温度传感器和风扇进行控制，短路保护可以通过电流限流器实现。
四、总结：设计大功率恒流源需要考虑功率晶体管的选择、电路的拓扑结构和控制电路的设计等因素，还需要进行参数调节和性能测试以优化设计。
此外，为了确保安全，还需要包括过流保护、过热保护和短路保护等安全保护机制。
大功率精密恒流源系统设计
大功率精密恒流源系统设计作者：耿振野鲍学良陈广秋来源：《中国新技术新产品》2010年第13期摘要:本文采用嵌入式控制器设计并制作了一智能化的数控直流电流源,该电流源在工频输入,输出直流电压小于10V的情况下,通过调整加键和减键可使输出电流在200mA～2000mA范围内连续可调,且在改变负载电阻的情况下输出电流的精度可达到0.05%,纹波电流小于2mA;所设计的电流源具有输出稳定,精度高,使用操作简单,功能扩展方便,效率高等特点。
关键词:嵌入式控制器;过流保护;接口电路;键盘显示1 概述恒流亦可叫稳流,意思相近,一般可以不加区别。
与恒压的概念相比,恒流的概念就难于理解一些了,因为日常生活中恒压源是多见的,蓄电池、干电池是直流恒压电源,而220V交流电,则可认为是一种交流恒压电源,因为它们的输出电压是基本不变的,是不随输出电流的大小而大幅变化的。
恒流源性能的主要参数如下:1.1 稳流系数Si:在负载和环境温度保持不变的条件下,输出电流的变化量与输入电压的变化量之比称为恒流源的稳流系数,并以Si表示。
输出电阻Ro:在输入电压和环境温度保持不变的条件下,输出电流的变化量和输出电压的变化量之比的倒数称为恒流源的输出电阻(即等效内阻)并用Ro表示。
1.2 电流温度系数 I:在输入电源电压和负载电阻保持不变的条件下,输出电流的变化量和环境温度的变化量之比值称为恒流源的电流温度系数,并记以 I表示。
1.3 电流稳定度Yi:上述定义的三个参数外,在使用中,对恒流源质量最直接的评述标准应该是输出电流自身的相对变化(当上述三个条件不变的情况下),叫电流稳定度,记作Y(i)。
2 系统组成和工作原理本文所设计的数控直流稳流电源由整流滤波,调整电路,输出电压电流取样电路,电压比较放大电路,控制器,数字电位器等几部分组成,原理方框图如图1所示:具体的工作原理为:输入交流电经变压器降压,整流滤波和三端稳压器稳压后产生12伏输出作为辅助电源,提供给运放及后续电路使用,当输入电压由于电源电压或负载电流变化引起变动时,则变动的信号经稳压取样电路与基准电压相比较,其所得误差经比较放大器放大后,再经放大电路控制调整管使输出电压调整为给定值。
大功率半导体激光器恒流源设计
一个以ｙ卧，为参考范围（０一～１．２５Ｖ）的电流控制电
电压的采样信号‰与参考电压以的差值经误差放大
器Ｅ放大后，输出电压值为‰，然后Ｅ。山（由‰缓冲
压咋。ｏＧ和输出电流检测电阻尺。，工作，而‰ｏＧ通过分 压电阻Ｒ。和尺砬设定。若取定‰ｏｃ—ＶＫ，＝一０．４Ｖ，
因为ＬＴｌ６２０内部有一个１０倍增益的电流放大器，则
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｃｏｎｓｔａｎｔ－ｃｕｒｒｅｎｔ
ＺＨＡＮＧ
ｓｏｕｒｃｅ
ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ
Ｃｈｅｎ－ｇａｎｇ
Ｒｕｉ－ｆｅｎｇ，ＫＯＮＧ Ｌｉｎｇ—ｈａｎｇ，ＬＶ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｉ舳ｊｉｎ ｈｉ出ｓｔａｂｉｌｉｔｙ
（Ｓｃｈｏｏｌ
ＬＴＣｌ６２５。该电路有两种工作模式：恒压模式和恒流
主开关管Ｍ。工作在关闭状态时，同步开关管Ｍ： 导通，电感￡。两端电压为负，电感电流线性下降，此
时Ｍ：导通压降： 圪“。。）＝ｙｓＷ—ｙＰｃＮＤ＝一厶．Ｒｄ“。） 经检测放大器Ｂ放大后波形如图２左上角中％。 ＭＯＳＦＥＴＳ的漏极Ｄ到源极Ｓ电压通过ＬＴＣｌ６２５ 芯片的ＴＫ，ＳＷ和ＰＧＮＤ管脚来检测。检测放大器Ｔ 和Ｂ只在相应的ＭＯＳＦＥＴ管导通时测量并放大这些 （２）
