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