直流可调恒流源设计说明
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
可调恒流源设计
设计要求；设计一可调恒流源电路，输出电流范围2mA～20mA,最小刻度0.5mA,波动小 于0.1 mA 可调恒流源设计 摘要 本系统以直流电流源为核心，MC34063为主控制器，通过电位器来设置直流电源的输出电流，并可由数码管显示实际输出电流值和电流设定值。本系统由单片机程控输出数字信号，经过D/A转换器（AD0804）输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电流。单片机系统还兼顾对恒流源进行实时监控，输出电流经过电流/电压转变后，通过A/D转换芯片，实时把模拟量转化为数据量，再经单片机分析处理，通过数据形式的反馈环节，使电流更加稳定，这样构成稳定的压控电流源。 关键字:MC34063，恒流源，单片机，A/D
Adjustable constant current source design Abstract In this system the DC source is center and MC34063 is main controller, output current of DC power can be set by a potentiometer which step level reaches 1mA, while the real output current and the set value can be displayed by LED. In the system, the digitally programmable signal from SCM is converted to analog value by DAC (AD0804), then the analog value which is isolated and amplified by operational amplifiers, is sent to the base electrode of power transistor, so an adjustable output current can be available with the base electrode voltage of power transistor. On the other hand, The constant current source can be monitored by the system real-timely, its work process is that output current is converted voltage, then its analog value is converted to digital value by ADC, finally the digital value as a feedback loop is processed by so that output current is more stable, so a stable voltage-controlled constant current power is designed.. Key wards:MC34063, constant current source, single chip microcomputer, A/D
几种简单恒流源电路1
几种简单的恒流源电路 恒流电路应用的范围很广，下面介绍几种由常用集成块组成的恒流电路。 1.由7805组成的恒流电路，电路图如下图1所示： 电流I＝Ig＋VOUT/R，Ig的电流相对于Io是不能忽略的，且随Vout，Vin及环境温度的变化而变化，所以 这个电路在精度要求有些高的场合不适用。 2.由LM317组成的恒流电路如图2所示，I＝Iadj＋Vref/R
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。本方案电路复杂，灵活性不高，效率低，
基于数控直流电流源系统的设计
