一種便攜式雙向恒流源模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子技術(shù)的技術(shù)領(lǐng)域。特別涉及一種便攜式高穩(wěn)定度雙向恒流源模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]恒流源在光纖通信、LED照明、激光器驅(qū)動(dòng)等很多場(chǎng)合都有重要的應(yīng)用，而在某些場(chǎng)合，如激光器驅(qū)動(dòng)中，恒流源的輸出電流穩(wěn)定度至關(guān)重要，輸出電流的不穩(wěn)定會(huì)影響激光器的壽命以及輸出光功率。常用的提高電流穩(wěn)定性的措施有:1、利用磁飽和電抗器的非線性磁化原理提高穩(wěn)定性;2、在負(fù)載回路中串聯(lián)大電阻(相對(duì)于負(fù)載電阻)；3、通過(guò)負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)電流自動(dòng)穩(wěn)定。在這幾種方案中，第一種方案受器件本身的影響較大，對(duì)穩(wěn)定度的提高有限；第二種方案由于在負(fù)載回路中串聯(lián)了大電阻，可有效地減小負(fù)載電阻的變化對(duì)輸出電流的影響，但由于負(fù)載回路大電阻的存在，使得輸出電流很小，一般只能在毫安級(jí)，而且大部分功率都降在了大電阻上，也使得效率極低;第三種方案由于負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)本身具有的自動(dòng)調(diào)整功能，可以使輸出電流自動(dòng)穩(wěn)定，而不受負(fù)載變化的影響，因此是目前提高電流穩(wěn)定度的最有效的方法，但目前已公開(kāi)的技術(shù)中，一般都是采取單一的線性反饋網(wǎng)絡(luò)，這種方案存在的最大缺點(diǎn)是，一旦反饋網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)將處于開(kāi)環(huán)工作狀態(tài)，輸出電流將急劇增大，很容易損壞負(fù)載和電路本身，另一個(gè)缺點(diǎn)是使用場(chǎng)合受到限制，只能應(yīng)用在負(fù)載對(duì)電流是線性響應(yīng)的場(chǎng)合，在某些特定場(chǎng)合下，如負(fù)載對(duì)電流的響應(yīng)存在延遲或超前的情況，這種基于單一線性反饋網(wǎng)絡(luò)的恒流源將失去自動(dòng)穩(wěn)定的能力。另外目前常見(jiàn)的恒流源裝置都是臺(tái)式儀器，體積大，笨重，不易于系統(tǒng)集成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種基于雙反饋PID控制的便攜式高穩(wěn)定度雙向恒流源模塊。
[0004]本發(fā)明的具體的技術(shù)方案是:
[0005]—種便攜式雙向恒流源模塊，結(jié)構(gòu)有電流設(shè)置電路1、輸出控制電路5、末級(jí)輸出電路6和第一反饋電路7;其特征在于，結(jié)構(gòu)還有減法器電路2、PID電路3、限流設(shè)置電路4、第二反饋電路8、顯示驅(qū)動(dòng)電路9和前面板10;電流設(shè)置電路I的輸出端和第二反饋電路8的輸出端分別與減法器電路2的兩個(gè)輸入端相連，減法器電路2的輸出端接PID電路3的輸入端，PID電路3的輸出端接限流設(shè)置電路4的輸入端，限流設(shè)置電路4的第一個(gè)輸出端接輸出控制電路5的控制輸入端，第一反饋電路7的輸出端接輸出控制電路5的反饋輸入端，輸出控制電路5的輸出端接末級(jí)輸出電路6的輸入端，末級(jí)輸出電路6的取樣電阻輸出端同時(shí)接第一反饋電路7的輸入端和第二反饋電路8的輸入端，限流設(shè)置電路4的第二個(gè)輸出端、第三個(gè)輸出端和第一反饋電路7的輸出端分別與顯示驅(qū)動(dòng)電路9的三個(gè)輸入端相連；
