一種便攜式雙向恒流源模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電子技術的技術領域。特別涉及一種便攜式高穩定度雙向恒流源模塊。
【背景技術】
[0002]恒流源在光纖通信、LED照明、激光器驅動等很多場合都有重要的應用，而在某些場合，如激光器驅動中，恒流源的輸出電流穩定度至關重要，輸出電流的不穩定會影響激光器的壽命以及輸出光功率。常用的提高電流穩定性的措施有:1、利用磁飽和電抗器的非線性磁化原理提高穩定性;2、在負載回路中串聯大電阻(相對于負載電阻)；3、通過負反饋網絡實現電流自動穩定。在這幾種方案中，第一種方案受器件本身的影響較大，對穩定度的提高有限；第二種方案由于在負載回路中串聯了大電阻，可有效地減小負載電阻的變化對輸出電流的影響，但由于負載回路大電阻的存在，使得輸出電流很小，一般只能在毫安級，而且大部分功率都降在了大電阻上，也使得效率極低;第三種方案由于負反饋網絡本身具有的自動調整功能，可以使輸出電流自動穩定，而不受負載變化的影響，因此是目前提高電流穩定度的最有效的方法，但目前已公開的技術中，一般都是采取單一的線性反饋網絡，這種方案存在的最大缺點是，一旦反饋網絡出現故障，系統將處于開環工作狀態，輸出電流將急劇增大，很容易損壞負載和電路本身，另一個缺點是使用場合受到限制，只能應用在負載對電流是線性響應的場合，在某些特定場合下，如負載對電流的響應存在延遲或超前的情況，這種基于單一線性反饋網絡的恒流源將失去自動穩定的能力。另外目前常見的恒流源裝置都是臺式儀器，體積大，笨重，不易于系統集成。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是，針對現有技術存在的缺點，提供一種基于雙反饋PID控制的便攜式高穩定度雙向恒流源模塊。
[0004]本發明的具體的技術方案是:
[0005]—種便攜式雙向恒流源模塊，結構有電流設置電路1、輸出控制電路5、末級輸出電路6和第一反饋電路7;其特征在于，結構還有減法器電路2、PID電路3、限流設置電路4、第二反饋電路8、顯示驅動電路9和前面板10;電流設置電路I的輸出端和第二反饋電路8的輸出端分別與減法器電路2的兩個輸入端相連，減法器電路2的輸出端接PID電路3的輸入端，PID電路3的輸出端接限流設置電路4的輸入端，限流設置電路4的第一個輸出端接輸出控制電路5的控制輸入端，第一反饋電路7的輸出端接輸出控制電路5的反饋輸入端，輸出控制電路5的輸出端接末級輸出電路6的輸入端，末級輸出電路6的取樣電阻輸出端同時接第一反饋電路7的輸入端和第二反饋電路8的輸入端，限流設置電路4的第二個輸出端、第三個輸出端和第一反饋電路7的輸出端分別與顯示驅動電路9的三個輸入端相連；
[0006]所述的前面板10的結構包括:9針D形接口 101、上限調節102、下限調節103和輸出調節104;所述的9針D形接口 101的I腳、5腳接地，6腳接電源VCC，2腳接電源VEE，7腳和3腳分別接末級輸出電路6的端口 CURRENT+和端口 CURRENT-，8腳、4腳、9腳分別接顯示驅動電路9的端口 CURRENT_DIS、端口 UMIT_L_DIS、和端口 UMIT_H_DIS;所述的上限調節102和下限調節103分別是限流設置電路4中的電位器W2和電位器W3的調節螺絲;輸出調節104是電流設置電路I中的電位器Wl的調節螺絲；
[0007]所述的電流設置電路I的結構為:電阻Rl的一端接電源VCC，另一端接穩壓二極管Dl的陰極和電位器Wl的一端，穩壓二極管Dl的陽極接地，電阻R2的一端接電源VEE，另一端接穩壓二極管D2的陽極和電位器Wl的另一端，穩壓二極管D2的陰極接地，電位器Wl的滑線端接電阻R3的一端，電阻R3的另一端接運放UlA的同相輸入端，運放UlA的反相輸入端接電阻R4的一端和電阻R5的一端，電阻R4的另一端接地，電阻R5的另一端接運放UlA的輸出端，運放Ul A的正電源端接電源VCC，負電源端接電源VEE，運放Ul A的輸出端作為電流設置電路I的輸出端，記為端口 M1_0UT，接減法器電路2的端口 M2_IN1，所述的電位器Wl是3296封裝的電位器，其調節螺絲位于前面板10上，是輸出調節104;
[0008]所述的減法器電路2的結構為:電阻R6的一端作為減法器電路2的一個輸入端，記為端口 M2_IN2，運放UlB的反相輸入端接電阻R6的另一端和電阻R9的一端，電阻R9的另一端接運放UlB的輸出端，電阻R7的一端作為減法器電路2的另一個輸入端，記為端口M2_IN1，運放UlB的同相輸入端接電阻R7的另一端和電阻R8的一端，電阻R8的另一端接地，運放UlB的輸出端作為減法器電路2的輸出端，記為端口 M2_0UT，接PID電路3的端口 M3_IN;
