數字壓控直流恆流源裝置的製作方法
2023-06-06 21:53:51 3
專利名稱：數字壓控直流恆流源裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子技術領域，尤其涉及一種數字壓控直流恆流源裝置。
背景技術：
LED照明設備的出現在極大程度上給節能環保帶來了可圈可點的亮點，但是目前而言，單一化的LED照明已經滿足不了日益增長的社會需求。一般高亮白色發光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、並聯的LED照明矩陣，技術人員必須設計一種不隨負載LED個數變化的穩定電壓電流驅動。專利號為ZL 200520107082. 6的中國專利公開了一種恆流源裝置，其包括可調式開關穩壓電路、負載、電流採樣電阻Rl和放大器，如圖1所示。所述電流採樣電阻Rl與所述負載串聯，所述放大器對電阻Rl兩端的電壓差放大後輸送給可調式開關穩壓電路的反饋端，從而調節所述可調式開關穩壓電路的佔空比，進而調整輸出電壓，維持輸出電流不變。 然而，採用該恆流源裝置不能調整負載電流的大小，也就是說，不能調整LED照明裝置的亮度。因此，亟待提供一種改進的數字壓控直流恆流源裝置以克服上述缺陷。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在於提供一種數字壓控直流恆流源裝置，其可以調整負載電流的大小並維持電路的動態穩定。為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種數字壓控直流恆流源裝置，其包括與電源連接的電壓調整器、與負載串聯的採樣電阻、兩輸入端分別與所述採樣電阻的兩端相連的採樣放大器、差分放大器和微處理器，所述電壓調整器的輸出端與所述負載相連， 所述採樣放大器的輸出端與所述差分放大器的負輸入端相連，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採樣模塊與所述採樣電阻相連，所述差分放大器的輸出端與所述電壓調整器的調整端相連。與現有技術相比，本實用新型的數字壓控直流恆流源裝置的微處理器通過A/D採樣模塊對採樣電阻兩端的電壓信號進行採樣並存儲，建立一個電流-電壓轉換模型，通過對實時採樣電壓值及微處理器中存儲的預設值比較後，將設定值輸出至差分放大器的正輸入端。而採樣電阻兩端的採樣電壓經過採樣放大器同相放大後，輸出至差分放大器的負輸入端，差分放大器把負輸入端的採樣電壓與正輸入端的微處理器輸出的設定電壓的差值進行放大，輸出到電壓調整器的調整端，形成閉環反饋。微處理器輸出的設定值決定了負載電流的大小。當微處理器的設定值變大，則反饋到電壓調整器調整端的電壓變大，電壓調整器的輸出電壓升高，負載電流增加，採樣放大器的輸出端電壓增加，差分放大器的負輸入端電壓升高，直到差分放大器的正負輸入端的電壓相等，系統實現動態穩定。而當微處理器的設定值不變而有某種情況使得負載電流增加時，採樣電阻兩端的電壓增加，採樣放大器輸出電壓隨之變大，而差分放大器輸出電壓減小，電壓調整器輸出電壓變小，從而使負載電流減小，進而維持了負載電流的動態穩定，反之亦然。也就是說，本實用新型的數字壓控直流恆流源裝置可以穩定調整負載電流的大小。作為本實用新型的優選實施例，所述採樣放大器的輸出端與負輸入端之間串聯有滑動變阻器，所述滑動變阻器的滑片與所述採樣放大器的輸出端連接。該滑動變阻器用於調整所述差分放大器負輸入端的電壓幅值。優選地，所述負載兩端並聯有一二極體，且所述二極體的負極與調整器的輸出端相連，該二極體用於防止引線較長使線路中出現反向感應電壓而損壞電路。優選地，所述採樣電阻為錳銅電阻，其功率大，可以減小對整個數字壓控直流恆流源裝置的影響，並避免被燒壞。通過以下的描述並結合附圖，本實用新型將變得更加清晰，這些附圖用於解釋本實用新型的實施例。
圖1為現有恆流源裝置的結構示意圖。圖2為本實用新型數字壓控直流恆流源裝置的電路圖。
具體實施方式