小电流限制必须设定在由ＬＴｌ６２０控制的预定输出电 流值以上。ＬＴｌ６２０电流检测放大器通过‘。脚控制
２．３．１
恒压模式当电路的输出为开路，或者当负载
电阻阻值大于预设电压与预设电流的比值时，电路就 工作在恒压模式。在此时，ＬＴｌ６２０不控制反馈回路。 输出电压的大小将由输出电压分压器尺。。和Ｒ以控制保
持在固定值ｋ。
２．３．２恒流模式
当负载电阻阻值小于预设电压与 预设电流的比值时，电路就工作在恒流模式。此时，实 际的负载电流，ｌ州等于预设电流乙。 电路选择工作在恒流模式，即ＬＴＣｌ６２５电路的最
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。
大功率恒流源的设计
大功率恒流源的设计设计要求：1. 输出功率达600W,输出电压可调的恒流源；2. 输出电压有效值：24～48V （之间随意值均可）；对应输出电流：25～12.5A ；3. 输出电压频率：f ＝50～100Hz （可设置，分辨率为1 Hz ）；4. PWM ，D 类功放；5. 单片机控制LCD 显示电压电流值。
系统原理框图：D 类功放模块方案方案一：首先产生50～100Hz 正弦波信号，将其与频率为数十千赫的三角波信号分别加到电压比较器的正反相输入端进行调制，产生脉宽可变的调制波，调制波的包络线为50～100Hz 的正弦波形。
将调制波进行开关放大，输出功率信号，最后滤波电路，得到低频率的50～100Hz 大功率电压信号。
信号发生器 D 类功放 负载测量MCU 控制及LCD 显示 大功率电源H桥也可用单电源供电要想达到600W的输出功率，大功率电源必须可以提供600W的功率才行，要实现输出电压可调，则需要VCC可调，此处打算采用电压可调的开关电源供电。
单电源供电可生成±VCC的高频脉冲信号；双电源供电则可生成±2VCC的高频脉冲信号，便于得到更大的功率。
此方案的问题是：通过四个大功率开关管组成的H桥后，负载电阻上的电压是浮着的，从测量安全考虑需要有接地端。
负载输出问题有两个方案:1.可以采用分压的方式来进行转换，并联上大电阻就可以忽略其分流作用，这样输出端子的电压和负载两端的电压还需要一个倍数转化的关系。
2.利用变压器进行隔离，使输出有接地端。
差分比例运算电路（极性转换）本设计采用变压器进行浮地转换。
系统测量模块：电流测量：通过电流互感器。
电压测量：分压之后进行采样。
一种双极性输出大功率压控恒流源设计方案
一种双极性输出大功率压控恒流源设计方案双极性输出大功率压控恒流源是一种用于电子设备测试和研发的重要工具。
它能够提供可调控的电流输出，同时具备双极性的输出功能，可以在正负电压范围内提供恒定的电流。
在设计双极性输出大功率压控恒流源时，我们需要考虑以下几个方面的因素。
首先，我们需要选择合适的功率放大器。
功率放大器是双极性输出大功率压控恒流源的核心组成部分，它能够将输入的电流信号放大到所需的电压范围。
在选择功率放大器时，我们需要考虑其功率输出能力、线性度和带宽等参数。
通常情况下，我们可以选择专用的功率放大器芯片，如OPA541等。
其次，我们需要设计电流控制电路。
电流控制电路能够根据输入的电流命令信号控制功率放大器的输出电流。
常见的电流控制电路包括PID控制电路和反馈控制电路。
PID控制电路通过比较输入电流和实际输出电流的差异，调节功率放大器的放大倍数来实现精确的电流控制。
反馈控制电路通过采集功率放大器输出电流进行反馈，调节功率放大器的工作点来实现恒定的电流输出。
在设计电流控制电路时，我们需要考虑控制精度、带宽和稳定性等因素。
另外，我们还需要设计电源供应电路。
电源供应电路能够为功率放大器提供稳定的电源电压和电流。
