專利名稱：數(shù)字壓控直流恒流源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)字壓控直流恒流源裝置。
背景技術(shù)：
LED照明設(shè)備的出現(xiàn)在極大程度上給節(jié)能環(huán)保帶來了可圈可點(diǎn)的亮點(diǎn)，但是目前而言，單一化的LED照明已經(jīng)滿足不了日益增長的社會需求。一般高亮白色發(fā)光LED的正常工作電流為20mA，工作電壓為3. 7V左右，要滿足一個串、并聯(lián)的LED照明矩陣，技術(shù)人員必須設(shè)計(jì)一種不隨負(fù)載LED個數(shù)變化的穩(wěn)定電壓電流驅(qū)動。專利號為ZL 200520107082. 6的中國專利公開了一種恒流源裝置，其包括可調(diào)式開關(guān)穩(wěn)壓電路、負(fù)載、電流采樣電阻Rl和放大器，如圖1所示。所述電流采樣電阻Rl與所述負(fù)載串聯(lián)，所述放大器對電阻Rl兩端的電壓差放大后輸送給可調(diào)式開關(guān)穩(wěn)壓電路的反饋端，從而調(diào)節(jié)所述可調(diào)式開關(guān)穩(wěn)壓電路的占空比，進(jìn)而調(diào)整輸出電壓，維持輸出電流不變。 然而，采用該恒流源裝置不能調(diào)整負(fù)載電流的大小，也就是說，不能調(diào)整LED照明裝置的亮度。因此，亟待提供一種改進(jìn)的數(shù)字壓控直流恒流源裝置以克服上述缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于提供一種數(shù)字壓控直流恒流源裝置，其可以調(diào)整負(fù)載電流的大小并維持電路的動態(tài)穩(wěn)定。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種數(shù)字壓控直流恒流源裝置，其包括與電源連接的電壓調(diào)整器、與負(fù)載串聯(lián)的采樣電阻、兩輸入端分別與所述采樣電阻的兩端相連的采樣放大器、差分放大器和微處理器，所述電壓調(diào)整器的輸出端與所述負(fù)載相連， 所述采樣放大器的輸出端與所述差分放大器的負(fù)輸入端相連，所述微處理器與所述差分放大器的正輸入端相連且通過A/D采樣模塊與所述采樣電阻相連，所述差分放大器的輸出端與所述電壓調(diào)整器的調(diào)整端相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的數(shù)字壓控直流恒流源裝置的微處理器通過A/D采樣模塊對采樣電阻兩端的電壓信號進(jìn)行采樣并存儲，建立一個電流-電壓轉(zhuǎn)換模型，通過對實(shí)時采樣電壓值及微處理器中存儲的預(yù)設(shè)值比較后，將設(shè)定值輸出至差分放大器的正輸入端。而采樣電阻兩端的采樣電壓經(jīng)過采樣放大器同相放大后，輸出至差分放大器的負(fù)輸入端，差分放大器把負(fù)輸入端的采樣電壓與正輸入端的微處理器輸出的設(shè)定電壓的差值進(jìn)行放大，輸出到電壓調(diào)整器的調(diào)整端，形成閉環(huán)反饋。微處理器輸出的設(shè)定值決定了負(fù)載電流的大小。當(dāng)微處理器的設(shè)定值變大，則反饋到電壓調(diào)整器調(diào)整端的電壓變大，電壓調(diào)整器的輸出電壓升高，負(fù)載電流增加，采樣放大器的輸出端電壓增加，差分放大器的負(fù)輸入端電壓升高，直到差分放大器的正負(fù)輸入端的電壓相等，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動態(tài)穩(wěn)定。而當(dāng)微處理器的設(shè)定值不變而有某種情況使得負(fù)載電流增加時，采樣電阻兩端的電壓增加，采樣放大器輸出電壓隨之變大，而差分放大器輸出電壓減小，電壓調(diào)整器輸出電壓變小，從而使負(fù)載電流減小，進(jìn)而維持了負(fù)載電流的動態(tài)穩(wěn)定，反之亦然。