直流可调恒流源设计说明
数控直流恒流源的设计 (附外文翻译)
数控直流恒流源的设计摘要直流恒流源是提供稳定直流电流的电源装置，是科学实验和设备调试中的一种必备设备。
本文介绍了采用AT89C51单片机为主控制器，通过键盘来设置直流恒流源的输出电流，并由数码管显示电流设定值的数控直流恒流源。
本系统由单片机程控设定数字信号经过D/A转换器输出模拟量，再经过V/I转换电路的转换输出不同的电流。
输出电流范围为10～100mA，电流设置步进为1mA，输出电流调整率≤2%。
本文主要分析了数控直流恒流源系统的设计需求，阐述了数控直流恒流源的软硬件的设计原则，介绍了数控直流恒流源各模块电路的功能及设计思路，完成了数控直流恒流源系统的全部设计，给出了完整的电路图和程序。
本文设计的重点是单片机主控系统和D/A转换电路，设计的难点是高线性、高稳定度的电压/电流转换电路（V/I转换电路）。
测试结果表明，本系统能满足需要高稳定度的小功率直流恒流源领域的应用要求。
关键词数控恒流源 V/I转换ABSTRACTNumerical control DC constant current source is to provide a stable DC power devices, and equipment for scientific experiments debugging necessary equipment. This paper instructed the numerical control DC constant current source which makes use of the AT89C51 version single chip microcontroller is the main controller in this system, while the set value and the real output current can be displayed by LED. In this system, the digitally programmable signal from Single Chip Micro controller is converted to analog value by D/A converter, and then transited by voltage/current converter circuit, so adjustable output different current. Output current range of 10~100mA, current set of 1mA step, the output current adjustment rate of less than 2%.This paper analyzes the numerical control DC constant current source system design needs, expounded numerical-controlled DC constant current source of the hardware and software design principles, instructed the numerical-controlled DC constant current source circuit of the module function and design ideas, completed the numerical-controlled DC current source of all design, and the circuit is complete and procedures. This paper focuses on the design of the control system microcontroller and D/A Conversion Circuit, The difficulty in the design of high linearity, high stability of the voltage/current converter circuit (V/I Conversion Circuit). The test results have showed that it can be applied in need areas of constant current source with high stability and low power.KEY WORDS numerical control constant current source V/I convert目录前言 (1)第1章系统总体设计 (2)1.1 系统设计任务与要求 (2)1.1.1 系统设计任务 (2)1.1.2 系统设计要求 (2)1.2 重点研究内容与实现方法 (2)1.2.1 重点研究内容 (2)1.2.2 实现途径及方法 (3)1.3 系统总体方案设计 (3)1.3.1 主控模块 (3)1.3.2 键盘与显示模块 (4)1.3.3 恒流源模块 (4)1.3.4 存储器扩展模块 (4)1.3.5 电源模块 (5)1.3.6 系统原理框图 (5)第2章系统硬件各功能模块的设计 (6)2.1 主控模块的设计 (6)2.1.1 AT89C51单片机简介 (6)2.1.2 D/A转换电路的设计 (7)2.1.3 恒流源电路的设计 (9)2.1.4 数据存储器的扩展 (10)2.1.5 系统资源分配 (11)2.2 人机接口的设计 (12)2.2.1 键盘的设计 (12)2.2.2 显示电路的设计 (14)2.3 系统抗干扰设计 (15)2.3.1 看门狗电路的设计 (15)2.3.2 电源供电系统的设计 (16)2.3.3 基准电压的设计 (17)第3章控制软件的设计 (19)3.1 主程序的设计 (19)3.1.1 读写EEPROM子程序的设计 (19)3.1.2 键盘处理子程序的设计 (20)3.1.3 D/A转换子程序的设计 (20)3.2 键盘中断服务程序的设计 (21)3.3 显示中断服务程序的设计 (21)3.1.1 正常显示程序模块 (21)3.1.2 闪烁显示程序模块 (21)第4章系统调试 (28)4.1 硬件仿真调试 (28)4.2 软件的调试 (31)4.3 数据测试及误差分析 (35)第5章结论 (41)致谢 (42)参考文献 (43)附录1：电路原理图 (44)附录2：源程序 (48)附录3：英文原文 (62)附录4：中文译文 (69)前言直流恒流源是提供稳定直流电流的电源装置，是科学实验和设备调试中的一种必备设备。
直流恒流源使用..
Ver1.0●设备使用前必须仔细阅读使用说明书●本说明书以24路输出，显示从01—24为准，其他路数及显示自行替换即可●设备操作及维护人员需经培训后方可操作维修一、产品简介直流恒流源是一款多路可设的恒定电流输出设备。
每路电流可从0到999mA 自由设定。
二、技术参数●工作环境：0℃--55℃，无凝露●工作电源：AC220V50HZ●接地电阻：小于5欧姆●恒流特性：正负2mA●电流范围：0—1000mA（负载电阻小于45欧姆）●工艺参数存储数：最大128个三、操作说明面板示意图●开机机柜内有三个空气开关，分别控制风扇、开关电源、变压器的输入电源。
正确接入电源后，合上这三个空气开关，关上柜门，此时数码管从左到右会显示“1，2，3，4，5”，表示开机正常。
