一种基于STM32的高精度程控电流源设计
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2020-07-12
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一种基于一种基于STM32的高精度程控电流源设计的高精度程控电流源设计
为应对市场需求；本文设计了输出电流为0~5A；最大功率为100Ｗ的高精度程控电流源；主要技术指标为：电
流源工作电压220Ｖ/50Ｈｚ；输出电流范围0~5A连续可调；
低纹波、高精度电流源是一种重要的仪器设备；广泛应用于电光源、电化学、通信、测量技术、电子仪器等领域。目前，市场
上的电流源不具备连续可调功能；并且输出电流范围小、精度低、纹波大、价格昂贵；为应对市场需求；本文设计了输出电流
为0~5A；最大功率为100Ｗ的高精度程控电流源；主要技术指标为：电流源工作电压220Ｖ/50Ｈｚ；输出电流范围0~5A连续
可调；线路调整率《0。05％＋0。1MA；负载调整率《0。05％＋1MA；设准确度≪0。05％＋2MA；回读准确度《0。05％
＋2MA；系统设定分辨率为0。1MA；回读分辨率为0。01MA。
1、线性稳流原理
数控式线性稳流电路结构如图1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。采用电流检测和误差放大器构成负反馈电路结构来达到稳流目标假设UI或
RＬ增大，输出电流增大，电流检测电路输出电压U＋增大，若控制电压UC保持不变，误差放大器输出U0ｌ减小，调整管的
管压降UCE上升，使输出电流保持不变。设电流检测电路电压放大倍数为K，由运算放大器的虚短、虚断特性可得：
U＋＝KRI＝Uc（1）
从而得到，I＝UC/KR。因此，该电路能达到稳流目的。由式（1）可知，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。
图1 线性稳流电路原理
2、电流源硬件设计
电流源硬件框图如图2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。
图2 基于STM32的电流源硬件框图
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