一种基于数字控制的直流电流源技术研究

电路中A/D采样周期为130 ms，当定时器T0中断后进行一次采样，单片机处理后，输出D/A进行调节并显示。A/D中断(INTO)，中断的功能有：读采样数据、与设定值比较、控制调整电压和传送显示。设电压变化为Δ，当前电压为Vn，则新的值为Vn+1=Δ×M。M为常数，可根据实际电路参数要求设定，而且在程序进行中要考虑到D/A为12位，电压有上、下限。在显示时考虑可视性，测量值和设定值交替显示。定时器中断程序流程图如图6所示。

2 实验结果及分析

设计指标[5]：输入电压180 V～250 V/50 Hz；输出电流范围20 mA～2 000 mA；具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤10 mA；输出电流绝对值输出电流值的1%，纹波电流2 mA。

在给定电流200 mA作用下，负载稳定度曲线图如图7所示，其中负载稳定度是指一定的工作情况下，负载变化引起的输出电流变化。测试数据表明负载电压在0～10 V变化时，输出电流最大偏差为2 mA，满足输出电流绝对值小于输出电流值的1%的设计要求。

纹波电流特性如图8所示，取负载电阻RL=10 Ω，纹波电流=纹波电压/负载，从测试结果可以看出负载电流变化引起的纹流变化范围2 mA，其原因是因为所设计的电源输入和输出进行了稳压处理以及进行了高频滤波，因此纹波特性较为理想，达到了设计指标的要求。

本文设计了基于单片机数字控制的直流电流源，优点为：(1)采用数字化处理和控制，可避免模拟信号传递的畸变、失真，减少杂散信号的干扰；(2)该数字控制电路相对于模拟控制电路具有设定准确、输出电流恒定、可调范围宽等优点。数字控制直流电流源随着控制策略不断完善，将成为直流源电源发展的一个热点。

参考文献：

[1] 何希才.新型稳压电源及其应用[M]，北京：国防工业出版社，2002.

[2] 郑琼林，耿文学.电力电子电路精选—常用元器件·实用电路·设计实例[M].北京：电子工业出版社，1996.

[3] 孙涵.MCS-51/96系列单片机原理及应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，1998.

[4] 刘华毅，李霞，徐景德.基于单片机的宽范围连续可调直流稳压电源[J]，电力电子技术，2001，35(6)：7-9.

[5] 曲学基.稳定电源电路设计手册[M].北京：电子工业出版社，2003.