也就是說，本實(shí)用新型的數(shù)字壓控直流恒流源裝置可以穩(wěn)定調(diào)整負(fù)載電流的大小。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，所述采樣放大器的輸出端與負(fù)輸入端之間串聯(lián)有滑動變阻器，所述滑動變阻器的滑片與所述采樣放大器的輸出端連接。該滑動變阻器用于調(diào)整所述差分放大器負(fù)輸入端的電壓幅值。優(yōu)選地，所述負(fù)載兩端并聯(lián)有一二極管，且所述二極管的負(fù)極與調(diào)整器的輸出端相連，該二極管用于防止引線較長使線路中出現(xiàn)反向感應(yīng)電壓而損壞電路。優(yōu)選地，所述采樣電阻為錳銅電阻，其功率大，可以減小對整個數(shù)字壓控直流恒流源裝置的影響，并避免被燒壞。通過以下的描述并結(jié)合附圖，本實(shí)用新型將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本實(shí)用新型的實(shí)施例。

圖1為現(xiàn)有恒流源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型數(shù)字壓控直流恒流源裝置的電路圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參考附圖描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，附圖中類似的元件標(biāo)號代表類似的元件。如上所述，本實(shí)用新型提供了一種數(shù)字壓控直流恒流源裝置，其可以調(diào)整負(fù)載電流的大小并維持電路的動態(tài)穩(wěn)定。下面將結(jié)合附圖詳細(xì)闡述本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案。如圖2所示，本實(shí)施例的數(shù)字壓控直流恒流源裝置包括與電源Vcc連接的電壓調(diào)整器Ul、與負(fù)載Jl串聯(lián)的采樣電阻R5、采樣放大器U2、差分放大器U3和微處理器，所述電壓調(diào)整器Ul的輸出端與所述負(fù)載 Jl相連，所述采樣放大器U2的兩個輸入端分別連接在所述采樣電阻R5的兩端，而輸出端與所述差分放大器U3的負(fù)輸入端相連，所述微處理器與所述差分放大器U3的正輸入端相連，如圖中A所示，且所述微處理器通過A/D采樣模塊與所述采樣電阻R5相連(圖未示)， 所述差分放大器U3的輸出端與所述電壓調(diào)整器Ul的調(diào)整端ADJ相連。具體的，所述電壓調(diào)整器Ul優(yōu)選為LM350，所述采樣電阻R5優(yōu)選為大功率錳銅電阻，所述采樣放大器U2優(yōu)選為超低噪聲運(yùn)放AD797，以減小噪聲的影響。所述差分放大器 U3優(yōu)選為高精度運(yùn)放0P707，以提供高精度的比較結(jié)果。進(jìn)一步地，所述采樣放大器U2的輸出端與負(fù)輸入端之間串聯(lián)有滑動變阻器R11， 所述滑動變阻器Rll的滑片與所述采樣放大器U2的輸出端連接。該滑動變阻器Rll用于調(diào)整所述差分放大器U3負(fù)輸入端的電壓幅值。更進(jìn)一步地，所述負(fù)載Jl兩端并聯(lián)有一二極管D4，且所述二極管D4的負(fù)極與電壓調(diào)整器Ul的輸出端相連，該二極管D4可以使反向感應(yīng)電壓經(jīng)過D4構(gòu)成閉合回路，從而防止弓I線較長使線路中出現(xiàn)反向感應(yīng)電壓而損壞電路。本實(shí)施例的數(shù)字壓控直流恒流源裝置的微處理器通過A/D采樣模塊對采樣電阻 R5兩端的電壓信號進(jìn)行采樣并存儲，建立一個電流-電壓轉(zhuǎn)換模型，通過對實(shí)時采樣電壓值及微處理器中存儲的預(yù)設(shè)值比較后，將設(shè)定值輸出至差分放大器U3的正輸入端。