数控直流电流源 (2)

数控直流电流源 (2)
摘要: 本设计由三个部分组成，键盘与显示，基于单片机的控制器，稳流电源。

以89C52为主控单元，以数模转换器DAC0832输出参考电压，以该参考电压控制电压转换模块LM350K的输出电压大小，设计实用，精度高。

A bstract: This design is consisted of three elements, The controller based on microintrollers89C52，Keyboard and display，Stable electric current source. The51 synthesized with HD7279，achieve the aim to control the output current.
一.方案论证与比较
1.电源部分（1）开关电源采用单极开关电源，由220V交流整流后，经开关电源稳压输出。

该方案的优点是电路的效率较高，可以达到70%37V时可以提供
1.5A的电流，本产品要求的最大电流为2A，所以必须用两个LM317并联，但是由于并联后两个LM317工作电流负载不均衡，使电路稳定性降低。

鉴于以上原因，本设计采用了单片LM350K。

LM350K可以提供最大为5A电流，满足本设计要求，而且不存在两片芯片同时运行中所产生的不同步问题，故性能比较优良，且电路稳定性提高。

本主电路的原理是通过MCU控制D/A的输出电压大小，通过放大器放大，给电压模块作为最终输出的参考电压，真正的电压，电
流还是由电压模块LM350K输出。

为了达到2A的输出电流，
LM350K必须选用金属外壳封装，并且带稍大面积的散热片
3.DAC0832 为了实现对输出电流的数字控制，该设计选用了DAC0832。

DAC0832是一款常用的数模有两种连接模式，一种是电压输出模式，另外一种是电流输出模式，为了设计的方便，选用电压输出模式，引脚Iout1和Iout2之间接一参考电压。

它有三种工作方式：不带缓冲工作方式，单缓冲工作方式，双缓冲工作方式。

电路采用双缓冲模式，由于/WR2=/XFER=0，DAC寄存处于直通状态。

又由于ILE=1，故只要在选中该片（/CS=0）的地址时，写入（/WR=0）数字量，则该数字信号立即传送到输入寄存器，并直通至DAC寄存器，经过短暂的建立时间，即可以获得相应的模拟电压，一旦写入操作结束，/WR1和/CS立即变为高电平，则写入的数据被输入寄存器锁存，直到再次写入刷新。

三.电路设计
1.键盘与显示部分本部分选用HD7279A，该芯片单片就可以完成LED显示，实现键盘接口的全部功能。

通过键盘输入电流给定值（程序设定最小值20mA,最大值2000mA），运行程序后，液晶显示器前四位显示实际输出值（此功能通过ADC0809转换实现），后四位显示给定值。

本部分电路图如图4 所示：图4 键盘显示部分电路
2.控制部分采用常用的89C52芯片作为控制器，P0口和DAC0832的数据口直接相连，D/A的/CS接P
2.3，/WR2和/WR2接P
3.6接地，让D/A工作在双缓冲方式下。

通过调节可调电阻调节LM350K的输出电压为
5.12V，所以在DAC的8脚输出电压的分辨率为
5.12V/256=0.02V，也就是说DA输入数据端每增加1，电压增加0.02V。

D /A的电压输出端接放大器OP07CP的输入端，放大器的放大倍数为10，输出到电压模块LM350K的电压分辨率为
0.02V×10=0.2V。

所以，当MCU输出数据增加1的时候，最终输出电压增加10mA，当调节电流的时候，可以以每次10mA的梯度增加或者降低电压。

电路图如下：
3.电源部分该部分输入电流为220-240V，频率为50Hz，经过变压器E66X32-A15降压为15V，经过RS507L电路桥变为直流。

图中0.5 Ω的两电阻用于电压采样，LM350K用于电压的调节与输出。

给定值经过DAC0832数模转换控制电流输出，后经HA17741I-V变换控制电压输出，后经OP07CP的电压比较反馈给LM350K进行调整。

电路图如下：
四.结果分析与调试
1.输出电流范围：20mA2000mA的范围内不会出现输出电流大于给定值的1%+10mA的情况，完全符合设计要求。

如下表：次数123456789 单位给定值20001800160012008004002005020 mA 测量值 0.4979 0.4489 0.3995 0.2984 0.202 0.1002 0.0544
0.012 0.0048 V 电流值
1991.61795.615981193.6808400.8217.649.219.2 mA 偏差值
8.4
4.42
6.40.8”步进功能，可以单独步进1mA，10mA，100mA，使步进调整过程更加快捷方便，而且在任何情况下不会超出设定值的上下限。

4.改变负载电阻，当输出电压在10V以内变化时，输出电流值的变化与输出电流值的大小比较如下，满足设计的要求，并且电流值变化很小，达到了很高的精度，下表为输出电流是1000mA 时测量值：次数123456 单位电阻值1357912 Ω 测量值
0.2484 0.2488 0.2489 0.2491 0.249 0.2496 V 电流值 0.9936 0.9952 0.9956 0.9964 0.998 0.9984 A 符合指标要求。

5.芯片的供电部分是基本的电源电路，没有必要自制，处于时间因素考虑，用成品电源。

恒流源部分是由可调式线性稳压块结合闭环控制而制成的，具有精度高，线性性能好等特点。

五.结语该数控电压源经过时间实际使用说明，具有精度高，使用方便，硬件电路简单等特点。

如果要做成产品，还需要增加电流测量和显示部分，对这部分电路请参考相关资料。

本文主要对如何控制功率输出电压大小做出个例子，该电路对测量领域，以及马达调速方面都可以扩展使用。

附：程序流程图。