電力監控用電流可調恆流源的製作方法
2024-03-07 06:00:15
本實用新型涉及一種恆流源，特別是涉及一種電力監控用電流可調恆流源。
背景技術：
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恆流源是一種外界電網電源產生波動或電網阻抗特性發生變化，仍然能輸出電流保持恆定的電流源,即輸出電流不因負載或輸出電壓變化而變化的電流源是一種寬頻譜、高精度交流穩流電源，具有響應速度快、恆流精度高、能長期穩定工作的特點，目前，在壓力、溫度等多參數測量系統中，需要給傳感器提供獨立的激勵電流源，但常用的恆流源存在恆流值不可調等缺點。
技術實現要素：
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本實用新型所要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種能分時輸出6路恆定電流的電力監控用電流可調恆流源。
本實用新型為解決技術問題所採取的技術方案是：
一種電力監控用電流可調恆流源裝置，包括電源單元、集成電路單元和按鍵單元，所述電源單元與所述集成電路單元連接，所述按鍵單元通過恆流源單元與所述集成電路單元連接，所述集成電路單元與輸出單元連接，所述輸出單元分別與控電單元、顯示單元和報警單元連接。
所述電源單元採用A，B，C路三路供電，A路加24V直流電壓，B路加5V 直流電壓，C路也加5V直流電壓，A，B兩路共地，C路不與A，B兩路共地。
所述輸出單元採用繼電器輸出，由4017晶片完成對繼電器的分選，使不同時間只有一個繼電器被吸合，且僅有一路輸出電流。
所述按鍵單元採用單穩態電路，所述恆流源單元中VR1和R28是電流通道上的負載，其中VR1為多轉電位器，當VR1調節時會產生不同的電流來完成恆流，R13為採樣電阻。
所述控電單元由U4，U6和Q8組成的，其中U4完成手動觸摸的功能，U6和Q8完成控電過程，Q8為PNP三極體。
所述報警單元中的二極體D19，D20接成「或」電路，所述顯示單元採用4個共陽數碼管DS4，DS3，DS2，DS1來顯示電流，並直接與U3連接，不需要限流電阻。
本實用新型的積極有益效果是：
1、本實用新型中報警單元和電位器的設置能夠使輸出的電流值達到隨時可控可調的目的，當輸出的電流值低於或高於先前設定的值時，會發出警報進行提示，方便操作。
2、本實用新型可以六路分時輸出給純電阻負載，並且在負載在一定範圍內變化時，電流恆定，不會出現電流減小等現象。
附圖說明：
圖1是本實用新型電力監控用電流可調恆流源的結構示意框圖；
圖2是本實用新型中電源單元原理圖；
圖3是本實用新型中按鍵分選原理圖；
圖4是本實用新型中繼電器連接原理圖；
圖5是本實用新型中按鍵單元原理圖；
圖6是本實用新型中控電單元原理圖；
圖7是本實用新型中恆流源單元原理圖；
圖8是本實用新型中報警單元原理圖；
圖9是本實用新型中顯示單元原理圖；
圖10是本實用新型中集成電路單元原理圖。
具體實施方式：
下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的解釋和說明：
一種電力監控用電流可調恆流源裝置，包括電源單元、集成電路單元和按鍵單元，電源單元與集成電路單元連接，按鍵單元通過恆流源單元與集成電路單元連接，集成電路單元與輸出單元連接，輸出單元分別與控電單元、顯示單元和報警單元連接。
電源單元採用A，B，C路三路供電，A路加24V直流電壓，B路加5V 直流電壓，C路也加5V直流電壓，A，B兩路共地，C路不與A，B兩路共地。
輸出單元採用繼電器輸出，由4017晶片完成對繼電器的分選，使不同時間只有一個繼電器被吸合，且僅有一路輸出電流；本裝置中由於用不到10個輸出，當Q6輸出時，就「迴環」了，當不斷按下按鍵時，脈衝逐次進入U2（4017）的CLK端，Q0~Q5逐次輸出高電平，為後級的繼電器電路服務，其中電阻R8為脈衝輸入上拉電阻，電容C1，電阻R9構成復位電路；繼電器連接原理圖中三極體Q1工作處於開關狀態，當輸出端Q0為低電平，三極體Q1斷開，繼電器不吸合，反之吸合，Cin1與ADI1相互接通，二極體D7為指示燈，具體地指示出該路是否聯通，當不斷按下按鍵時，Cin1分時與ADI1，ADI2，ADI3，ADI4，ADI5，ADI6聯通，J1為外接7芯插座，負載接在ADI1~ADI6中的某一個與地之間。
