随着科技的不断进度,高精度电流源在自动测试/测量以及各种应用中承担着重要的作用。然而想要更高精度的指标参数,就需要电流源仪器研发得更完善。
众所周知,高精度电流源是电子实验中重要的测试仪器,能够广泛应用在电化学、电光源、测量技术和电子仪器等领域。然而市场上的电流源输出电流小、精度低、价格贵,都很难满足客户的需求。那么高精度电流源如何设计出来?
1、线性稳流原理
图:数控式线性稳流电路结构
数控式线性稳流电路结构如上图所示,它由调整管、误差放大器、电流检测器、D/A、A/D、MCU控制系统组成。当调整管工作在放大状态下,通过控制调整管基极电位,从而控制管压降UCE的大小,为了使输出电流稳定,当负载变化或者输入电压UI波动时,需要调整UCE,使输出电流保持不变。通过改变控制电压UC的大小,可改变输出电流的大小。MCU系统通过D/A器件可达到输出电流程控目的。
2、电流源硬件设计
图:电流源硬件框图
电流源硬件框图如上图所示,由T频变压器、单相桥式整流滤波、一次稳压、线性稳流、辅助电源、STM32系统、D/A和A/D组成。辅助电源采用LM317、LM337、LM7805、LM7905、AMS1117电源管理芯片,提供电路中芯片正常工作的电压。STM32单片机系统通过D/A控制线性稳流输出,通过A/D读取输出值,从而到达程控目的。
3、程控稳流电路设计
程控稳流电路主要由电流检测电路、误差放大电路、误差放大稳压电路组成。
4、电流源软件设计
电流源软件设计分为界面显示和控制两部分,主要功能有恒流输出,任意波形电流输出,按上次运行参数输出。
安泰ATS-2000C系列高精度电流源选型:
5、电流输出控制程序设计
电流输出分为恒流输出和任意波形输出。恒流输出需要设置输出电流值,运行时间。恒流输出开始时,系统获取设置参数,并将设置电流值转换为D/A设置值,启动系统计时器,控制D/A输出并通过A/D读取输出电流。当运行结束信号有效时,输出结束。任意波形输出需要设置每个步序的上升时间。
以上就是高精度电流源如何设计出来的内容,通过上述的介绍,相信您对于高精度电流源的设计已经有了清晰的了解。高精度电流源的设计是一项专业而又复杂的工作。
审核编辑黄宇
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