基于数控直流电流源系统的设计 摘要：随着电子技术的发展、数字电路应用领域的扩展，人们对数控恒定电流器件的需求越来越高。应社会发展的需求，对基于单片机控制的“数控直流电流源的设计”进行研究论证，并运用Proteus 软件进行仿真。以直流稳压电源和稳流电源为核心，结合单片机最小系统实现对输出电流的控制。首先采用了单片集成稳压芯片实现直流稳压，然后采用了分立元件实现稳流。为实现对输出电流的精确控制：一方面，通过Ｄ／Ａ输出实现电流的预置，再通过运算放大器控制晶体管的输出电流；另一方面，运用Ａ／Ｄ转换器件将输出电流的采样值送入单片机，与预置值进行比较，将误差值通过Ｄ／Ａ转换芯片添加到调整电路，从而进一步降低了输出电流的纹波。 Abstract：The requiements of numerical controlling constant current devices is increasing as development of electronic technology and expanding of digital circuit applicational field. As to satisfy society development, do a study based on " Numerical control dc current source design " of SCM controlling and apply Proteus to simulating software.DC（digital current ）V oltage regulator and DC current regulator is the key part of the design，its output current is controlled by single chip microprocessor,Firstly,single chip IC（integrated circuit）V oltage regulator LM338K is used to generate stable voltage, and then desperate devices is used to generate stabilize current . Tocontrol the output current ，on one hand ,system sets output current by D/A（digital／analogue converter and controls current of transistor by operational amplifier ；on the other hand ，with the help of A/D（analogue／digital）converter，system samples the output current and convert it into digital data ，compares it with preset value ，converts the error value into analogy and puts it on adjusting circuit ，and decreases the ripple of the system output current ．
可调电压源于可调电流源电子线路课程设计报告
电子线路课程设计报告设计题目__可调电压源于可调电流源 目录 一．题目 (3) 二．任务 (3) 三．要求 (3) 四．设计摘要及整体方框图 (3) 五．单元单路设计及原理分析 (6) 六．整体电路原理图 (16) 七．原件表 (18) 八．PCB板制作 (18) 九．焊接与调试 (18) 十．体会 (20)
一、题目 可调电压源于可调电流源 二、任务 实践部分：1.画电路图 2.查阅主要器件（LM317，发光二极管，三级管，7805的技术资料。 3.辨认套件中所有电子器件以及印刷电路板。 4.焊接。其中四根导线的一端分别接在符号R的两端和符号C的两端， 另一端悬空。 5.测试：在M1，N1端没有外界电阻时，可调电压源的输出电压是最 高的，理论值为12V。在M2,N2端没有外界电阻时，可调电流源的 输出电流时最小的，理论值是1mA。四根导线的一端分别接在 M1,N1,M2,N2端。测试电压源时，将M1,N1的导线的另一端分别 连接到电阻模块的不同插口，用以调节电压源输出电压。测试电流 源时，将M2,N2的导线的另一端分别连接到电阻模块的不同插口， 用以调节电流源输出电流。分别测试各状态下的电压源的输出电压 和电流源的输出电流，将测量数据用表格形式记录下来。 6.分析故障和排除故障，并将分析和排除过程记录下来。 理论部分：1.要求可调电压源的输出电压为3.8V—10.2V，重新设计 可调电压源电路，并画出电路原理图。 2.要求可调电流源的输出电流为2mA—64mA，重新设计可调电流源 电路。并画出电路原理图。 报告部分：1.课程设计题目，时间，地点，指导老师。 2.课程设计目的。 3.电路工作原理。 4.参数确定与计算过程。
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LM317 6、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
