低紋波、高精度電流源是一種重要的儀器設(shè)備；廣泛應(yīng)用于電光源、電化學(xué)、通信、測量技術(shù)、電子儀器等領(lǐng)域。目前，市場上的電流源不具備連續(xù)可調(diào)功能；并且輸出電流范圍小、精度低、紋波大、價格昂貴；為應(yīng)對市場需求；本文設(shè)計了輸出電流為0~5A；最大功率為100Ｗ的高精度程控電流源；主要技術(shù)指標(biāo)為：電流源工作電壓220Ｖ/50Ｈｚ；輸出電流范圍0~5A連續(xù)可調(diào)；線路調(diào)整率《0。05％＋0。1MA；負(fù)載調(diào)整率《0。05％＋1MA；設(shè)準(zhǔn)確度?0。05％＋2MA；回讀準(zhǔn)確度《0。05％＋2MA；系統(tǒng)設(shè)定分辨率為0。1MA；回讀分辨率為0。01MA。

1、線性穩(wěn)流原理

數(shù)控式線性穩(wěn)流電路結(jié)構(gòu)如圖1所示，它由調(diào)整管、誤差放大器、電流檢測器、D/A、A/D、MCU控制系統(tǒng)組成。當(dāng)調(diào)整管工作在放大狀態(tài)下，通過控制調(diào)整管基極電位，從而控制管壓降UCE的大小，為了使輸出電流穩(wěn)定，當(dāng)負(fù)載變化或者輸入電壓UI波動時，需要調(diào)整UCE，使輸出電流保持不變。采用電流檢測和誤差放大器構(gòu)成負(fù)反饋電路結(jié)構(gòu)來達(dá)到穩(wěn)流目標(biāo)?假設(shè)UI或RＬ增大，輸出電流增大，電流檢測電路輸出電壓U＋增大，若控制電壓UC保持不變，誤差放大器輸出U0ｌ減小，調(diào)整管的管壓降UCE上升，使輸出電流保持不變。設(shè)電流檢測電路電壓放大倍數(shù)為K，由運算放大器的虛短、虛斷特性可得：

U＋＝KRI＝Uc（1）

從而得到，I＝UC/KR。因此，該電路能達(dá)到穩(wěn)流目的。由式（1）可知，通過改變控制電壓UC的大小，可改變輸出電流的大小。MCU系統(tǒng)通過D/A器件可達(dá)到輸出電流程控目的。

圖1線性穩(wěn)流電路原理

2、電流源硬件設(shè)計

電流源硬件框圖如圖2所示，由T頻變壓器、單相橋式整流濾波、一次穩(wěn)壓、線性穩(wěn)流、輔助電源、STM32系統(tǒng)、D/A和A/D組成。輔助電源采用LM317、LM337、LM7805、LM7905、AMS1117電源管理芯片，提供電路中芯片正常工作的電壓。STM32單片機(jī)系統(tǒng)通過D/A控制線性穩(wěn)流輸出，通過A/D讀取輸出值，從而到達(dá)程控目的。

圖2基于STM32的電流源硬件框圖

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