恒流电路

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2024-01-23 16:44清华大学自动化系副教授 科技领域创作者


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01恒流电路

一、前言

  这是一个恒流功率输出电路。输出的电流通过 两个 10欧姆电阻并联的采样电阻转换成电压,反馈到运放的负输入端。控制电压由正输入端引入。经过运放对误差的积分之后,输出到 MOS 管的栅极。MOS 管的漏极输出作为负载恒流输出。工作电源为 24V。

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▲ 图1.1.1 恒流电路的原理图


二、负载电阻

  为了测试输出电流,制作了一个10欧姆的负载电阻。电流从一端通过,从另外一端流出。从另外一个接口测量负载电阻上的电压。利用LCR 表,来测量负载电阻的阻值。大小为 9.957欧姆。这样,便可以通过电压来计算出输出电流的大小。

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  ● 电流采样电阻:
   
负载阻值:9.957Ω
   : 采样阻值:5.019Ω

  电路中采样电阻的阻值,经过测量为5.019欧姆,它是由两个10欧姆电阻并联而成。下面通过单片机给出控制电压信号,给定电压为0.3V。测量负载电阻上的电压。负载电阻的阻值为10欧姆,所以理论上,它的电压值应该是给定电压的两倍。使用万用表测量这个电压,这个电压除以10欧姆便是恒流输出的大小。实际测量电压为 0.583V。这比给定电压0.3V的两倍略小,具体原因不详。

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三、单片机DAC与输出电流

  给定电压的是单片机ADuC845,通过设定它的DAC输出,控制恒流源的电流。这是测量DAC从0到0xfff输出 分别对应负载电阻上的电压。可以看到它们之间基本上呈现线性关系。将 0 到 100 之间的设置与输出曲线重新测量,可以看到在低端,DAC 输出 18 之内,输出电流基本上维持在 0 左右。

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▲ 图1.2.1 DAC 设置与负载电阻上的电压


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▲ 图1.2.2 DAC从0到100 对应的负载电流采样电阻(10欧姆)上的电压


※总  结 ※

  本文记录了对一款基于MOS的恒流电路的测试,利用了10欧姆负载电阻测量了输出电流。使用单片机ADuC845 DAC 给出控制信号,设定值与电流值之间呈现线性关系。只是在低端出现了一个死区。

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▲ 图2.1 第二块电路板的电解电流曲线


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▲ 图2.2 第二快电路板DAC输出与负载电流