电子课程设计数显可调稳压恒流源
数显可调稳压恒流源 设计 简易数控直流稳压电源设计与仿真 摘要本文所介绍的数控直流稳压电源与传统的稳压电源相比，具有操作方便，电压稳定度高的特点，其输出电压大小采用数码管显示，主要用于要求电源精度比较高的设备，或科研实验电源使用，并且此设计没有用到单片机，只用到了数字技术中的可逆计数器，D/A 转换器，译码显示等电路，具有控制精度高制作比较容易等优点。
关键词稳压电源；数控；数模转换；可逆计数 第1章绪论 随着人们生活水平的不断提高,数字化控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数控制直流稳压电源就是一个很好的典型例子。但人们对它的要求也越来越高,要为现代人工作、科研、生活提供更好的更方便的设施，就需要从数字电子技术入手，一切向数字化和智能化方向发展。 本文所介绍的数控直流稳压电源与传统的稳压电源相比，具有操作方便，电压稳定度高的特点，其输出电压大小采用数字显示，可用于要求电源精度比较高的设备，或科研实验电源使用，并且此设计，没有用到单片机，只用到了数字技术中的可逆计数器，D/A 转换器，译码显示等电路；具有控制精度高，制作比较容易等优点。 第2章电路设计 2.1电路设计方案 本文介绍的简易数控直流稳压电源共有六部分组成，其中输出电压的调节是通过“+” 和“-”两个按键来操作的；步进电压精确到0.1V去控制可逆计数器分别作加，减计数；可逆计数器的二进制数字输出分两路运行，一路用于驱动数字显示电路，精确显示当前输出电压值；另一路进入数模转换电路（D/A转换电路）；数模转换电路将数字量按比例，转换成模拟电压，然后经过射极跟随器的控制,调整输出级，使输出稳定直流电压。 由于题目是数控稳压电源，并且有精确的步进值，因而不适合采用普通的串并联方式的线性稳压电源。且由于电路结构简单，集成度高，可以很容易的实现精确的递增和递减的功能控制。 随着数字器件的发展，构造一个精确的可逆计数器很容易实现。由于所要完成的逻辑功能并不复杂，因而没有采用单片机。可逆计数器的输出是依次递增或递减的数字量，经过D/A转换后变成模拟电压值。由于电压的数值可以把输出的模拟电压经过A/D转换再显示，也可以直接把D/A转换前的数字量直接经译码显示。 在前一种方法中，由于要用到复杂的A/D转换及其控制电路，其精确度难以保证从而增加设计难度;在后一种方法中驱动数码管的信号直接由可逆计数器而来，所以不存在A/D转换间的误差问题，所以采用后一种方法。 其原理方框图和总体 控制电路图如下图所示：
最简单的恒流源LED驱动电路
WMZD系列专门为LED照明做温度补偿的电阻，采用热敏电阻补偿法的LED恒流源，具有电路简洁，可靠性好,组合方便，经济实用，适用各种LED头灯，日光灯，路灯；车船灯,太阳能LED庭院灯；LED显示屏等对恒流的需求。是专门针对LED照明出现的由于温度引起的LED PN结电压VF下降，即-2mV/℃,称为PN结的负温效应。该特性在发光应用上是个致命的缺陷，直接影响到LED器件的发光效率、发光亮度、发光色度。比如，常温25℃时LED最佳工作电流20mA，当环境温度升高到85℃时，PN结电压VF下降,工作电流急剧增加到35mA～37mA,此时电流的增加并不会产生亮度的增加，称为亮度饱和。更为严重的是，温度的上升，引起光谱波长的偏移，造成色差。如长时工作在此高温区还将引起器件老化，发光亮度逐步衰减。同样，当环境温度下降至-40℃时，结电压VF上升，最佳工作电流将从20mA减小到8mA~10mA，发光亮度也随电流的减少而降低，达不到应用场所所需的照度。 为了避免上述特性带来的不足，一般在LED灯的相关产品上，通常采用如下措施：1.将LED装在散热板上，或风机风冷降温。2.LED采用恒流源的供电方式，不因LED随温度上升引起使回生电流增加，防止PN结恶性升温。或这两种方法并用。实践证明，这两种方法用于大功率LED灯（如广告背景灯、街灯）。确实是行之有效的措施。但当LED灯进入寻常百姓家就碰到如下问题了：散热板和风冷能否集成在一个普通灯头的空间内；采用集成电路或诸多元器件组成的恒流源电路，它的寿命不取于LED，而取决整个系统的某块“短板”；有没有吸引眼球的价格。用热敏电阻补偿法来解决LED恒流源问题，既经济又实用。 我公司采用具有正温度系数的热敏电阻(+2mV/℃)与负温度特性的LED(-2mV/℃)串联，互补成一个温度系数极小电阻型负载。一旦工作电压确定后，串联回路中的电流，将不会随温度变化而变化，通俗地讲，当LED随温度升高电流增加时，热敏电阻也随温度升高电阻变大，阻止了回路电流上升，当LED随温度下降电流减小时，热敏电阻也随温度下降电阻变小，阻止了回路电流的减少，如匹配得当，当环境温度在-40℃-85℃范围内变化时，LED的最佳工作电流不会明显变化，见图1电流曲线Ⅱ。 