[0009]所述的PID電路3的結構為:電阻RlO的一端、電阻R17的一端和電阻R14的一端接在一起，作為PID電路3的輸入端，記為端口 M3_IN，運放U2A的反相輸入端接電阻RlO的另一端和電阻Rll的一端，電阻Rll的另一端接運放U2A的輸出端，電阻R12的一端接地，另一端接運放U2A的同相輸入端，運放U2A的正電源端接電源VCC，負電源端接電源VEE，運放U2A的輸出端接電阻R13的一端，運放U2B的反相輸入端接電阻R14的另一端和電容Cl的一端，電容Cl的另一端接運放U2B的輸出端，電阻R15的一端接地，另一端接運放U2B的同相輸入端，運放U2B的輸出端接電阻R16的一端，電阻R17的另一端接電容C2的一端，運放U3A的反相輸入端接電容C2的另一端和電阻R18的一端和電容C3的一端，電容C3的另一端和電阻R18的另一端接運放U3A的輸出端，電阻R19的一端接地，另一端接運放U3A的同相輸入端，運放U3A的正電源端接電源VCC，負電源端接電源VEE，運放U3A的輸出端接電阻R20的一端，電阻Rl 3的另一端、電阻R16的另一端和電阻R20的另一端共同接運放U3B的反相輸入端，電阻R21的一端接運放U3B的反相輸入端，另一端接運放U3B的輸出端，電阻R22的一端接運放U3B的同相輸入端，另一端接地，運放U3B的輸出端作為PID電路3的輸出端，記為端口 M3_0UT，接限流設置電路4的端口 M4_IN;
[0010]所述的限流設置電路4的結構為:電位器W2的一端接地，另一端接電源VCC，滑線端接電阻R24的一端，運放U4B的同相輸入端接電阻R24的另一端，反相輸入端和輸出端之間接電阻R23，輸出端接二極管D3的陰極，二極管D3的陽極接運放U5B的同相輸入端，電位器W3的一端接地，另一端接電源VEE，滑線端接電阻R26的一端，運放U4A的同相輸入端接電阻R26的另一端，反相輸入端和輸出端之間接電阻R25，輸出端接二極管D4的陽極，二極管D4的陰極接運放U5B的同相輸入端，運放U4A的正電源端接電源VCC，負電源端接電源VEE，運放U5B的反相輸入端和輸出端之間接電阻R28，電阻R27的一端接運放U5B的同相輸入端，另一端作為限流設置電路4的輸入端，記為端口 M4_IN，運放U5B的輸出端作為限流設置電路4的第一個輸出端，記為端口 M4_0UTI，接輸出控制電路5的端口Μ5_ΙΝ，運放U4B的輸出端作為限流設置電路4的第二個輸出端，記為端口 M4_0UT2，接顯示驅動電路9中的上限顯示驅動單元91的信號輸入端，運放U4A的輸出端作為限流設置電路4的第三個輸出端，記為端口 M4_0UT3，接顯示驅動電路9中的下限顯示驅動單元92的信號輸入端;所述的電位器W2、電位器W3是3296封裝的電位器，其調節螺絲位于前面板10上，分別是上限調節102和下限調節103;
[0011]所述的輸出控制電路5的結構為:運放U5A的正電源端接電源VCC，負電源端接電源VEE，反相輸入端和輸出端之間接電容C4，輸出端接電容C5的一端和電阻R29的一端，電容C5的另一端接地，電阻R29的另一端接運放U6B的反相輸入端，運放U6B的同相輸入端接地，反相輸入端和輸出端之間接電阻R30，輸出端接電容C6的一端，電容C6的另一端接地，運放U5A的同相輸入端作為輸出控制電路5的控制輸入端，記為端口 M5_IN，運放U5A的反相輸入端作為輸出控制電路5的反饋輸入端，記為端口 F_IN，運放U5A的輸出端作為輸出控制電路5的一個輸出端，記為端口 M5_0UT1，接末級輸出電路6的端口 M6_IN1，運放U6B的輸出端作為輸出控制電路5的另一個輸出端，記為端口 M5_0UT2，接末級輸出電路6的端口 M6_IN2 ；
[0012]所述的末級輸出電路6的結構為:電阻R31的一端作為末級輸出電路6的一個輸入端，記為端口 M6_IN1，電阻R32的一端作為末級輸出電路6的另一個輸入端，記為端口 M6_IN2，電阻R31的另一端接達林頓管Ql的基極和達林頓管Q2的基極，達林頓管Ql的集電極接電源VCC，發射極接達林頓管Q2的發射極，達林頓管Q2的集電極接電源VEE，電阻R3 2的另一端接達林頓管Q3的基極和達林頓管Q4的基極，達林頓管Q3的集電極接電源VCC，發射極接達林頓管Q4的發射極，并作為末級輸出電路6的電流輸出負極，記為端口 CURRENT-，接前面板10上的9針D形接口 101的3腳，達林頓管Q4的集電極接電源VEE，所述的達林頓管Ql和達林頓管Q3是NPN型的，達林頓管Q2和達林頓管Q4是PNP型的，