在设计电源供应电路时，我们需要考虑电源噪声、电源纹波和稳定性等因素。
一般情况下，我们可以选择带有稳压功能的电源模块，如LM317或LM337等。
此外，为了保护功率放大器和负载，我们还需要设计保护电路。
保护电路能够在输出电流过大或过载时及时切断功率放大器的工作，以避免损坏。
常见的保护电路包括过流保护电路和过热保护电路。
过流保护电路能够通过检测功率放大器输出电流，当电流超过设定值时切断功率放大器工作。
过热保护电路能够通过检测功率放大器的温度，当温度超过设定值时切断功率放大器的工作。
在设计保护电路时，我们需要考虑保护精度、响应时间和可靠性等因素。
最后，我们还需要设计控制接口电路。
控制接口电路可以通过外部控制信号来调节双极性输出大功率压控恒流源的工作参数，如电流范围、电压范围和输出阻抗等。
基于PSoC大功率LED恒流源驱动器的设计
［ ］欧阳明星． １ 多路输 出精密 电镀 恒 流 源设 计 ［ ］ Ｊ ．电测 与仪 表 ，
２ ０ ，１ １ ）：５—６ ． ０ ７ １ （２ ５ １
［ ］范新强 ， ２ 姚兴辉． 于单 片机控制 的高精度 直流电流 源系统 的 基 开发［ ］ 工矿 自动化 ，０ ６，２ ６ ：９— ０ Ｊ． ２０ １ （ ）４ ５ ．
通 过显示 电路实现 电流值显示 。
整流滤波 卜 调整电路 叫
辅 助 电源
放大 器
保护 ， 能确保其工作安全 可靠 。
３ 在 智 能照 明 中的应用
Ｐｏ Ｓ Ｃ采用 发射芯 片 Ｃ Ｒ ７ ３ ， 用赛 普拉 斯 宽 Ｙ Ｆ９ ６ 采
带 （ｙｒｅ ｆ ｅｔ， ｙ ｉ 方 案 。２ ４Ｇ ｚ ｃｐｅｓ ｄｌｙ Ｃ Ｆ） ｉ ｉ ． Ｈ 频段 非 常 拥 挤， 且干扰 和噪声强 。该 解决 方案 采用 了直接 序列 展
．
ＡＤ ， Ｉ 。
ｌ
主
பைடு நூலகம்
主
送 出去 ； 收端将 收到 的信号解调之后 ， 接 再用直接序 列 展频编码相反 的程 序将数 据解 出。 同时 ， 方案 还具 有 多通道 、 低功耗等特点 。
在 Ｃ Ｆ 方案中 ，ｓＣ采用发射芯片 Ｃ Ｒ ７ ３ ｙｉ Ｐｏ Ｙ Ｆ ９ ６实
４ 结束 语
本 系统以具有丰富片上资源的赛普拉斯 Ｐ ｏ Ｓ Ｃ作为
控制核心 ， 减少 了外 部 电路设计 ， 约设计时 间和板上 节
２ 软件 系统设 计
软件系统 的任务主要有 Ａ Ｄ转换 、 ／ ／ Ｄ Ａ转换 和调 整处理等 。主系统加 电后 ， 首先 完成系统初始化 ， 打开 中断 ； 无线信号扫描程序 。获取 预置电流值后 ， 根据预 置值完成设定 电流值 ， 并通 过 Ｌ Ｄ显示输 出电流值及 Ｃ 系统工作是否正常 ］ 。主程序 流程如图 ３ 所示 。
大功率LED恒流源调光电路设计
动力与电气工程LED是英文light emitting diode(发光二极管)的缩写,大功率LED照明具有工作电压低,光效高,是研究的一种方向,在LED控制系统中,恒流源是一个重要的单元[1]。
目前国内外一般用于LED的恒流源功率较小,调光研究较少,本文设计用X9312U,89C52,3N 5457等组成大功率L ED 恒流源调光电路,并将该电路用于2009年全国大学生电子设计竞赛试题I,作品获河北省三等奖。
1 系统组成大功率LED恒流源调光电路系统组成如图1所示,首先由单片机89C52读取键盘信息,获取要求,通过运算获得控制信息,并将此信息分别传输到显示和数字电位器X9312U,修改其X9312U记忆的值,再经过V/I转换电路,得到LED系统所需要的可调恒流信号,控制大功率LED灯调光。
2 主要硬件电路2.1单片机与X 9312U 、液晶显示及键盘的接口设计89C 52是八位单片机,P13～P17与键盘电路连接,构成输入系统;P00～P07和P10～P12与显示电路连接构成显示系统;P25～P27同X9312构成调压环节。