2:应用: 从图1可见，采用热敏电阻温度补偿方法与采用集成电路等元件组成的恒源相比，热敏电阻温度补偿法只用1个热敏电阻元件就可解决LED恒流源问题，其价格、体积、寿命等优势不言而喻。我们采用的这种正温度热敏电阻WMZD，专为LED应用而研制的，其常用规格见表1，下面介绍一下该热敏电阻的应用特性。 20mA LED恒流源WMZD-5A20的应用 我们可以用1只WMZD-5A20与5只LED（20mA）串联组成一个标准单元，它的LED恒流源电流20mA，工作电压U=3V+5×3.4V=20.0V。3V是WMZD-A20电阻压降，3.4V是LED的正向导通电压(或2.8V~4.2V),它的恒流特性见图1中的电流曲线II。
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.b5E2RGbCAP 1.2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.p1EanqFDPw 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.本方案电路复杂，灵活性不
6种最常用恒流源电路的分析与比较
恒流电路有很多场合不仅需要场合输出阻抗为零的恒流源，也需要输入阻抗为无限大的恒流源，以下是几种单极性恒流电路： 类型1： 特征：使用运放，高精度 输出电流：Iout=Vref/Rs
类型2： 特征：使用并联稳压器，简单且高精度 输出电流：Iout=Vref/Rs 检测电压：根据Vref不同（1.25V或2.5V） 类型3： 特征：使用晶体管，简单，低精度 输出电流：Iout=Vbe/Rs 检测电压：约0.6V
类型4： 特征：减少类型3的Vbe的温度变化，低、中等精度，低电压检测输出电流：Iout=Vref/Rs 检测电压：约0.1V～0.6V
类型5： 特征：使用JEFT，超低噪声 输出电流：由JEFT决定 检测电压：与JEFT有关 其中类型1为基本电路，工作时，输入电压Vref与输出电流成比例的检测电压 Vs(Vs=Rs×Iout)相等，如图5所示， 图5 注：Is=IB+Iout=Iout(1+1/h FE)其中1/h FE为误差 若输出级使用晶体管则电流检测时会产生基极电流分量这一误差，当这种情况不允许时，可采用图6所示那样采用FET管
图6 Is=Iout-I G 类型2，这是使用运放与Vref（2.5V）一体化的并联稳压器电路，由于这种电路的Vref高达2.5V，所以电源利用范围较窄 类型3，这是用晶体管代替运放的电路，由于使用晶体管的Vbe（约0.6V）替代Vref的电路，因此，Vbe的温度变化毫无改变地呈现在输出中，从而的不到期望的精度 类型4，这是利用对管补偿Vbe随温度变化的电路，由于检测电压也低于0.1V左右，应此，电源利用范围很宽 类型5，这是利用J-FET的电路，改变R gs可使输出电流达到漏极饱和电流I DSS，由于噪声也很小，因此，在噪声成为问题时使用这种电路也有一定价值，在该电路中不接R GS，则电流值变成I DSS，这样，J-FET接成二极管形式就变成了“恒流二极管” 以上电路都是电流吸收型电路，但除了类型2以外，若改变Vref极性与使用的半导体元件，则可以变成电流吐出型电路。
一种可调LED恒流源设计
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/cf10213238.html, 一种可调LED恒流源设计 作者：史俊冰 来源：《电子技术与软件工程》2016年第06期 摘要系统以DC-DC变压器为核心，通过升压电路对输入电压进行升压，利用由运放、参考电压源，大功率三极管等构成的电流串联负反馈电路实现恒流输出，并使用单片机对系统输出进行测试与控制，以实现限压、报警与脉动模式等功能。 【关键词】升压器恒流源变压器 步入21世纪后，白炽灯、荧光灯等一些传统的照明设备正在逐步的被新型的高效节能环保长寿以及高可靠性的半导体固体照明所取代，同时随着材料的发展和工艺的改进，LED的 发展势头十分迅猛。因此开发对于不同情况下的LED驱动芯片就具有十分重要的意义，也具有相当大的市场前景。 1 系统概述 本系统的目的是设计一种LED闪光灯电源，该电源的核心为直流-直流稳流电源变换器，它将电池的电能转换为恒流输出，驱动高亮度白光LED发光。电源有连续输出和脉动输出两种模式，并具有输出电压限压保护和报警功能。 系统输入为3.0-3.6V电压信号，通过升压电路进行升压，通过电流串联负反馈电路实现恒流输出，并利用单片机对系统输出进行测试与控制，以实现限压，报警与脉动模式等功能。