●编辑工艺（新建或修改）工艺参数最大可存储128个，建议使用001—099号工艺。
每种工艺在编辑前为不确定值，必须人工编辑后方可使用。
其中101—108号工艺为测试工艺，120、121号工艺为系统参数，请勿使用。
需要编辑工艺时（需在非运行状态），按“编辑工艺”键，数码管只显示右边3位“000”，表示要输入密码（初始密码为535）。
如果输入密码错误，将会显示“000”，可重新输入。
输入密码成功后，右3位会表示要修改的工艺号，显示为“001”，表示第一号工艺，同时最右一位会闪烁，表示当前该位可修改，这时可直接按“确认”开始编辑该工艺（001号工艺）中的24路电流值，也可以通过上下左右键设置其他想编辑的工艺号（上下键调节修改位的数值，左右键切换要修改的位），然后按“确认”键开始编辑选择的工艺号对应的工艺。
按下“确认”后右边4位都不显示，最左边两位的通道值会自动变成01，这时可直接按“确认”开始编辑该通道中的电流值（不可修改通道号），按“确认”，右边3位数码管会显示当前通道的电流值，这时可以通过上下左右键来修改该电流值（操作参考修改工艺号，当然也可以直接按“确认”），修改完后按“确认”通道值会自动加1（加到24后会返回为01），重复上述操作，就可以对选中工艺的24路通道电流值进行赋值。
30V3A 恒压恒流直流可调稳压电源
30V3A 恒压恒流直流可调稳压电源电路特点(1)数字电压表电压上图电流显示，显示精度0.1 V上图0.01A(2)过流保护功能，限制电流通过电流表设置。
即具有恒流功能。
此功能在维修、调整有短路故障的电路时可以防止电流过大而烧毁线路板或稳压电源本身。
(3)具有自动风扇控制电路，电源调整管散热片超过55℃时自动启动散热风扇。
工作原理主电路：图1由1M31 7、Q1、Q2组成。
是1M31 7的典型扩流应用电路。
未采用目前流行的大功率稳压集成电路1M338,是因为它的过流保护功能太灵敏，瞬间超过5A即进入保护状态，而小型电动工具(如小电钻、直流电机)的启动电流往往超过5A且不能带感性负载，这一点我已经试验过。
电流表取样电阻R6如果采用康铜丝绕制，由于阻值太小，即使事先用电桥精密测好，加上接点(焊点)电阻也会超出误差范围。
这里采用0.12Ω水泥电阻，电流产生的压降经RP3调整后送至满度为2V的电压表头，电流满度为20.00A。
控制电路如图2所示。
恒流控制电路由电压比较器1M393的一个比较器构成，RP4为电流调整电位器，由IC5产生的精密电压基准(约2.5-2.6V)经RP3分压后送至IC6的反相输入端。
由RP4分压后产生的电流取样电压送至IC6的同相输入端。
如果实际电流超过设定的恒流值，IC6输出高电平，Q4导通，1M317调整端电位下降→输出电压下降→输出电流下降，直至实际电流等于设定电流值。
同时Q3导通，发光二极管VD6显示处于恒流状态。
短路保护功能：1M317本身具有完善的保护功能，但输出短路时并不能保护扩流功率管。
短路时输出电流远大于设定的电流值使Q4完全导通，1M317的输出为最小值(约1.2V)此时实测显示的短路电流值约4-5A。
虽然限制了短路电流，但由于扩流功率管的耗散功率较大，时间长还是有危险最好加装输出短路保护保险管(5A)。
J2为电流设置/显示转换继电器。
处于1位置时，电流取样电阻R6的压降经RP3调整后送至电流表，显示当前的实际电流。
输出可调直流稳压电源的设计
输出可调直流稳压电源的设计一、任务设计并制作如图1所示虚线框内的可调直流稳压电源，输入交流电压AC175~235V，输出电压可调，具有输出恒流限制功能，且限制电流可调。
图1可调直流稳压电源框图二、要求在电阻负载条件下，使电源满足下述要求：1．基本要求（1）输出电压V O：DC0~30V可调；（2）输出恒流限制：0~3A可调；（3）输出噪声纹波电压峰-峰值V OPP≤1V（u1=AC220V,V O=30V,I O=3A）；（4）D C-DC变换器的效率η≥70%（u1=AC220V,V O=30V,I O=3A）；2．发挥部分（1）进一步提高效率，使η≥85%（u1=AC220V,V O=30V,I O=3A）；（2）具有输出电压、电流步进调节功能，电压步进0.1V，输出电流限制步进0.1A；（3）具有输出电压、电流的测量和数字显示功能。
（4）其他。
三、说明（1）由于输入电压较高，调试与测试时一定要注意安全！（2）D C-DC变换器不允许使用成品模块，但可使用开关电源控制芯片。
（3）u1可由自耦调压器调节，DC-DC变换器（含控制电路）只能由Udc 端口供电，不得另加辅助电源。
（4）本题中的输出噪声纹波电压是指输出电压中的所有非直流成分，要求用带宽不小于20MHz模拟示波器（AC耦合、扫描速度20ms/div）测量V OPP。
（5）D C-DC变换器效率 =P O/ P IN，其中P O＝U O I O，P IN＝U DC I DC。
（6）电源在最大输出功率下应能连续安全工作足够长的时间（测试期间，不能出现过热等故障）。
（7）制作时应考虑方便测试，合理设置测试点。
（8）设计报告正文中应包括系统总体框图、主要元器件的参数计算与选型，核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。
完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出。
四、评分标准。
数控直流恒流源的设计与制作
数控直流恒流源的设计与制作数控直流恒流源的设计与制作本数控直流恒流源系统输出电流稳定，输出电流可在20mA~2000mA范围内任意设定，不随负载和环境温度变化，并具有很高的精度，输出电流误差范围±4mA，因而可实际应用于需要高稳定度小功率直流恒流源的领域。
1 系统原理及理论分析1.1单片机最小系统组成单片机系统是整个数控系统的核心部分，它主要用于键盘按键管理、数据处理、实时采样分析系统参数及对各部分反馈环节进行整体调整。
主要包括AT89S52单片机、模数转换芯片ADC0809、12位数模转换芯片AD7543、数码管显示译码芯片74LS47与74LS138等器件。
1.2系统性能本系统的性能指标主要由两大关系所决定，设定值与Ａ/Ｄ采样显示值（系统内部测量值）的关系。
内部测量值与实际测量值的关系，而后者是所有仪表所存在的误差。
1.3恒流原理数模转换芯片AD7543是12位电流输出型，其中OUT1和OUT2是电流的输出端。
为了实现数控的目的，可以通过微处理器控制AD7543的模拟量输出，从而间接改变电流源的输出电流。
从理论上来说，通过控制AD7543的输出等级，可以达到1mA的输出精度。
但是本系统恒流源要求输出电流范围是20mA~2000mA，而当器件处于2000mA的工作电流时，属于工作在大电流状态，晶体管长时间工作在这种状态，集电结发热严重，导致晶管值下降，从而导致电流不能维持恒定。
为了克服大电流工作时电流的波动，在输出部分增加了一个反馈环节来控制电流稳定，减小电流的波动，此反馈回路采用数字形式反馈，通过微处理器的实时采样分析后，根据实际输出对电流源进行实时调节。
经测试表明，采用常用的大功率电阻作为采样电阻R0，输出电流波动比较大，而选用锰铜电阻丝制作采样电阻，电流稳定性得到了改善。
电路反馈原理如下图所示。
2 总体方案论证与比较方案一：采用各类数字电路来组成键盘控制系统，进行信号处理，如选用CPLD等可编程逻辑器件。
可调恒流源