而采樣電阻R5兩端的采樣電壓經(jīng)過采樣放大器U2同相放大后，輸出至差分放大器U3的負(fù)輸入端，差分放大器U3把負(fù)輸入端的采樣電壓與正輸入端的微處理器輸出的設(shè)定電壓的差值進(jìn)行放大，輸出到電壓調(diào)整器Ul的調(diào)整端，形成閉環(huán)反饋。所述微處理器輸出的設(shè)定值決定了負(fù)載電流的大小。當(dāng)微處理器輸出的設(shè)定值變大，那么反饋到電壓調(diào)整器Ul調(diào)整端ADJ的電壓變大，電壓調(diào)整器Ul的輸出電壓升高，負(fù)載電流增加，采樣放大器U2的輸出端電壓增加，差分放大器U3的負(fù)輸入端電壓升高，直到差分放大器U3的正負(fù)輸入端的電壓相等，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動態(tài)穩(wěn)定。而當(dāng)微處理器的設(shè)定值不變而有某種情況使得負(fù)載Jl電流增加時，采樣電阻R5兩端的電壓增加，采樣放大器U2輸出電壓隨之變大，而差分放大器U3輸出電壓減小，電壓調(diào)整器Ul輸出電壓變小，從而使負(fù)載Jl電流減小，進(jìn)而維持了負(fù)載Jl電流的動態(tài)穩(wěn)定，反之亦然。也就是說，本實(shí)用新型的數(shù)字壓控直流恒流源裝置可以穩(wěn)定調(diào)整負(fù)載電流的大小，所述負(fù)載可以為LED照明裝置，通過該數(shù)字壓控直流恒流源裝置可以穩(wěn)定調(diào)節(jié)LED照明裝置的亮度。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字壓控直流恒流源裝置，包括與電源連接的電壓調(diào)整器、與負(fù)載串聯(lián)的采樣電阻和兩輸入端分別與所述采樣電阻的兩端相連的采樣放大器，所述電壓調(diào)整器的輸出端與所述負(fù)載相連，其特征在于還包括差分放大器和微處理器，所述采樣放大器的輸出端與所述差分放大器的負(fù)輸入端相連，所述微處理器與所述差分放大器的正輸入端相連且通過 A/D采樣模塊與所述采樣電阻相連，所述差分放大器的輸出端與所述電壓調(diào)整器的調(diào)整端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字壓控直流恒流源裝置，其特征在于所述采樣放大器的輸出端與負(fù)輸入端之間串聯(lián)有滑動變阻器，所述滑動變阻器的滑片與所述采樣放大器的輸出端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字壓控直流恒流源裝置，其特征在于所述負(fù)載兩端并聯(lián)有一二極管，且所述二極管的負(fù)極與調(diào)整器的輸出端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的數(shù)字壓控直流恒流源裝置，其特征在于所述采樣電阻為錳銅電阻。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種數(shù)字壓控直流恒流源裝置，其包括與電源連接的電壓調(diào)整器、與負(fù)載串聯(lián)的采樣電阻、兩輸入端分別與所述采樣電阻的兩端相連的采樣放大器、差分放大器和微處理器，所述電壓調(diào)整器的輸出端與所述負(fù)載相連，所述采樣放大器的輸出端與所述差分放大器的負(fù)輸入端相連，所述微處理器與所述差分放大器的正輸入端相連且通過A/D采樣模塊與所述采樣電阻相連，所述差分放大器的輸出端與所述電壓調(diào)整器的調(diào)整端相連。該數(shù)字壓控直流恒流源裝置可以調(diào)整負(fù)載電流的大小并維持電路的動態(tài)穩(wěn)定。
文檔編號G05F1/56GK201965499SQ20102066715
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者王知權(quán), 雷海東 申請人:江漢大學(xué)