激光器驱动电流源电路设计方案
激光器驱动电流源电路设计方案
本文设计了一种数控直流电流源的方案，给出了硬件组成和软件流程及源程序。以STC89C52单片机为核心控制电路，利用12位D/A模块产生稳定的控制电压，12位A/D模块完成电流测量。输出电流范围为20~2000mA，具有“+”“-”步进调整功能，步进为1mA ，纹波电流小，LCD 同时显示预 置电流值和实测电流值，便于操作和进行误差分析。
基于以上分析，选择方案二, 利用STC89C52单片机将电流步进值或设定值通过换算由D/A转换，驱动恒流源电路实现电流输出。输出电流经处理电路作A/D转换反馈到单片机系统，通过补偿算法调整电流的输出, 以此提高输出的精度和稳定性。在器件的选取中，D/A转换器选用12位优质D/A转换芯片 TLV5618，直接输出电压值，且其输出电压能达到参考电压的两倍，A/D转换器选用高精度12数转换芯片ADS7816。.
恒流源模块设计方案
方案一：由三端可调式集成稳压器构成的恒流源。 其典型恒流源电路图如图
1.2.1所示。一旦稳压器选定，则U0 是定值。若R 固定不变，则I0不变，因此可获得恒流输出。若改变R 值，可使输出 I0改变。因此将R 设为数控电位器，则输出电流可以以某个步长进行改变。此电路结构简单，调试方便，价格便宜，但是精密的大功率数控电位器难购买。
图1.2.1 三端集成稳压器构成的恒流源框图
方案二：由数控稳压器构成的恒流源 方案一是在U0不变的情况下，通过改变R 的数值获得输出电流的变化。如果固定R 不变，若能改变U0的数值，同样也可以构成恒流源，也就是说将上图中的三端可调式集成稳压源改为数控电压源，其工作原理和上图类似。此方案原理清楚，若赛前培训过数控电压源的设计的话，知识、器件有储备，方案容易实现。但是，由1.2.2图可知，数控稳压源的地是浮地，与系统不共地线，对于系统而言，地线不便处理。
方案三：采用集成运放的线性恒流源 该恒流源输出的电流与负载无关, 通过使用两块构成比较放大环节，功率管构成调整环节，利用晶体管平坦的输出特性和深度的负反馈电路可以得到稳定的恒流输出和高输出阻抗，实现了电压—电流转换。其原理框图如图1.2.3所示。
综合考虑，采用方案三，使用低噪音、高速宽带运放OP27BJ 和达林顿管TIP122构成一个恒流源电路。】
最小系统电路设计 通过键盘模块输入给定的电流值或是步进调整信号传送给单片机，单片机在接受到信号后进行处理运算，并显示其给定的电流值，然后经D/A转换以输出电压，驱动恒流源电路实现电流输出，并将采样电阻上的电压经过A/D转换输入单片机系统，通过补偿算法进行数值补偿处理，调整电流输出，并驱动显示器显示当前的电流值
恒流源电路的设计是本系统设计的核心，它采用电压来控制电流的变化。为了能产生恒定的电流，我们采用电压闭环反馈控制。恒流源电路原理图如图2.2.1所示，该电路主要由运算放大器、大功率达林顿管、采样电阻RS 、负载RL 等组成。取样电阻RS 从输出端进行取样，再与基准电压比较，并将误差电压放大后反馈到调整管，使输出电压在电网电压变动的情况下仍能保持稳定。电路中调整管采用大功率达林顿管TIP122，既能满足输出电流最大达到2A 的要求，也能较好地实现电压近似线性地控制电流。RS 选用热稳定性好的康铜丝，并选取较大值（2Ω），使得在电流较低时也能获得较大的电压值。运算放大器采用高精度的
OP27BJ 作为电压跟随器。DAOUT 即为输入电压Ui, 当Ui 一定时，运算放大器的Ui=US,I0=IL=IS=Ui/RS,即I0不随RL 的变化而变化，从而实现压控恒流。 由此得到恒流源输出电流的大小为：I0= Ui/RS
这个电路就是利用运放反馈来稳定电流啊
只要运放环路增益足够大
RC 电阻是设置你管子的静态工作点的
因为你运放的输出接到三级管的基级
基极电阻不够大
相当于运放的负载电阻太小
这样增益就小了
他采用一个三级管射极跟随器
把基极阻抗提高了贝塔倍
保证了两个差分输入相等