中南民族大学电子技术课程设计报告题目可调恒流电源学院计算机科学学院专业自动化年级 11 姓名学号指导教师2013年月日指导教师评语：作品50 制作质量20完成效果30报告30电路及说明10测试与分析15其他5答辩20展示内容10讲解回答10总分：指导教师签名：电子技术课程设计任务书设计题目：可调恒流电源学生姓名：学号专业班级：一、设计条件1．可选元件（1）选题规定的“可选、限选元件”（2）电阻、电容、电感、电位器等，按需使用（3）自备元件2．可用仪器万用表，示波器，交流毫伏表，信号发生器，直流稳压电源二、设计任务及要求1．设计任务根据技术要求和已知条件，完成选题电路的设计、装配与调试。
2．设计要求（1）选题规定的“设计内容和要求”；（2）选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。
包括：计算电路元件参数、选择元件、画出总体电路原理图；（3）用软件仿真整体或部分核心实验电路，得出适当结果；（4）装配、调试作品，按规定格式写出课程设计报告书。
三、时间安排1．第12周前：布置设计任务，讲解设计要求、实施计划、设计报告等要求。
2．第14周前：理解课题要求，准备元器件。
3．第15～16周：资料查阅，方案设计，模拟仿真，实际制作。
4．第17～18周：完成设计与制作，答辩，提交设计报告。
指导教师签名：年月日目录摘要关键字1、实验内容2、实验目的3、实验要求4、实验原理4.1降压4.2整流4.3滤波4.4恒流5、电路参数的计算及元器件的选择5.1变压器的选取5.2二极管的选取5.3滤波电容的选取5.4 三端集成稳压器LM3176、特殊器件的介绍7、系统整体电路图8、仿真电路图9、焊接与测试9.1焊接9.2安装9.3调试10、实验记录10.1实验数据10.2实验现象11、实验所需仪表和材料11.1元器件11.2所需工具和仪器12、课程设计心得体会参考文献致谢13、附录摘要恒流源又叫电流源、稳流源，它是能够向负载提供恒定电流的电源，它既可以为各种放大电路提供横流以稳定其静态工作点，又可以作为其有源负载，以体改放大倍数，并且在差动放大电路、脉冲产生电路中得到广泛应用。
关于可调恒压恒流电源的原理、特性及使用
关于可调恒压恒流电源的原理、特性及使用：恒压恒流的原理：根据U=IR，R=U/I：如果R>(U/I),则电源正常工作。
如果R<(U/I),I是恒定不变的，则电源恒流部分保护，输出电压下降，直到满足条件R=(U/I)。
特性：所谓的恒压，即电压可以恒定到一个值上，可调恒压，即这个恒定的电压值是可调的。
所谓的恒流，即电流可以恒定到一个值上，可调恒流，即这个恒定的电流值是可调的。
使用：可调恒压恒流电源在使用前需要先设置恒流保护值，再设置输出电压，然后开始工作。
首先将电源输出电压调到5V左右，短路输出，调整电流输出旋钮设置保护电流到你需要的值，撤消短路，调整电压到需要值，接上实验设备开始工作。
例如：一个电路的工作电压是12V所需电流约0.3A，操作如下。
将电源输出电压调到5V左右，短路输出，调整电流输出旋钮设置保护电流0.5A（要比工作电流略大），撤消短路，调整电压到12V，接上电路开始实验。
如果试验过程中电路板放到金属上部分电路短路了，使电流剧增，当电流上升到0.5A时，电源恒流保护部分工作随即使输出电压下降以保护试验设备。
常识了解：交流电压经过全波整流电容滤波后直流电压约是交流电压的1.414倍。
例如10V的交流电压经过全波整流电容滤波后直流电压约等于14V。
继电器切换点的选择：交流输入电压减去5V等于切换电压。
例如变压器抽头0-15V-25V-35那么第一级的切换电压是15V-5V=10V，即在10V 时切换到25V的抽头上。
第二级的切换电压是25V-5V=20V，即在20V时切换到35V的抽头上。
关于继电器切换与否可以测R17两端的电压来判断，R17电压（直流）除以1.414约等于当前的抽头电压（交流）。
调试前的准备：安装后经检查无误后（输出端的电容和二极管一定要装；3DF20要装到大的散热器上），如果您没有接电流表，请把电流表接点“A”短路，然后通电。
请参考原理图：测C1、C2电压，应在12-25V为正常。
数控直流恒流源设计方案与制作
数控直流恒流源地设计与制作本数控直流恒流源系统输出电流稳定，输出电流可在20mA~2000m/范围内任意设定，不随负载和环境温度变化，并具有很高地精度，输出电流误差范围土4mA,因而可实际应用于需要高稳定度小功率直流恒流源地领域1系统原理及理论分析1.1单片机最小系统组成单片机系统是整个数控系统地核心部分，它主要用于键盘按键管理、数据处理、实时采样分析系统参数及对各部分反馈环节进行整体调整•主要包括AT89S52单片机、模数转换芯片ADC0809 12位数模转换芯片AD7543数码管显示译码芯片74LS47与74LS138等器件.b5E2RGbCAP1.2系统性能本系统地性能指标主要由两大关系所决定，设定值与A / D采样显示值（系统内部测量值）地关系.内部测量值与实际测量值地关系，而后者是所有仪表所存在地误差•1.3恒流原理数模转换芯片AD7543是12位电流输出型，其中0UT1和OUT2是电流地输出端•为了实现数控地目地，可以通过微处理器控制AD7543地模拟量输出，从而间接改变电流源地输出电流•从理论上来说，通过控制AD7543地输出等级，可以达到1mA地输出精度.但是本系统恒流源要求输出电流范围是20mA~2000mA而当器件处于2000mA地工作电流时，属于工作在大电流状态，晶体管长时间工作在这种状态，集电结发热严重，导致晶管“值下降，从而导致电流不能维持恒定.为了克服大电流工作时电流地波动，在输出部分增加了一个反馈环节来控制电流稳定，减小电流地波动，此反馈回路采用数字形式反馈，通过微处理器地实时采样分析后，根据实际输出对电流源进行实时调节.经测试表明，采用常用地大功率电阻作为采样电阻R0，输出电流波动比较大，而选用锰铜电阻丝制作采样电阻，电流稳定性得到了改善.电路反馈原理如下图所示.p1EanqFDPw2总体方案论证与比较方案一：采用各类数字电路来组成键盘控制系统，进行信号处理，如选用CPLD等可编程逻辑器件.本方案电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于系统地扩展，对信号处理比较困难. 方案二：采用AT89S52单片机作为整机地控制单元，通过改变AD7543地输入数字量来改变输出电压值，从而使输出功率管地基极电压发生变化，间接地改变输出电流地大小.为了能够使系统具备检测实际输出电流值地大小，可以将电流转换成电压，并经过ADC0809进行模数转换，间接用单片机实时对电压进行采样，然后进行数据处理及显示•此系统比较灵活，采用软件方法来解决数据地预置以及电流地步进控制,使系统硬件更加简洁,各类功能易于实现,能很好地满足题目地要求•本方案地基本原理如图 2 所示.DXDiTa9E3d3模块电路设计与比较3.1恒流源方案选择方案一：采用恒流二极管或者恒流三极管，精度比较高，但这种电路能实现地恒流范围很小，只能达到十几毫安，不能达到题目地要求• 方案二：采用四端可调恒流源，这种器件靠改变外围电阻元件参数，从而使电流达到可调地目地，这种器件能够达到1~2000毫安地输出电流.改变输出电流，通常有两种方法：一是通过手动调节来改变输出电流，这种方法不能满足题目地数控调节要求；二是通过数字电位器来改变需要地电阻参数，虽然可以达到数控地目地，但数字电位器地每一级步进电阻比较大，所以很难调节输出电流•方案三：压控恒流源，通过改变恒流源地外围电压，利用电压地大小来控制输出电流地大小•电压控制电路采用数控地方式，利用单片机送出数字量，经过D/A转换转变成模拟信号，再送到大功率三极管进行放大.