系统包括：升压模块，恒流模块，控制模块三部分组成。 2 各模块的设计与实现 2.1 升压模块方案及电路设计 系统输入电压为3.0-3.6V，输出恒流时，电压限幅不超过10.5V，因此需要对输入电压进行升压，系统的升压模块采用DC-DC变换芯片。升压模块以XL6007为核心，其原理图如图1所示。 其中：U1选用DC-DC升压控制芯片XL6007；C1，C3选用1uF，耐压25V瓷片电容； C2选用47uF钽电容；C4选用220uF 钽电容；二极管选用PMEG3010 型肖特基二极管。电感选用低等效电阻的33uH屏蔽电感。 2.2 恒流模块方案及电路设计
数控直流电流源的设计与实现
数控直流电源的设计与实现 一、实验目的 １．了解数控技术和电源技术。 ２．熟悉微机原理及其接口技术。 ３．运用微机系统实现一个数控直流电源。 二、实验内容与要求 基于80x86实验箱平台设计并制作数控直流电源。要求由键盘预置输入直流电压在0～＋9.9V之间的任意一个值，数控直流电源输出，且输出电压与给定值偏差不大于 0.1V。 主要技术指标： （1）输出电压：范围0～＋9.9V，纹波不大于10mV，电压值由数码管显示； （2）具有“+”、“-”步进调整的功能，步进0.1V； （3）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）。 三、实验报告要求 １．设计目的和内容 ２．总体设计 ３．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明 ４．软件设计框图及程序清单 ５．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法） 四、总体设计 采用8086处理机构成该系统的核心——数控模块，与基本接口实验板相连，通过软件编译实现设计各种功能的实现，输出部分也不再采用传统的调整管方式，而是在D/A转换后，经过稳定的功率放大电路得到。由于使用了微处理器，整个系统可编程实现，系统的灵活性大大增加。系统设计框图如图1所示。
图1 方案三系统设计框图 为实现数控直流电源的各项功能，系统分为三个组成部分：键盘/显示电路，数控模块，稳压输出电路。下面介绍系统各部分的基本功能： （1）键盘/显示电路：该电路的显示部分又可分为电压预制值显示电路和电压实际输出值显示电路。系统利用可编程并行接口8255单元电路构成实验板上4*4小键盘的接口和LED 数码管电路的接口，从而识别键码同时显示电压预置值；在得到实际输出值后，实验板上提供了模数转换ADC0809单元电路，转化成数字量后传递给LED数码管就可以显示实际输出值。 （2）数控模块：该部分主要由8086微处理器和数模转换DAC0832单元电路组成。其中通过编写汇编语言程序控制8086微处理器快速完成各功能所需的复杂运算，然后数模转换电路DAC0832可将运算所得的数字量转换为模拟量。 （3）稳压输出电路：由于通过模数转换电路输出的电压值大小有限制，通过使用运算放大器作前缀的功率放大电路，即可满足系统所需电压，又可大大减小纹波电压。功率放大电路通过外扩电路实现。 五、硬件电路设计 本课题的设计可通过实验平台上的一些功能模块电路组成，由于各模块电路内部已经连接，用户在使用时只要设计模块间电路的连接，因此，硬件电路的设计及实现相对简单。完整系统的硬件连接如图2所示。
LED可控恒流源驱动系统设计
LED可控恒流源驱动系统设计 LED作为第三代照明光源，具有工作电压低，耗电量小，发光效率高、寿命 长等优点.LED 是一个非线性器件，当LED 导通时，只要LED 上的电压发生微小变化,就会使电流过大导致LED 器件发热损坏.LED 的工作特性对其供电电源 质量的依赖程度很大，因此实现一个高质量的供电电源对提高LED 的照明质量、电能利用率、延长LED 的使用寿命有着重要的意义.供电电源的稳定性主要取决于LED 驱动电路设计，恒流源驱动是最佳的LED 驱动方式，采用恒流源驱动，LED 上流过的电流将不受电压、环境温度变化，以及LED 参数离散性的影响，从而能保持电流恒定，充分发挥LED 的各种优良特性.目前广泛采用的恒流源 有两种形式：一种是线性电源改进型恒流源，另一种是开关电源式恒流源.线性电源改进型恒流源的线性损耗大，适用范围小; 开关电源式恒流源的可靠性较差，适应范围小，而且成本高.因此,经济实用、性能可靠的数控恒流源就得到了广泛的应用.本文针对小功率LED 在现有照明系统中驱动方式存在的一些 不足，设计了一种高效的驱动系统，提出了一种相应的新型驱动系统。 