[0006]所述的前面板10的結(jié)構(gòu)包括:9針D形接口 101、上限調(diào)節(jié)102、下限調(diào)節(jié)103和輸出調(diào)節(jié)104;所述的9針D形接口 101的I腳、5腳接地，6腳接電源VCC，2腳接電源VEE，7腳和3腳分別接末級(jí)輸出電路6的端口 CURRENT+和端口 CURRENT-，8腳、4腳、9腳分別接顯示驅(qū)動(dòng)電路9的端口 CURRENT_DIS、端口 UMIT_L_DIS、和端口 UMIT_H_DIS;所述的上限調(diào)節(jié)102和下限調(diào)節(jié)103分別是限流設(shè)置電路4中的電位器W2和電位器W3的調(diào)節(jié)螺絲;輸出調(diào)節(jié)104是電流設(shè)置電路I中的電位器Wl的調(diào)節(jié)螺絲；
[0007]所述的電流設(shè)置電路I的結(jié)構(gòu)為:電阻Rl的一端接電源VCC，另一端接穩(wěn)壓二極管Dl的陰極和電位器Wl的一端，穩(wěn)壓二極管Dl的陽(yáng)極接地，電阻R2的一端接電源VEE，另一端接穩(wěn)壓二極管D2的陽(yáng)極和電位器Wl的另一端，穩(wěn)壓二極管D2的陰極接地，電位器Wl的滑線端接電阻R3的一端，電阻R3的另一端接運(yùn)放UlA的同相輸入端，運(yùn)放UlA的反相輸入端接電阻R4的一端和電阻R5的一端，電阻R4的另一端接地，電阻R5的另一端接運(yùn)放UlA的輸出端，運(yùn)放Ul A的正電源端接電源VCC，負(fù)電源端接電源VEE，運(yùn)放Ul A的輸出端作為電流設(shè)置電路I的輸出端，記為端口 M1_0UT，接減法器電路2的端口 M2_IN1，所述的電位器Wl是3296封裝的電位器，其調(diào)節(jié)螺絲位于前面板10上，是輸出調(diào)節(jié)104;
[0008]所述的減法器電路2的結(jié)構(gòu)為:電阻R6的一端作為減法器電路2的一個(gè)輸入端，記為端口 M2_IN2，運(yùn)放UlB的反相輸入端接電阻R6的另一端和電阻R9的一端，電阻R9的另一端接運(yùn)放UlB的輸出端，電阻R7的一端作為減法器電路2的另一個(gè)輸入端，記為端口M2_IN1，運(yùn)放UlB的同相輸入端接電阻R7的另一端和電阻R8的一端，電阻R8的另一端接地，運(yùn)放UlB的輸出端作為減法器電路2的輸出端，記為端口 M2_0UT，接PID電路3的端口 M3_IN;
[0009]所述的PID電路3的結(jié)構(gòu)為:電阻RlO的一端、電阻R17的一端和電阻R14的一端接在一起，作為PID電路3的輸入端，記為端口 M3_IN，運(yùn)放U2A的反相輸入端接電阻RlO的另一端和電阻Rll的一端，電阻Rll的另一端接運(yùn)放U2A的輸出端，電阻R12的一端接地，另一端接運(yùn)放U2A的同相輸入端，運(yùn)放U2A的正電源端接電源VCC，負(fù)電源端接電源VEE，運(yùn)放U2A的輸出端接電阻R13的一端，運(yùn)放U2B的反相輸入端接電阻R14的另一端和電容Cl的一端，電容Cl的另一端接運(yùn)放U2B的輸出端，電阻R15的一端接地，另一端接運(yùn)放U2B的同相輸入端，運(yùn)放U2B的輸出端接電阻R16的一端，電阻R17的另一端接電容C2的一端，運(yùn)放U3A的反相輸入端接電容C2的另一端和電阻R18的一端和電容C3的一端，電容C3的另一端和電阻R18的另一端接運(yùn)放U3A的輸出端，電阻R19的一端接地，另一端接運(yùn)放U3A的同相輸入端，運(yùn)放U3A的正電源端接電源VCC，負(fù)電源端接電源VEE，運(yùn)放U3A的輸出端接電阻R20的一端，電阻Rl 3的另一端、電阻R16的另一端和電阻R20的另一端共同接運(yùn)放U3B的反相輸入端，電阻R21的一端接運(yùn)放U3B的反相輸入端，另一端接運(yùn)放U3B的輸出端，電阻R22的一端接運(yùn)放U3B的同相輸入端，另一端接地，運(yùn)放U3B的輸出端作為PID電路3的輸出端，記為端口 M3_0UT，接限流設(shè)置電路4的端口 M4_IN;