单片机系统实时对输出电流进行监控，采用数字方式作为反馈调整环节，由程序控制调节功率管地输出电流恒定•当改变负载大小时，基本上不影响电流地输出，采用这样一个闭路环节使得系统一直在设定值维持电流恒定•该方案通过软件方法实现输出电流稳定，易于功能地实现，便于操作，故选择此方案•电路原理图如图3所示.3.2反馈闭环方案选择RTCrpUDGiT方案一：采样电阻丄「上地电压-■ ■亠一，可知输出电流与采样电阻存在近似线性关系，因此可以从检测电阻，［上电压地大小来直接增减反馈深度.5PCzVD7HxA方案二：从采样电阻丄上得到一个反馈电压，由于采样电阻阻值比较小，在该电阻上地压降相应也小，为了提高系统控制地灵敏度，采用一级运算放大器对采样电压进行放大，再送到ADC0809进行A/D转换•数据由单片机系统进行相应处理，为了达到1mA步进，选用12位串行D/A转换器件AD7543可以满足题目要求，而且该芯片是采用串行数据传送方式，硬件电路简单•同时反馈系统控制灵活，易于达到1mA地步进要求•3.3控制单元方案选择由于要实现人机对话，至少要有10个数字按键和两个步进按键，考虑到还要实现其它地功能键，选用16按键地键盘来完成整个系统控制•显示部分采用8位LED数码管，而且价格便宜，易于实现•考虑到单片机地I/O端口有限，为了充分优化系统，采用外部扩展一片8155来实现键盘接口与显示功能电路原理如图4所示.jLBHrnAlLg3他1•和6W CS O46 6 OI 3US3 WEBOUTIOUT2恥A-thMD553S x-fli■**j|1-1K-»U2ZK4?・■?hbl-fZSW2ADCMK-6.4DBS占CCXZ丽S<AS)LEI™RTI*)I cgcxWE建t珈£31压控恒流源电路原理亠孝兰兰土m 亠亠■一主亠亠亠uzr>UD4 k0i EW 图4键盘及显示电路3.4电源方案选择方案一：用开关稳压电源给整机供电，此方案能够完成本作品电流源地供电 ，但开关电源比较复杂，而且体积也比较大，制作不便，因而此方案难以实现• 方案二：单片机控制系统以及外围芯片供电采用 78系列三端稳压器件，通过全波整流，然后进行滤波稳压.电流源部分由于要给外围测 试电路提供比较大地功率，因此必须采用大功率器件•考虑到该电流源输出电压在 10V 以内，最大输出电流不大于 2000mA ，由公式P=U*I 可以粗略估算电流源地功耗为20W.同时考虑到恒流源功率管部分地功耗 ，需要预留功率余量，因此供电电源要求能输出 30W 以上.为了尽量减少输出电流地纹波 ， 要求供电源要稳定，因此采用隔离电源，选用由LM338构成地高精度大电流稳压电源 •此方案输出电流精度高，能满足题目要求，而且简单实用，易于自制，故选用方案二•稳压电源原理如图5所示.3.5过压报警功能设计 为了使本数控直流电流源进一步智能化 ，考虑到要求输出电压不大于 10V ，因此系统测试部分设计了一个过压报警电路，用于对电压地实时监测 一旦有过压现象，控制器响应后会发出报警控制信号 •电路原理参见图3.4软件设计 根据实际地硬件电路，为了有效地减小纹波电流，用软件方法实现去峰值数值滤波，以减小环境参数对输出控制量地影响.软件设计主程序流程图和闭环比较子程序流程图；电流设置子程序流程图；键盘中断子程 序流程图；显示中断子程序流程图 .分别如下图所示. 根据本系统地实际要求软件设计可分为以下几个功能模块：4.1主程序模块MAIN:流程图如图6 所示.主程序负责与各子程序模块地接口和检查键盘功能号4.2闭环比较子程序模块 BIHUAN 流程图如图7所示.通过调用闭环比较子程序得出实际值与设定值地差值 ，如果是实际值大于设定值则将原来 地D / A 地入口数值减去这个差值再送去D/A 转换，如果是实际值小于设定值则把原来地D / A 地入口数值加上这个差值再送去转换 .如果输出值与设 定值仍然不一致，再将差值和设定值相加送 D/A 转换，以逐步逼近地形式使实际值和设定值相一致后通过 LED 把稳定地实际值显示出来.而逐步逼近.这也是结构化程序地要点（合理设置程序地顺序结构）通过键盘设置电流地大小，因为本系统最大输出电流是 2000m A ,所以该子程序兼有电流设 本系统采用外部中断1来实现实时扫描，使程序及时响应按键请求而无需顾虑其它程序无法考虑定时刷新显示，使得该显示子程序简单灵活，适用性广 .因此对本系统进行了全面地测试 ，分别为输出电流测试、步进电流测试、工作时间测试、负载阻值变化测试、纹波电流测试 .本系统测试采用地仪表如下：当测试系统电流分别 0〜200mA 和200mA ~2000mA 时，分别采用数字表DT 9801地200mA 档和10A 档.测试电压采用数字表XB-9208B 地2V 档和20V 档.测试纹波电流采用低频毫伏表DA — 16D 来测试纹波电压，但当测量值 与对应量程相差较大时，会有一定地误差.XHAQX74J0X 过程中地实际值不送显示因此减少了实际显示值地不稳定4.3电流设置子程序模块 SETUP 流程图如图8所示. 置合法性，也就是说设置电流不能大于 2000m A . 4.4键盘中断子程序模块 KEYSCAN 流程图如图9所示. 模块运行情况. 4.5显示中断子程序模块 LED:流程图如图10所示. 本系统采用定时中断 0来实现逐位动态显示,每位显示间隔固定为 2ms,使LED 输示非常稳定 5数据测试及分析数据测试是反映系统性能地重要指标比较以上两种方案地优缺点图2系统原理框图 ,方案二简洁、灵活、可扩展性好 能达到题目地设计要求，因此采用方案二来实现.LDAYtRyKfE03L M?4iO S9寻f-itOV=J二上』启血二5如加LM7SG5l\3 30fiu5稳压电源原理图9键盘中新子程序流程图版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article in eludes some parts, in cludi ng text, pictures, and desig n. 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直流电动机可调可控直流稳压电源的设计
第一章 绪论1.1 电机调速方案脉宽调制技术是利用数字输出对模拟电路进行控制的一种有效技术，尤其是在对电机的转速控制方面，可大大节省能量，PWM 控制技术的理论基础为：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。
按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。
直流电动机的转速n 和其他参量的关系可表示为a a ae U I R n C -=Φ∑ （1-1）式中 a U ：电枢供电电压（V ）。
a I ：电枢电流（A ）。
Φ：励磁磁通（Wb ）。
a R ：电枢回路总电阻（Ω）。
e C ：电势系数。
1.2 本设计内容简介本系统采用PWM 调压调速，设计包括主电路、触发电路、驱动电路三个部分，如图1.1所示。
图1.1 总体结构框图交流电源由电网接入，经过变压器变压后输入整流桥变为直流。
通过调节占空比来调节斩波输出电压以控制电机电枢电压，调节电机转速。
基本工作过程：在inU正半周过零点至ωt=0期间，因inU<dU，故二极管均不导通，此阶段电容1C向1R放电，提供负载所需电流，同时dU下降。
至ωt=0之后，inU将要超过dU，使得D1和D4开通，dU=inU，交流电源向电容充电，同时向负载R1供电。
电容被充电到ωt=θ时，dU=inU，D1和D4关断。