1 LED 特性 1.1 LED 伏安特性 LED 伏安特性的数学模型可以表示为 IF=V+RS+△VF/△T ( T-25℃ ) (1) 式中,V 是LED 启动电压;RS 表示伏安曲线斜率;IF 表示LED 正向电流;T 表示环境温度;△VF/△T 是LED 正向电压的温度系数,对于大多数LED 而言,它的典型值为-2V/℃.从LED 的数学模型看,在一定的环境温度条件下LED 在正向导通后其正向电压的细小变动将引起LED 电流的很大变化。 1.2 LED 温度特性 LED 正向电流的大小是随温度变化而变化的, 白光LED 的工作电流一般在 200mA 左右,当环境温度一旦超过50℃,白光LED 的容许正向电流会幅度降低而达不到正常发光亮度所需的工作电流,在此情况下如果仍旧施加大电流,很容易 使白光LED 老化。 1.3 LED 光学 光源的光通量是指单位时间内通过4π立体角的可见光能量.白光LED 电流与 光通量的关系如图1所示,随着电流的增加, LED 的光通量非线性增加,并逐渐趋于饱和.其原因主要是因为随着电流及时间的增大,大功率LED 内部温度上升, 发生在P/N 结结区的载流子复合几率下降,造成LED 发光效率降低。 2 系统方案选择与比较
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 2011级 姓名周盼学号 11064137 指导教师陈勉 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
电子技术课程设计任务书及选题清单 2012-2013-2 题号题目题号题目 1 可调恒流电源14 电容测量仪 2 函数信号发生器15 电感测量仪 3 锯齿波发生器16 β值测量仪 4 简易电子琴17 温度变送器 5 方波合成实验电路18 交流电压变送器 6 三角波合成实验电路19 交流电流变送器 7 音频高增益放大器20 频率变送器 8 宽频带电压放大器21 遥控音乐门铃 9 音频功率放大器22 感应双音门铃 10 低通50Hz陷波器23 声光控延时开关 11 数字电压表24 有线对讲机 12 简易万用表25 简易无线发射机 13 简易频率计
电子技术课程设计 任务书 设计题目：可调恒流源 学生姓名：周盼学号： 11064137 专业班级：自动化五班 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
直流可调恒流源设计说明
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
最新压控恒流源电路设计资料
3、电流源模块的选择方案 方案一：由晶体管构成镜像恒流源 一缺点在于，集电极最大输出电流约为几百毫安，而题目要求输出电流为200~2000mA，因此由晶体管构成的恒流源不适合采用。 方案二：由运算放大器构成恒流电路 运算放大器构成的恒流电路摆脱了晶体管恒流电路受限于工艺参数的缺点。但是只由运放构成的恒流电路，输出电流同样只能达到几十毫安，远远不能满足设计要求，因此必须加上扩流电路。采用运算放大器加上扩流管构成恒流电路，既能利用运算放大器准确的特性，输出又能达到要求。该电路的缺点之一在于电流的测量精度受到两个晶体管的匹配程度影响，其中涉及到比较复杂的工艺参数。 方案三：由运算放大器加上扩流管构成恒流电路 采用高精度运算放大器OP07，更能增加其准确的性能；采用达林顿管TP127 进行扩流，具有很大的扩流能力，两者结合，可以实现比较精确的恒流电路。 鉴于上面分析，本设计采用方案三。 （3）恒流源电路的设计 恒流源电路如图8.15 所示。其中，运算放大器U3 是一个反相加法器，一路输入为控制信号V1，另一路输入为运放U1 的输出反馈，R8 是U3 的反馈电阻。用达林顿管TIP122 和TIP127 组成推挽式电路，两管轮流导通。U2 是电压跟随器，输入阻抗高，基本没有分流，因此流经R2 的电流全部流入负载RL。U1 是反相放大器，取R14＝R11 时，放大 倍数为-1，即构成反相器。 针对运算放大器输出电流小的不足，该电路加了扩流电路。采 图8.15 恒流源部分电路 若U3 的输入电压为Vin，根据叠加原理，有
由U2 的电压跟随特性和U1 的反相特性，有 代入得到 即流经R7 的电流完全由输入控制电压Vin 决定 由于U2 的输入端不取电流，流经负载RL 的电流完全由输入控制电压Vin 决定，实现了压控直流电流源的功能。由于R7 中流过的电流就是恒流源的输出电流，按照题目要求，输出的直流电流需要达到2A，这里采用康锰铜电阻丝作为电阻R7。 2压控恒流源电路设计 压控恒流源是系统的重要组成部分，它的功能是用电压来控制电流的变化，由于系统对输出电流大小和精度的要求比较高，所以选好压控恒流源电路显得特别重要。采用如下电路：电路原理图如图8.5 所示。该恒流源电路由运算放大器、大功率场效应管Q1、采样电阻R2、负载电阻RL 等组成。