為了克服按鍵連擊現象，按鍵單元就需要使用單穩態電路，U1（LM358）A處於比較器狀態，用來實現此功能，當未按下按鍵時，電容C18這時充滿了電，處於高電平狀態，由於2腳電平為電源電壓的一半，而3腳高於2腳，輸出1腳電平為高電平；當S1按下時，電容C18上的電經過二極體D16釋放到地，此時3腳為低電平，而這時1腳為低電平，鬆開按鍵時又返回前一個狀態，這樣在腳1就會形成1個負脈衝輸出，不會出現多次按鍵的發生，從而實現這個按鍵過程，按鍵單元作為U2的脈衝輸入端。
U1（LM358）的另一運放承擔恆流源的工作，在5腳和A+之間加入另一組5V電壓，LM358本身電源電壓24V，VR1和R28作為電流通道上的負載，其中VR1為2kΩ多轉電位器，當VR1調節時會產生不同的電流來完成恆流，R13為採樣電阻，為後續測量使用，該電阻為10Ω精密電阻，J6跳線為外接萬用表時測量電流時使用，如果不使用時，可以短路，讓恆定電流流過。
由於不想讓恆定電路一直輸出，就有必要進行控電，也就是說只有有電的時候才可以輸出，控電單元是由U4（4013），U6（光耦NEC2701）和Q8（三極體8550）組成的，其中U4完成手動觸摸的功能，U6和Q8完成控電過程，Q8為PNP三極體，電阻R25，R22，R23和電容C10以及U4的1個D觸發器完成單穩態觸發，當用手觸摸R25時，人體的靜電將在U4的觸發器A的輸出Q端產生脈衝信號，此脈衝信號又給觸發器B的CLK端，而觸發器B的D端和非Q直接相接，這樣每當有脈衝信號來時，Q端會輸出連續的反向信號，觀察到每次觸摸後U4的13腳出現交替的高低電平，此時的高低電平作為光耦的輸入信號，當為高電平時，光耦飽和導通，三極體Q8也導通，發光二級管D13也導通發光，三極體Q8飽和導通，Vce電壓趨近於0，5Ｖ電壓加到三極體集電極上，這時就可以為下面的工作做準備，反之則光耦截止，三極體Q8也截止，集電極無電壓輸出。
當電流為4mA時流過電阻R28（150Ω）的電壓為0.6V，當電流為20mA時流過R28（150Ω）的電壓為3V,利用這2個電壓做窗口比較器，當小於0.6V或者高於3V就報警，用LM393做比較器完成告警功能，預先調整好可變電阻器VR2，使之抽頭電壓為3V，當採樣電壓高於U5（LM393）的6腳電壓時，U5的7腳輸出高電平，發光二極體D17點亮，調整好可變電阻器VR3，使之抽頭電壓為0.6V，當採樣電壓低於U5的3腳電壓時，U5的1腳輸出高電平，發光二極體D18點亮，這時，由於二極體D19，D20接成「或」電路，只要其中一個導通都會使三極體Q11導通，進而使蜂鳴器B1鳴叫，只有採樣電壓處於0.6V與3V之間，才會使電路退出告警狀態，這時兩個發光二級管均不亮，蜂鳴器不鳴叫。
顯示單元用4個共陽數碼管DS4，DS3，DS2，DS1作為數據顯示，並可直接與U3（7107）相接，不需要限流電阻，提前將小數點位置置好，數碼管DS4，DS3，DS2，DS1依次從高到低顯示；數碼管DS4隻接數碼管B段和C段，用來顯示「1」，G段接7107符號位POL用來顯示正負，電阻R18接次高位數碼管DS3的DP位，用來顯示小數點。
所述集成電路單元包含3 個半位數字A/D轉換器，可直接驅動LED數碼管，內部設有參考電壓、獨立模擬開關、邏輯控制、顯示驅動、自動調零等功能。
操作時，將某一路繼電器輸出短路後，一邊觀察數碼管輸出，一邊旋動可變多轉電位器VR1，用起子調節電位器VR1獲得所需要的電流，當數碼管數值停留在所需要的電流值時，停止轉動電位器，這時再將繼電器輸出開路，換上電阻負載，就會發現電阻值在一定範圍內時，電流恆定不變，電流值為XX.XX,精確到小數點後2位，單位為毫安，VR2和VR3是4mA和20mA電流的閾值比較電位器，當電流小於4mA或者大於20mA時，D19，D20指示LED分別點亮，同時蜂鳴器鳴叫。
以上所述，僅是本實用新型的優先實施例而已，並未對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本實用新型技術方案的保護範圍內。