直流恒流源的输出电流，是相对安稳而非肯定不变的，它仅仅改动很小，小到能够在答应的规模之内。发生改动的原因是多方面的，首要有以下几个要素：(1)电网输入电压不安稳所造成的 电网供电有高峰期和低谷期，不或许一直安稳如初。(2) 由负载改动构成的 比方负载短路，负载电流会很大，电源的输出电压会趋于接近于零，时刻一长还会烧坏电源。(3)由安稳电源自身条件促进的 构成安稳电源的元器件质量欠好，参数有改动或彻底失效时，就不或许有效地调理前两种原因引起的动摇。(4)元器件因受温度、湿度等环境影响而改动功用也会影响安稳电源的输出不稳。恒流源规划中首要针对以上第3 和第4 个要素规划了依据数字操控的直流恒流源，能够进步恒流源输出电流的安稳性。
1 数字操控直流电流源体系作业原理
本论文规划了依据单片机的数控恒流源，该体系由恒流源主电路和单片机最小体系组成，其间单片机最小体系首要由单片机操控单元、A/ D 和D/ A 转化模块以及负载及键盘显现模块组成，体系结构框图如图1所示。单片机操控体系以单片机AT89S52 为中心，高精度12 bit A/ D 芯片AD1674 完结采样输入，12 bitD/ A 芯片DAC1230 发生操控输出，完结了输出电流的准确设定和检测，体系还设置了串口通讯功用。
技术指标：输入电压180 V ~250 V/50 Hz，输出电流规模为20 ~2 000 mA，具有“ +”、“ -”步进调整功用，步进《=10 mA;输出电流最大误差小于1 mA，纹波电流小于0. 05 mA.数控直流电流源体系框图如图1 所示。
图1 数控直流电流源体系框图
1. 1 恒流源电路规划
恒流源电路原理结构图如图2 所示，因为D/ A转化输出的模仿信号不安稳，加上C3 安稳电压。通过3.6 K 的电阻和1 K 的电位器加到单运放OP07 的同相输入端，调理电位器的阻值的巨细可调理同相输入端的电位，然后改动输出点的电位，输出电位加到达林顿管的B 管脚上，进入达林顿信号发生自激信号，通过C1过滤掉。使用达林顿管的电流扩大特性，可完结大电流的输出，电流扩大倍数为1 000 ~15 000倍。
图2 恒流源主电路原理结构图
1. 2 单片机最小体系规划
数控电路组成包含单片机最小体系、A/ D 采样输入电路和D/ A 操控输出电路。其间数控直流电流源的操控电路选用单片机最小体系对电路各部分进行操控。最小体系由MCU、采样输入、操控输出、串口通讯电路及复位电路、键盘、显现电路组成。
单片机最小体系图如图3 所示。MCU 选用ATMEL公司的AT89S52 单片机。AT89S52 是一种低功耗、高功用的CMOS 工艺的8 bit 单片机，与规范MCS51 的引脚和指令彻底兼容。其外接晶振频率规模为0 Hz ~33 MHz，内置256 B 片内RAM，3 个16 位守时器/ 记数器，片内看门狗。其功用好于咱们常用的89C52 系列单片机。
图3 单片机最小体系电路图
1. 3 A / D 采样输入电路规划
A/ D 采样输入电路如图4 所示。为了满意取样精度需求，咱们挑选12 bit A/ D 转化器和12 bitD/ A 转化器，使步进小于1 mA，在电路中A/ D 发动后，先读高8 位成果，再读后4 bit;D/ A 是先写入高8 bit，再写入低4 bit.
图4 A/ D 采样输入电路
1. 4 D / A 采样电路规划
D/ A 操控输出电路如图5 所示。该单片机的输入信号为通过12 bit 的A/ D 转化器的数字量，送入单片机处理后发生输出数字量经D/ A 转化后送入恒流源，因此这种数控恒流源的精度终究取决与电路中A/ D 和D/ A 转化器的转化精度。
图5 D/ A 操控输出电路
1. 5 体系操控算法软件完结
选用数字操控战略比模仿操控的有无与伦比的优势：完结不同的操控算法;数字PID 具有规划周期短，调试和晋级便利。数字操控体系主程序图如图6 所示。在体系加电后，主程序首要完结体系初始化，其间包含A/ D、D/ A、串行口、中止、守时/ 计数器等作业状况的设定，给体系变量赋初值，显现前次设定值等。然后扫描获取键值，判别设定键、校准键是否按下，履行相应的功用子程序。当发动键按下后，依据设定值、校对等参数核算对应输出的数字量，再进行闭环反应调整，如图6 所示。
图6 体系主程序流程图
2 试验成果及剖析
电源安稳度测验数据如表1 所示。其间电源安稳度是指在容许电网动摇规模条件下，对输出电流安稳度的影响。测验条件为I0 =1 000 mA，RL =3Ω，测验数据标明电网电压在180 V ~250 V 动摇时，输出电流最大误差为0.99 mA，纹波电流小于0.05 mA，输出电流和纹波电流均到达规划要求。
表1 电源安稳度测验数据
负载安稳性测验条件为U0 =220 V/50 Hz，I0 =1000 mA，测验数据如表2 所示，其间负载安稳度是指必定的作业情况下，负载改动引起的输出电流改动。测验数据标明负载在0 ~10 赘改动时，输出电流最大误差为0. 99 mA，纹波电流小于0. 05 mA.
表2 负载安稳性测验数据
3 定论
本论文规划了依据单片机操控的直流恒流源，用单片机替代模仿操控芯片具有以下优势：(1)单片机操控电路的使用，削减了操控电路的外围电路，削减了恒流源的分量和体积。(2)数字化处理和操控，可防止模仿信号传递的畸变、失真，削减杂散信号的搅扰;(3)该数字操控电路相对于模仿操控电路具有输出电流稳定，精度高且外置数码显现功用。本文对数控恒流源的研讨为国内直流恒流源的开展供给了一个思路。