电容开始以时间常数RC 按指数函数放电。
当ωt=π，即放电经过π-θ角时，Ud降至开始充电时的初值，另一对二极管D2和D3导通，此后inU又向1C充电，与inU正半周的情况一样，如图2.3所示。
图2.3 电容滤波对整流电路的影响主要的数量关系：:1、输出电压平均值1) 空载时，。
2) 重载时，dU逐渐趋近于0.92U，即趋近于接近电阻负载时的特性。
3) 在设计时根据负载的情况选择电容C值，使,此时输出电压为：dU≈1.22U(2.1)2、电流平均值1) 输出电流平均值RI为：RI=dU/R (2.2)dI=RI(2.3)2) 二极管电流DI平均值为：DI=dI/2=RI/2 (2.4)3、二极管承受的电压di C i R+-RCa)b)VD1VD3u dVD4VD2u1u2i22dU()2/5~3TRC≥直流降压斩波电路基本工作原理：直流降压斩波电路主要用于电子电路的供电电源，也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等，后两种情况下负载中均会出现反电动势，如图中Em 所示。
可调恒流源设计
2、实验容
⑴将交流电220v电压转化为可调恒压源输出。包括降压器、整流电路、滤波、5v稳压芯片、取样电路。
⑵电压电流转换电路
⑶两电路整合，将220v电压转化为可调恒流源
3、实验步骤
⒈根据实验要求，确定好基本方案
⒉参阅文献，确定原理及具体步骤
⒊将电路图画出，通过仿真，观测数据，调试使元件数值达到要求。
⒋加上负载，仿真，并观察数据，并符合设计要求
⒌准备结题报告。
三、实验场地及仪器、设备和材料：
试验场地：创新实验室
仪器及设备：可调恒压源、数字万用表、ＰＣ机一台
材料：电阻：9.1k2个、220 1个、10k 1个、1k1个
线性电阻：10K、1K各一个
运放：LM358
三极管：S80原理
⑴交流电220v电压转化为可调恒压源输出。5*（R6+R7+R8）／（R6+R7）≤UO≤5*（R6+R7+R8）／R6
科技大学电工电子实验教学中心
创新性实验结题报告
实验项目名称＿＿可调恒流源电源的设计＿
专题＿＿＿可调恒流源设计＿＿
一、实验摘要
本课题设计一个简易可调恒流源产生电路。
通过调节线性电位器来改变电压值大小，产生可控恒定电流，当固定时产生恒定电流。
二、实验目的
本课题设计一个简易可调恒流源产生电路。
满足日常生活对恒定电流的需要
可调恒流源电路设计
可调恒流源电路设计一、引言可调恒流源电路是一种能够提供可调电流输出的电路，广泛应用于各种电子设备中。
本文将介绍可调恒流源电路的设计方法和实现过程。
二、基本原理可调恒流源电路基本原理是通过改变输入电压或输出负载来控制输出电流。
其中，输入电压和输出负载的变化对输出电流的影响可以通过欧姆定律和基尔霍夫定律进行计算。
三、设计步骤1. 确定输出要求：首先需要确定需要提供的最大输出电流和最小输出电流，并且需要考虑到负载变化时对输出电流的影响。
2. 选择元器件：根据所需的最大和最小输出电流，选择适当大小的功率晶体管或场效应管作为开关管。
同时，还需要选择合适大小的稳压二极管或稳压器来提供稳定的参考电压。
3. 设计反馈回路：为了实现恒流控制，需要设计反馈回路来监测并控制输出电流。
通常采用差分放大器和比较器等元件来实现反馈回路。
4. 设计保护回路：为了防止过载或短路等故障情况，需要设计保护回路来保护电路和负载。
常用的保护回路包括过流保护、过热保护和过压保护等。
5. 组装测试：根据设计图纸进行元器件的组装和连接，并进行测试和调试，确保电路能够正常工作并满足输出要求。
四、实例分析下面以一个简单的可调恒流源电路为例，进行具体分析。
1. 输出要求：提供可调范围为0-2A的稳定输出电流，并且负载变化时输出电流变化不超过5%。
2. 元器件选择：选择功率晶体管IRF540作为开关管，选择稳压二极管LM317作为稳压器。
3. 反馈回路设计：采用差分放大器和比较器组成反馈回路，其中比较器采用LM358芯片。
4. 保护回路设计：采用过流保护和过热保护回路来防止故障情况发生。
其中，过流保护采用了电阻限流方式实现，而过热保护则通过NTC热敏电阻实现。
5. 组装测试：根据图纸进行元器件的组装和连接，并进行测试和调试。
测试结果表明，电路能够正常工作并满足输出要求。
五、总结可调恒流源电路是一种广泛应用于各种电子设备中的电路，其基本原理是通过改变输入电压或输出负载来控制输出电流。
直流恒流源设计报告
直流恒流源设计报告
一、实验目的
1、制作直流恒流源电路板，了解直流恒流源原理。
2、通过认识相应的元器件更多的了解相关知识。
二、实验要求
设计普通直流恒流电源，输入AC220V ，输出电流稳定，在20mA 至100mA 范围可调，输出电流误差范围mA 10
三、实验原理
恒流源相当于一个高压稳压电源与一个高阻值电阻的串联，其特点是外部阻抗的变化对其输出电流的影响极小（因为其内部的“高阻值”可能高出外部阻抗几个数量级，外部阻抗变化对整个串联阻值的影响极小）。
如果真的需要制作一个，也就是这样处理的。
大多数情况下，“恒流源”只是一个用于电路分析的的概念，不需要实物的。
四、实验所用工具及原器件
电压表、电烙铁、线路板、可调电阻、W7805、电容、导线等
五、实验步骤
1、将电烙铁打开，查找电器元件准备电路板，并用砂纸打磨光滑。
2、并根据电器元件设计元器件的安排，理清思路将电器元件插入电路板。
然后将元器件依次焊上去（注意正负极不要接反，争取一步到位）。
3、连接线路有的地方可以用线连接有的地方可以直接用原来的接头连接（注意不要将正负极连接在一起）。
4、检查线路首先用眼检查准确后在用电流表检查，确保准确后再通电。
5、通电后验证各个输出端是否正常，都正常后调节滑动变阻器记录数据制作表格。
六、实验总结
1、制作电路要认真争取一步到位。
2、连接线路要一步一步测，确保每一步都准确无误。
3、要举一反三不会就查，解决更多的盲点。
4、对待什么事都要有恒心有毅力。
输出可调高效恒流电源的设计
高效输出可调恒流电源的设计一、任务设计并制作具有直流恒流输出特性的隔离型电源变换器，负载为RL，结构如下图所示。
=U1二、要求1．基本要求（1）负载为0Ω~30Ω，电源变换器为直流恒流输出特性，且输出电流I O可在100mA~1000mA范围内可调；（2）电压调整率S u≤1%：负载为30Ω电阻，I O=1000mA，调整U1，使U1在41V57V范围内变化时，I O变化不超过±1%；（3）负载调整率S L≤1%：U1=48V，I O=1000mA，负载由15Ω增加至30Ω，I O变化不超过±1%；（4）效率η≥70%：U1=48V、负载为30Ω、I O=1000mA，电源变换器效率η≥70%；36±）V。
（5）具有输出过压保护功能，动作电压为U O=（2.02．发挥部分（1）使变换器具有恒流限压特性：U O小于36V时为恒流输出；U O达到36V后为恒压输出，将U O 36±）V；待U O降至36V以下则恢复恒流输出；稳定在（2.0（2）进一步提高效率，使效率η≥80%：U1=48V、负载为30Ω、I O=1000mA，电源变换器效率η≥85%；（3）具有输出电流的步进调整和测量、显示功能：步进值10mA，测量精度优于2%；（4）其他。
三、说明1. 不得采用各种电源产品改制。
整个作品由直流电源供电，不得使用任何其它电源为控制电路或驱动环节供电。
电源变换器为隔离型，即直流供电侧与直流输出侧具有电气隔离。
2.制作时考虑测试方便，须合理设置测试点。
3.电源变换器效率指直流输出功率与直流输入（U1处）有功功率之比。