[0010]所述的限流設(shè)置電路4的結(jié)構(gòu)為:電位器W2的一端接地，另一端接電源VCC，滑線端接電阻R24的一端，運(yùn)放U4B的同相輸入端接電阻R24的另一端，反相輸入端和輸出端之間接電阻R23，輸出端接二極管D3的陰極，二極管D3的陽(yáng)極接運(yùn)放U5B的同相輸入端，電位器W3的一端接地，另一端接電源VEE，滑線端接電阻R26的一端，運(yùn)放U4A的同相輸入端接電阻R26的另一端，反相輸入端和輸出端之間接電阻R25，輸出端接二極管D4的陽(yáng)極，二極管D4的陰極接運(yùn)放U5B的同相輸入端，運(yùn)放U4A的正電源端接電源VCC，負(fù)電源端接電源VEE，運(yùn)放U5B的反相輸入端和輸出端之間接電阻R28，電阻R27的一端接運(yùn)放U5B的同相輸入端，另一端作為限流設(shè)置電路4的輸入端，記為端口 M4_IN，運(yùn)放U5B的輸出端作為限流設(shè)置電路4的第一個(gè)輸出端，記為端口 M4_0UTI，接輸出控制電路5的端口Μ5_ΙΝ，運(yùn)放U4B的輸出端作為限流設(shè)置電路4的第二個(gè)輸出端，記為端口 M4_0UT2，接顯示驅(qū)動(dòng)電路9中的上限顯示驅(qū)動(dòng)單元91的信號(hào)輸入端，運(yùn)放U4A的輸出端作為限流設(shè)置電路4的第三個(gè)輸出端，記為端口 M4_0UT3，接顯示驅(qū)動(dòng)電路9中的下限顯示驅(qū)動(dòng)單元92的信號(hào)輸入端;所述的電位器W2、電位器W3是3296封裝的電位器，其調(diào)節(jié)螺絲位于前面板10上，分別是上限調(diào)節(jié)102和下限調(diào)節(jié)103;
[0011]所述的輸出控制電路5的結(jié)構(gòu)為:運(yùn)放U5A的正電源端接電源VCC，負(fù)電源端接電源VEE，反相輸入端和輸出端之間接電容C4，輸出端接電容C5的一端和電阻R29的一端，電容C5的另一端接地，電阻R29的另一端接運(yùn)放U6B的反相輸入端，運(yùn)放U6B的同相輸入端接地，反相輸入端和輸出端之間接電阻R30，輸出端接電容C6的一端，電容C6的另一端接地，運(yùn)放U5A的同相輸入端作為輸出控制電路5的控制輸入端，記為端口 M5_IN，運(yùn)放U5A的反相輸入端作為輸出控制電路5的反饋輸入端，記為端口 F_IN，運(yùn)放U5A的輸出端作為輸出控制電路5的一個(gè)輸出端，記為端口 M5_0UT1，接末級(jí)輸出電路6的端口 M6_IN1，運(yùn)放U6B的輸出端作為輸出控制電路5的另一個(gè)輸出端，記為端口 M5_0UT2，接末級(jí)輸出電路6的端口 M6_IN2 ；
[0012]所述的末級(jí)輸出電路6的結(jié)構(gòu)為:電阻R31的一端作為末級(jí)輸出電路6的一個(gè)輸入端，記為端口 M6_IN1，電阻R32的一端作為末級(jí)輸出電路6的另一個(gè)輸入端，記為端口 M6_IN2，電阻R31的另一端接達(dá)林頓管Ql的基極和達(dá)林頓管Q2的基極，達(dá)林頓管Ql的集電極接電源VCC，發(fā)射極接達(dá)林頓管Q2的發(fā)射極，達(dá)林頓管Q2的集電極接電源VEE，電阻R3 2的另一端接達(dá)林頓管Q3的基極和達(dá)林頓管Q4的基極，達(dá)林頓管Q3的集電極接電源VCC，發(fā)射極接達(dá)林頓管Q4的發(fā)射極，并作為末級(jí)輸出電路6的電流輸出負(fù)極，記為端口 CURRENT-，接前面板10上的9針D形接口 101的3腳，達(dá)林頓管Q4的集電極接電源VEE，所述的達(dá)林頓管Ql和達(dá)林頓管Q3是NPN型的，達(dá)林頓管Q2和達(dá)林頓管Q4是PNP型的，