端口分配如图2,单片机首先分析键盘电路是否发出指令,如发出则处理指令,送显示电路和调压电路,如键盘未发出指令,显示电路继续接受原显示指令,而调压电路保持原有状态不变。
2.2调压电路设计调压依靠X9312完成,连接如图2,VCC 与V S S 提供电子电位器工作必须的电能,大功率L E D 恒流源调光电路设计王询1 鹿霞1 向波2(1.唐山供电公司 河北唐山 063000; 2.唐山学院 河北唐山 063020)摘 要:设计了一种以数字电位器X9312结合单片机的可调恒流电路,给出了系统组成,硬件电路设计,作品进行了测试,并将该设计主要方案用于2009年大学生电子设计竞赛设计制作,达到了要求。
关键词:X9312 恒流源 V/I电路 LED 中图分类号:TP202文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)11(b)-0091-03Abstract:This paper designs a adjustable current source based on the microcon-troller and the Numerical electric potentialmachine X9312;And then it introduces the system components,hardware circuit design,The work carries on the test,The design applies attain the request to 2009 national university student's electronicses to design the match.Key Words:X9312;Current Source;Voltage to Current Conversion Circuit;LED图1 系统组成框图图2 L E D 恒流调光电路原理图. All Rights Reserved.图3 调光系统主程序流程图图4 大功率L E D 恒流源调光电路系统作品(a)LED工作电压9.03V数据曲线(b)LED工作电压11.9V数据曲线图5 L E D 不同工作电压时输入电压与电流特性曲线CS 为片选信号,高电平时X9312输出保持过去记忆数值;CS 为低电平时U/D 控制输出变化升降方向;在CS 、U /D 满足要求INC 负边沿触发控制升降,X9312每次变动1%;V H 、V L 是电子电位器的固定端,V W 是滑动端,当U/D 为高电平VW 向VH 滑动,高电平V W 向V L 滑动。
大功率LED照明恒流驱动电源的设计要点
大功率LED照明恒流驱动电源的设计电源失效时负载断开，这种功能在下列两种情况下至关重要，即断电和PWM调光。
如图2所示，在升压转换器断电期间，负载仍然通过电感和二极管与输入电压连接。
这样即使电源已经失效，还会继续产生一个小泄漏电流，极大缩短了LED的寿命。
负载断开在PWM调光时也很重要。
在PWM空闲期间，电源已经失效，但是输出电容器仍然与LED连接，它会通过LED放电，直到PWM脉冲再次打开电源。
实施负载断开电路时，最好在LED和电流传感电阻器之间放置一个MOSFET。
在路灯照明设计中,一般要求白天有自动关闭功能,可以在电路中间增加光敏电阻,在白天光线照射下阻值改变使那个MOSFET停止工作，当然也可以使后级DC/DC停止工作。
图2 大功率LED保护器在许多情况下，利用低频(50～200Hz)PWM方式调节LED电流非常方便，通过控制脉冲宽度来调节亮度。
这种调节方法的优点在于光谱保持不变，而采用幅度调节时，光谱会随着流过LED电流的变化而改变。
一般来说，低频PWM调光电路的效率比线性LED调光电路更高。
在路灯照明设计中,一般需要在半夜某时将路灯照度减低一半,节能降耗。
可以在电路中间增加定时器，到时间输出50%占空比即可功率减半。