4.如果能完成发挥部分（1），基本要求（5）不必做自然得分。
测试时，建议使用滑线变阻器作为负载。
直流恒流源的设计
第三章 硬件组成设计 6
7
3.3 整流滤波稳压电路 9
3.4 复位电路 10
3.5 数码管显示电路 10
3.6 D/A转换模块 11
3.7 MOS管放大电路 13
3.8 时钟电路 14
第四章 软件设计 16
4.1 主程序设计 16
4.2 中断设计 16
第五章 制作过程与测试 18
5.1 恒流源的制作过程 18
5.2 电路测试 19
第六章 总结与展望 22
参考文献 23
附录 24
致谢 30
第一章 引言
1.1 课题背景与来源
科学技术不断的进步，人们对电子产品的要求越来越高，例如：从“大哥大”到现在的“智能手机”就是电子技术的进步，手机的芯片体积不断的减小，这样才能满足顾客的需求。从80年代开始到20世纪末，直流恒流源正在面临着新的挑战。在90年代中期左右，恒流源生产管理技术就已经被半导体生产商开发，这种方法在当时很流行，但是随着电源行业的飞速发展，电流源又分了很多种，像交流恒流源、直流恒流源等技术。交流源和直流源两者相比，直流源是比较受欢迎的一种[1]。恒流源的电流越大，它用的范围就越广泛。恒流源的工作领域是非常广泛的[2]，例如：稳定电磁场、校正电流表、超导、半导体和传感器等领域的应用。
关键词： STC89C51； 稳压管； 1A直流恒流源； D/A转换TLC1565
Design of DC Constant Current Source
Abstract
Constant current source has nearly 50 years of development history. With the development of industrial technology, the constant current source of the increasingly high demand, the most typical is the battery application and management, must be used to charge its constant current source, the current flow into the battery charging. However, in recent years, due to super capacitors, semiconductor cooling films such as the development of the glorious load, and the development of LED laser diodes and other index load, increasing the application of constant current source of demand, newareas of development are constantly increasing the constant The need for a flowsource.
可调恒流源电路设计
可调恒流源电路设计1. 引言可调恒流源电路是一种常用的电子电路，用于提供稳定的恒定电流输出。
它在各种应用中都有广泛的用途，如功率放大器、LED驱动器等。
本文将介绍可调恒流源电路的基本原理、设计要点以及实现方法。
2. 基本原理可调恒流源电路的基本原理是通过负反馈控制输出电流，使其保持在设定值。
其主要由一个电流传感器、一个比较器和一个功率放大器组成。
2.1 电流传感器电流传感器用于检测输出电流，并将其转换为相应的电压信号。
常见的电流传感器包括霍尔效应传感器、磁阻传感器等。
在可调恒流源电路中，选择合适的电流传感器对于整个系统的性能至关重要。
2.2 比较器比较器用于比较设定值和实际输出值之间的差异，并产生相应的误差信号。
常见的比较器包括运算放大器、数字比较器等。
在设计中，需要根据具体需求选择合适类型和参数的比较器。
2.3 功率放大器功率放大器用于根据误差信号调整输出电流，使其逼近设定值。
常见的功率放大器包括晶体管、场效应管等。
在设计中，需要考虑功率放大器的稳定性、响应速度以及能耗等因素。
3. 设计要点在设计可调恒流源电路时，需要考虑以下几个重要要点：3.1 输出电流范围根据具体应用需求确定输出电流范围。
不同应用对电流的要求不同，因此在设计中需要充分考虑并满足实际需求。
3.2 稳定性可调恒流源电路需要具备良好的稳定性，能够在各种工作条件下保持输出电流的稳定性。
为了提高稳定性，可以采用负反馈控制、温度补偿等方法。
3.3 响应速度可调恒流源电路需要具备快速响应能力，能够在瞬时变化的负载情况下迅速调整输出电流。
为了提高响应速度，可以采用高速比较器和快速功率放大器等元件。
3.4 效率可调恒流源电路应尽可能提高能效，减少能耗。
在设计时可以采用高效的功率放大器、优化电路拓扑等方法来提高效率。
4. 实现方法根据上述设计要点，可调恒流源电路的实现方法如下：4.1 选择合适的电流传感器根据输出电流范围和精度要求选择合适的电流传感器。
工程师讲解可调高压直流稳压电源式高耐压恒流源电路图
工程师讲解可调高压直流稳压电源式高耐压恒流源电路图工程师讲解可调高压直流稳压电源式高耐压恒流源电路图可调高压直流稳压电源式恒流源1、如何设计三线制恒流源驱动电路可调高压直流稳压电源式恒流源驱动电路负责驱动温度传感器Pt1000，将其感知的随温度变化的电阻信号转换成可测量的电压信号。
本系统中，所需可调高压直流稳压电源式恒流源要具有输出电流恒定，温度稳定性好，输出电阻很大，输出电流小于0．5 mA（Pt1000无自热效应的上限），负载一端接地，输出电流极性可改变等特点。
由于温度对集成运放参数影响不如对晶体管或场效应管参数影响显著，由集成运放构成的恒流源具有稳定性更好、恒流性能更高的优点。
尤其在负载一端需要接地的场合，获得了广泛应用。
所以采用图中所示的双运放恒流源。
其中放大器UA1构成加法器，UA2构成跟随器，UA1、UA2均选用低噪声、低失调、高开环增益双极性运算放大器OP07。
设图中参考电阻Rref上下两端的电位分别Va和Vb，Va即为同相加法器UA1的输出，当取电阻R1=R2，R3=R4时，则Va=VREFx+Vb，故可调高压直流稳压电源式恒流源的输出电流就为：由此可见该双运放恒流源具有以下显著特点：1）负载可接地；2）当运放为双电源供电时，输出电流为双极性；3）恒定电流大小通过改变输入参考基准VREF或调整参考电阻Rref0的大小来实现，很容易得到稳定的小电流和补偿校准。
由于电阻的失配，参考电阻Rref0的两端电压将会受到其驱动负载的端电压Vb的影响。
同时由于是可调高压直流稳压电源式恒流源，Vb肯定会随负载的变化而变化，从而就会影响恒流源的稳定性。
显然这对高精度的恒流源是不能接受的。
所以R1，R2，R3，R4这4个电阻的选取原则是失配要尽量的小，且每对电阻的失配大小方向要一致。
实际中，可以对大量同一批次的精密电阻进行筛选，选出其中阻值接近的4个电阻。
2、可调高压直流稳压电源式高耐压恒流源电路图研制仪器需要一个能在0到3兆欧姆电阻上产生1MA电流的可调高压直流稳压电源式恒流源，用UC3845结合12V蓄电池设计了一个，变压器采用彩色电视机高压包，其中L1用漆包线在原高压包磁心上绕24匝，L3借助原来高压包的一个线圈，L2借助高压包的高压部分。
可调直流电源设计报告
可调直流稳定电源的设计报告摘要本电路用交流220V(有效值)50Hz作电网供电电压，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。