基于单片机的恒流源.doc
随着电子技术的发展，数字电路应用领域的扩展，现今社会，产品智能化、数字化已经成为人们追求的一种趋势，设备的性能、价格，发展空间等备受人们关注，尤其对电子设备的精密度和稳定度最为关注。性能好的电子设备，首先离不开稳定的电源，电源稳定度越高，设备和外围条件就越优越，那么设备的寿命就更长。基于此，人们对数控恒定电流器件的需要越来越迫切。 电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出 了更高的要求。随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。电源在使用时会造成很多不良后果，世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。只有满足产品标准，才能够进入市场。随着经济全球化的发展，满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。数控电源是从80年代才真正的发展起来的，期间系统的电力电子理论开始建立。这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。在以后的一段时间里，数控电源技术有了长足的发展。但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、
功率密度比较低、可靠性较差的缺点。因此数控电源主要的发展方向，是针对上述缺点不断加以改善。单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。新的变换技术和控制理论的不断发展，各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用，到90年代，己出现了数控精度达到0.05V 的数控电源，功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。从组成上，数控电源可分成器件、主电路与控制等三部分。目前在电力电子器件方面，几乎都为旋纽开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦。数字化智能电源是针对传统电源的不足设计的，数字化能够减少生产过程中的不确定因素和人为参与的环节数，有效地解决电源模块中诸如可靠性、智能化和产品一致性等工程问题，极大地提高生产效率和产品的可维护性。 当今社会，数控恒压技术已经很成熟，但是恒流源方面特别是数控恒流源的技术菜刚刚起步有待发展，高性能的数控横流器件的开发和应用存在巨大的发展空间。本数控直流恒流源系统输出电流稳定，不随负载和环境变化，并且有很高的精度，输出电流误差范围很小，输出电流可在一定范围内任意设定，因而可实际应用于需要稳定度小功率横流源的领域。
压控恒流源电路设计
压控恒流源电路设计 Last updated on the afternoon of January 3, 2021
3、电流源模块的选择方案 方案一：由晶体管构成镜像恒流源 一缺点在于，集电极最大输出电流约为几百毫安，而题目要求输出电流为200~2000mA，因此由晶体管构成的恒流源不适合采用。 方案二：由运算放大器构成恒流电路 运算放大器构成的恒流电路摆脱了晶体管恒流电路受限于工艺参数的缺点。但是只由运放构成的恒流电路，输出电流同样只能达到几十毫安，远远不能满足设计要求，因此必须加上扩流电路。采用运算放大器加上扩流管构成恒流电路，既能利用运算放大器准确的特性，输出又能达到要求。该电路的缺点之一在于电流的测量精度受到两个晶体管的匹配程度影响，其中涉及到比较复杂的工艺参数。 方案三：由运算放大器加上扩流管构成恒流电路 采用高精度运算放大器OP07，更能增加其准确的性能；采用达林顿管TP127进行扩流，具有很大的扩流能力，两者结合，可以实现比较精确的恒流电路。 鉴于上面分析，本设计采用方案三。 （3）恒流源电路的设计 恒流源电路如图所示。其中，运算放大器U3是一个反相加法器，一路输入为控制信号 V1，另一路输入为运放U1的输出反馈，R8是U3的反馈电阻。用达林顿管TIP122和TIP127组成推挽式电路，两管轮流导通。U2是电压跟随器，输入阻抗高，基本没有分流，因此流经R2的电流全部流入负载RL。U1是反相放大器，取R14＝R11时，放大 倍数为-1，即构成反相器。 针对运算放大器输出电流小的不足，该电路加了扩流电路。采 图恒流源部分电路 若U3的输入电压为Vin，根据叠加原理，有