基于单片机的恒流源技术研究

直流恒流源的输出电流，是相对稳定而非绝对不变的，它只是变化很小，小到可以在允许的范围之内。产生变化的原因是多方面的，主要有以下几个因素：（1）电网输入电压不稳定所致 电网供电有高峰期和低谷期，不可能始终稳定如初。（2） 由负载变化形成的 比如负载短路，负载电流会很大，电源的输出电压会趋于接近于零，时间一长还会烧坏电源。（3）由稳定电源本身条件促成的 构成稳定电源的元器件质量不好，参数有变化或完全失效时，就不可能有效地调节前两种原因引起的波动。（4）元器件因受温度、湿度等环境影响而改变性能也会影响稳定电源的输出不稳。恒流源设计中主要针对以上第3 和第4 个因素设计了基于数字控制的直流恒流源，可以提高恒流源输出电流的稳定性。

本论文设计了基于单片机的数控恒流源，该系统由恒流源主电路和单片机最小系统组成，其中单片机最小系统主要由单片机控制单元、A/ D 和D/ A 转换模块以及负载及键盘显示模块组成，系统结构框图如图1所示。单片机控制系统以单片机AT89S52 为核心[1] ,高精度12 bit A/ D 芯片AD1674 实现采样输入，12 bitD/ A 芯片DAC1230 产生控制输出，实现了输出电流的精确设定和检测，系统还设置了串口通讯功能。

技术指标：输入电压180 V ~250 V/50 Hz,输出电流范围为20 ~2 000 mA,具有" +"、" -"步进调整功能，步进=10 mA;输出电流最大偏差小于1 mA,纹波电流小于0. 05 mA.数控直流电流源系统框图如图1 所示。

图1 数控直流电流源系统框图

1. 1 恒流源主电路设计

恒流源电路原理结构图如图2 所示，由于D/ A转换输出的模拟信号不稳定，加上C3 稳定电压。经过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，调节电位器的阻值的大小可调节同相输入端的电位，从而改变输出点的电位，输出电位加到达林顿管的B 管脚上，进入达林顿信号产生自激信号，通过C1过滤掉。利用达林顿管的电流放大特性，可实现大电流的输出，电流放大倍数为1 000 ~15 000倍。

图2 恒流源主电路原理结构图