降压后的交流电压，通过桥式整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。
脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。
滤波后的直流电压（用电容滤波），再通过稳压电路稳压（用LM317来做稳压电路），便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。
调节滑动电阻可以调节输出电压。
在输出电压固定为+12V的条件下，通过串联电阻的方式调节电流，使电流输出在4~20mA。
关键字：LM317，电流可调，电压可调，脉动直流目录一、任务 (3)二、要求 (2)三、设计目的 (3)四、设计步骤 (4)五、总体设计思路 (4)六、实验设备及元器件 (11)七、心得体会 (11)八、参考文献 (12)一、任务设计并制作交流交换为直流的可调稳定电源二、要求1、基本要求稳压电源在输入电压220V、50Hz、电压变化范围+15%~-20%条件下（1）输出电压可调：U0=+3~12V（2）最大输出电流：Iomax=800mA（3）输出电压变化量：△Uo≤15mV（4）稳压系数:Sv≤0.003（5）纹波电压（峰-峰值）≤5mV（最低输入电压下，满载）（6）具有过流及短路保护功能稳流电源在输入电压固定为+12V的条件下;(1)输出电流：4~20mA可调(2)负载调整率≤1%（输入电压+12V、负载电阻由200~300欧姆变化时，输出电流为20mA时的相对变化率）2、发挥部分（1）扩充部分a、排除短路故障后，自动恢复为正常状态b、过热保护c、防止开、关机时产生的“过冲”（2）、输出电压数字显示，显示精度优于+0.1%（3）电压调节方式以0.1V为步进加或减3、完成以下项目1、画出电路原理图并仿真2、做出硬件电路3、写出说明书三、设计目的1．学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。
「可调直流稳压电源的设计完整版」
「可调直流稳压电源的设计完整版」设计一个可调直流稳压电源需要考虑多个因素，包括输入电压、输出电压范围、输出电流、稳定性等。
以下是一个可调直流稳压电源的设计完整版，详细介绍了各个环节的设计要点。
1.输入电路设计：输入电路主要包括电源输入和滤波电路。
电源输入可以选择交流输入，需要使用桥式整流电路将交流电转化为直流电。
滤波电路使用电容和电感来滤除交流干扰和高频噪声。
2.整流设计：使用桥式整流电路将交流电转化为直流电。
桥式整流电路由四个二极管组成，能够将交流电的正负半周均转化为正向电流，实现整流目的。
3.平滑滤波设计：整流后的直流电需要通过平滑滤波电路进一步滤波，以减小电压波动。
平滑滤波电路通常由电容和电阻组成，电容能够存储电荷并平滑电压，电阻用于限制电感器电流。
4.电压调节器设计：为了实现可调的输出电压，可以采用稳压器来调节电压。
常见的稳压器有线性稳压器和开关稳压器。
线性稳压器简单可靠，但效率较低。
开关稳压器效率较高，但设计较为复杂。
根据需求选择适合的稳压器。
5.输出电路设计：输出电路主要包括电流保护电路和滤波电路。
电流保护电路可以保护电源以及被供电设备免受过电流损坏。
滤波电路用于滤除输出电压中的杂散噪声。
6.稳定性设计：为了保证电压的稳定性，可以使用反馈控制电路来调整稳压器的输出电压。
反馈控制电路根据输出电压与设定电压之间的差异来调整稳压器的输出，使其达到设定值。
7.保护电路设计：为了保护电源和被供电设备，可以在电源中加入过载保护、过热保护、短路保护等保护电路。
这些保护电路能够在异常情况下自动切断电源，以避免损坏设备和电源本身。
8.辅助功能设计：可以根据需求添加辅助功能，如过压保护、欠压保护、温度显示等。
这些辅助功能能够提升电源的灵活性和安全性。
以上是一个可调直流稳压电源的设计完整版，主要包括输入电路设计、整流设计、平滑滤波设计、电压调节器设计、输出电路设计、稳定性设计、保护电路设计和辅助功能设计。
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2013年3月直流可调恒流源设计学生：徐乐指导教师：王留留电气信息工程学院自动化专业1课程设计的任务与要求1.1课程设计的任务设计一个直流可调恒流源电路。
通过调节线性电位器，产生可控恒定电流,当固定时产生恒定电流。
1.2课程设计的要求设计一个简易可调恒流源产生电路,满足日常生活对恒定电流的需要(1)输入（AC）：U=220V，f=50HZ。
(2)输出电流稳定，在一定围可调。
(3)设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。
(4)自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量。
(5)在Multisim软件上画出电路图，并仿真和调试，并测试其主要性能参数。
1.3课程设计的研究基础电子技术基础（模电部分）变压器、整流电路、滤波电路、稳压芯片、镜像电流源的工作原理2 直流可调恒流源系统方案制定2.1 方案提出方案一(1)电网提供交流220V(有效值)频率为50Hz的电压，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。
(2)降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大。
(3)脉动大的直流电压经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。
(4)滤波后的直流电压，再通过稳压经可调恒流源电路，便可得到可调的恒定直流电流输出，供给负载R L 。
方案二(1)将交流电220v 电压转化为可调恒压源输出。
包括降压器、整流电路、滤波稳压芯片、取样电路。
(2)电压电流转换电路。
(3)两电路整合，将220v 电压转化为可调恒流源。
2.2 方案论证第一种方案是直接设计直流可调恒流源电路，只有一个电路。
第二种方案是通过电压电流转换电路，将两个电路整合，要设计的电路比较多。
第一种方案比较简单，通过比较选择第一种方案。
3 直流可调恒流源系统方案设计3.1各单元模块功能介绍及电路设计直流恒流电源是一种将220V 交流电转换成恒流输出的直流电的装置，它需要变压、整流、滤波、恒流四个环节才能完成。
一般由电源变压器、整流滤波稳压电路及恒流电路所组成，基本框图如下： 图1 系统框图(1) 电源变压器：它的作用是将220V 的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压。
变压器的变比由变压器的副边确定，变压器副边与原边的功率比为P2/P1=n ，式中n 是变压器的效率。
（2）整流电路：利用单向导电元件，将50HZ 的正弦交流电变换成脉动的直流电路。
T 负 载图2 整流电路图（3）滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分滤除。
滤波电路滤除较大的波纹成分，输出波纹较小的直流电压U1。
常用的整流滤波电路有全波整流滤波，桥式整流滤波等。
图3 滤波电路图(4)稳压电路:虽然整流滤波电路能将正弦交流电压变换为较为平滑的直流电压，但是，一方面，由于输出电压平均值取决于变压器副边电压有效值，所以当电网电压波动时，输出电压平均值将随之产生相应的波动；另一方面，由于整流滤波电路阻的存在，当负载变化时，阻上的电压将产生相反的变化，于是输出电压平均值也将随之产生相反的变化。