現在參考附圖描述本實用新型的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。如上所述，本實用新型提供了一種數字壓控直流恆流源裝置，其可以調整負載電流的大小並維持電路的動態穩定。下面將結合附圖詳細闡述本實用新型實施例的技術方案。如圖2所示，本實施例的數字壓控直流恆流源裝置包括與電源Vcc連接的電壓調整器Ul、與負載Jl串聯的採樣電阻R5、採樣放大器U2、差分放大器U3和微處理器，所述電壓調整器Ul的輸出端與所述負載 Jl相連，所述採樣放大器U2的兩個輸入端分別連接在所述採樣電阻R5的兩端，而輸出端與所述差分放大器U3的負輸入端相連，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採樣模塊與所述採樣電阻R5相連(圖未示)， 所述差分放大器U3的輸出端與所述電壓調整器Ul的調整端ADJ相連。具體的，所述電壓調整器Ul優選為LM350，所述採樣電阻R5優選為大功率錳銅電阻，所述採樣放大器U2優選為超低噪聲運放AD797，以減小噪聲的影響。所述差分放大器 U3優選為高精度運放0P707，以提供高精度的比較結果。進一步地，所述採樣放大器U2的輸出端與負輸入端之間串聯有滑動變阻器R11， 所述滑動變阻器Rll的滑片與所述採樣放大器U2的輸出端連接。該滑動變阻器Rll用於調整所述差分放大器U3負輸入端的電壓幅值。更進一步地，所述負載Jl兩端並聯有一二極體D4，且所述二極體D4的負極與電壓調整器Ul的輸出端相連，該二極體D4可以使反向感應電壓經過D4構成閉合迴路，從而防止弓I線較長使線路中出現反向感應電壓而損壞電路。本實施例的數字壓控直流恆流源裝置的微處理器通過A/D採樣模塊對採樣電阻 R5兩端的電壓信號進行採樣並存儲，建立一個電流-電壓轉換模型，通過對實時採樣電壓值及微處理器中存儲的預設值比較後，將設定值輸出至差分放大器U3的正輸入端。而採樣電阻R5兩端的採樣電壓經過採樣放大器U2同相放大後，輸出至差分放大器U3的負輸入端，差分放大器U3把負輸入端的採樣電壓與正輸入端的微處理器輸出的設定電壓的差值進行放大，輸出到電壓調整器Ul的調整端，形成閉環反饋。所述微處理器輸出的設定值決定了負載電流的大小。當微處理器輸出的設定值變大，那麼反饋到電壓調整器Ul調整端ADJ的電壓變大，電壓調整器Ul的輸出電壓升高，負載電流增加，採樣放大器U2的輸出端電壓增加，差分放大器U3的負輸入端電壓升高，直到差分放大器U3的正負輸入端的電壓相等，系統實現動態穩定。而當微處理器的設定值不變而有某種情況使得負載Jl電流增加時，採樣電阻R5兩端的電壓增加，採樣放大器U2輸出電壓隨之變大，而差分放大器U3輸出電壓減小，電壓調整器Ul輸出電壓變小，從而使負載Jl電流減小，進而維持了負載Jl電流的動態穩定，反之亦然。也就是說，本實用新型的數字壓控直流恆流源裝置可以穩定調整負載電流的大小，所述負載可以為LED照明裝置，通過該數字壓控直流恆流源裝置可以穩定調節LED照明裝置的亮度。
權利要求1.一種數字壓控直流恆流源裝置，包括與電源連接的電壓調整器、與負載串聯的採樣電阻和兩輸入端分別與所述採樣電阻的兩端相連的採樣放大器，所述電壓調整器的輸出端與所述負載相連，其特徵在於還包括差分放大器和微處理器，所述採樣放大器的輸出端與所述差分放大器的負輸入端相連，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採樣模塊與所述採樣電阻相連，所述差分放大器的輸出端與所述電壓調整器的調整端相連。
2.根據權利要求1所述的數字壓控直流恆流源裝置，其特徵在於所述採樣放大器的輸出端與負輸入端之間串聯有滑動變阻器，所述滑動變阻器的滑片與所述採樣放大器的輸出端連接。
3.根據權利要求2所述的數字壓控直流恆流源裝置，其特徵在於所述負載兩端並聯有一二極體，且所述二極體的負極與調整器的輸出端相連。
4.根據權利要求1-3任一項所述的數字壓控直流恆流源裝置，其特徵在於所述採樣電阻為錳銅電阻。
專利摘要本實用新型公開了一種數字壓控直流恆流源裝置，其包括與電源連接的電壓調整器、與負載串聯的採樣電阻、兩輸入端分別與所述採樣電阻的兩端相連的採樣放大器、差分放大器和微處理器，所述電壓調整器的輸出端與所述負載相連，所述採樣放大器的輸出端與所述差分放大器的負輸入端相連，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採樣模塊與所述採樣電阻相連，所述差分放大器的輸出端與所述電壓調整器的調整端相連。該數字壓控直流恆流源裝置可以調整負載電流的大小並維持電路的動態穩定。
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 優先權日2010年12月20日
發明者王知權, 雷海東 申請人:江漢大學