防水设计，按使用环境分为户外、户内。
目前的防水电源大多是以环氧树脂作为防水密封填充材料，颜色主要为黑色，当然也有白色以及其他一些颜色。
有少数厂家采用了其他的防水填充材料。
重要的是它要能经得起高温、冷冻、雨水以及一些腐蚀性物质的浸袭。
100W的LED路灯可以替代250W的高压钠灯，或300W的水银灯。
100W的LED路灯,其输出光通量大约为6 250lm(经过二次光学设计,会有所损失)，到达路面时的流明数仍为6000，而路面的平均照度可以达到16Lux(杆高12m)。
250W高压钠灯的输出光通量为20 000lm，但到达路面的流明数就只有7000，路面的照度大约为30～40Lux。
功率恒流源负载电路设计
功率恒流源负载电路设计
设计功率恒流源负载电路时，需要考虑多个方面，包括电路的稳定性、可靠性、效率等。
首先，功率恒流源负载电路的设计需要确定所需的电流范围和电压范围，以及负载的特性，例如负载的阻抗变化范围。
接下来，选择合适的功率器件，例如晶体管、场效应管等，以及电流检测元件，如电流传感器或电流互感器。
这些元件需要能够稳定地工作在所需的电流和电压范围内。
在设计过程中，需要考虑电路的稳定性，包括防止电压和电流的波动，以及防止负载变化对电路的影响。
可以采用反馈控制的方法，例如使用运放和反馈电路来实现稳定的电流输出。
此外，还需要考虑电路的保护功能，例如过压保护、过流保护等，以确保电路和负载的安全运行。
另外，效率也是设计中需要考虑的重要因素。
选择合适的功率器件和控制方法，以最大限度地提高能量转换效率。
同时，还需要考虑散热和功率损耗的问题，设计合理的散热系统，以确保电路长时间稳定工作。
最后，设计功率恒流源负载电路时，还需要考虑实际应用场景
和成本因素。
根据实际需求选择合适的元件和控制方案，以实现性能和成本的平衡。
综上所述，设计功率恒流源负载电路需要综合考虑稳定性、效率、保护功能、实际应用需求和成本因素，通过合理选择元件和控制方案来实现稳定可靠的电路设计。
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大功率恒流源的设计
设计要求：
1. 输出功率达600W,输出电压可调的恒流源；
2. 输出电压有效值：24～48V （之间随意值均可）；
对应输出电流：25～12.5A ；
3. 输出电压频率：f ＝50～100Hz （可设置，分辨率为1 Hz ）；
4. PWM ，D 类功放；
5. 单片机控制LCD 显示电压电流值。
系统原理框图：
D 类功放模块方案
方案一：
首先产生50～100Hz 正弦波信号，将其与频率为数十千赫的三角波信号分别加到电压比较器的正反相输入端进行调制，产生脉宽可变的调制波，调制波的包络线为50～100Hz 的正弦波形。
将调制波进行开关放大，输出功率信号，最后滤波电路，得到低频率的50～100Hz 大功率电压信号。
信号发生
器 D 类功放 负载
测量
MCU 控制及
LCD 显示 大功率
电源
H桥也可用单电源供电
要想达到600W的输出功率，大功率电源必须可以提供600W的功率才行，要实现输出电压可调，则需要VCC可调，此处打算采用电压可调的开关电源供电。
单电源供电可生成±VCC的高频脉冲信号；双电源供电则可生成±2VCC的高频脉冲信号，便于得到更大的功率。
此方案的问题是：
通过四个大功率开关管组成的H桥后，负载电阻上的电压是浮着的，从测量安全考虑需要有接地端。
负载输出问题有两个方案:
1.可以采用分压的方式来进行转换，并联上大电阻就可以忽略其分流作用，这样输出端子的电压和负载
两端的电压还需要一个倍数转化的关系。
2.利用变压器进行隔离，使输出有接地端。
差分比例运算电路（极性转换）
本设计采用变压器进行浮地转换。
系统测量模块：
电流测量：通过电流互感器。
电压测量：分压之后进行采样。