因此，整流滤波电路输出电压会随着电网电压的波动而波动，随着负载电阻的变化而变化。
为了获得稳定性好的直流电压，必须采取稳压措施。
图4 稳压电路图（5）镜像电流源[1]：电源 Vcc 通过电阻R 和VT1产生一个基准电流 I ref ，然后通过镜像电流源在VT2的集电极得到相应的Ic2，作为提供给某个放大器的偏置电流。
b b b I I I ==21 (3-1)c c c I I I ==21 (3-2))/(22221βc ref b ref c c I I I I I I -=-== (3-3))]/21(1[2β+÷⨯≈ref c I I (3-4)当β>>2时，可得：R U V I I be cc ref c ÷-=≈][12 (3-5)由于输出恒流Ic2和基准电流基本相同他们如同镜像的关系所以这种恒流电路称为镜像电流源。
图5 镜像电流源电路图3.2电路参数的计算及元器件的选择（1）变压器副边电压2U ：要求输出电压围为1.25V-15V,所以V U o 25.1min =V U o 15max =因为min max )(o i o i U U U U -≥-,max min )(o i o i U U U U -≤- (3-6)其中：V U U o i 2.1)(min max =-,V U U o i 37)(max min =-所以16.2≤i U ≤38.25此围可选：V U i 24=根据2)2.1~1.1(U U i = (3-7)可得变压的副边电压202.1/2==i U U(2)变压器副边电流2I ：max 2)2~5.1(o I I =,mA I o 150max = (3-8)所以mA mA I 2251505.12=⨯=(3) 选择变压器的功率变压器的输出功率：W U I P o 5.4*22=> (3-9)变压器选择220转20V 的，输出功率10W 的。
(4)整流电路中的二极管因为变压器的副边电压V U 202=所以桥式整流电路中的二极管承受的最高反向电压为：V U 83.2214.12=桥式整流电路中二极管承受的最高平均电流为：mA I o 752/max =查资料选1B4B42整流堆,其参数为：反向击穿电83.22600100>-=V U最大整流电流mA A I F 1251>=。
[2](5)滤波电容的选择为得到较平滑的负载电压，要对整流后的波形进行滤波，一般取2/)5~3(T R LC ≥式中，T 为交流电源电压的周期。
由上式可以解得 2/)5~3(T C = uF R L 800≈，电容进行充放电时，其电压可达到最大值约为V U 83.224.12=,所以选择电容为uF 400,耐压值大于22.83的。
(6)三端集成稳压器电路LM317组成的基准电压源电路，电容C4用于消除输出电压中的高频噪音取500nF 的电容。
输出端和调整端之间的电压值为1.25V 。
输出电流可达1.5A 。
由于调整端的电流可忽略不计，输出电压为V R R U o 25.1)/1(13⨯+= (3-10)在3R 上并联一个10μF 电容3C ,可以减少3R 上的波纹，但是，在输出开路时，C将向稳压器调整管发射结反偏，为了保护稳压器，可加二极管3D ，提供一个放电回路，1D ,3D 起保护作用。
[3]由于LM317工作时必须大于其最小工作电流5mA ，所以一般Ω<2401R ,在此令Ω=1201R ，根据上式可以求出Ω≈K R 6.1max 3.(7)镜像电流源：电源 cc V 通过电阻R 和1T V 产生一个基准电流ref I ，然后通过镜像电流源在2T V 的集电极得到相应的2c I ，作为提供给某个放大器的偏置电流。
b b b I I I ==21 (3-11)c c c I I I ==21 (3-12))/(22221βc ref b ref c c I I I I I I -=-== (3-13)得：)]/21(1[2β+÷⨯≈ref c I I (3-14)当β>>2时，可得：R U V I I be cc ref c ÷-=≈][12 (3-15)3.3 特殊器件的介绍LM317作为输出电压可变的集成三端稳压块，是一种使用方便、应用广泛的集成稳压块。
稳压电源的输出电压可用下式计算，Vo=1.25（1+R2/R1）。
仅仅从公式本身看，R1、R2的电阻值可以随意设定。
首先317稳压块的输出电压变化围是Vo=1.25V —37V （高输出电压的317稳压块如LM317HVA 、LM317HVK 等，其输出电压变化围是Vo=1.25V —45V ），所以R2/R1的比值围只能是0—28.6。
其次是317稳压块都有一个最小稳定工作电流，有的资料称为最小输出电流，也有的资料称为最小泄放电流。
最小稳定工作电流的值一般为1.5mA 。
由于317稳压块的生产厂家不同、型号不同，其最小稳定工作电流也不相同，但一般不大于5mA 。
当317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时，317稳压块就不能正常工作。
当317稳压块的输出电流大于其最小稳定工作电流时，317稳压块就可以输出稳定的直流电压。
LM337 的输出电压围是 -1.2V 至 -37V ，负载电流最大为 0.4~2.2A 。
它的使用非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。
此外它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。
LM337 置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。
[4]3.4系统整体电路图图6 系统整体电路图4 直流可调恒流源系统仿真和调试4.1 仿真软件介绍Multisim10简介Multisim工作界面图7 Multisim工作界面图美国国家仪器最新推出的Multisim10软件为广大工程师提供了一个直观的原理图捕获和交互之仿真平台。
NI Multisim10软件将功能强大的SPICE 仿真和原理图捕获集成在高度直观的PC电子实验室中，并结合了专业的印制电路板设计工具。
Multisim10可以实现原理图的捕获、电路分析、电路仿真、仿真仪器测试、射频分析、电片机等高级应用。
其数量众多的元件数据库、标准化的仿真一起测试、直观的捕获界面、简洁明了的操作、强大的分析测试、可信的测试结果，为众多电子工程设计人员缩短开发研发的时间、强化电路实验教学立下了汗马功劳。
Multisim10运行环境的基本配置：操作系数：Windows XP Professional\ Windows 2000 SP3中央处理器：Pentium 4 Processor存：至少512MB硬盘：至少1.5G空闲空间光盘驱动：CD-ROM显示器分辨率：1024×768其优点如下：(1):通过直观的电路图捕捉环境, 轻松设计电路(2):通过交互式SPICE仿真, 迅速了解电路行为(3):借助高级电路分析, 理解基本设计特征(4):通过一个工具链, 无缝地集成电路设计和虚拟测试(5):通过改进、整合设计流程, 减少建模错误并缩短上市时间NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。
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