低紋波、高精度電流源是一種重要的儀器設備；廣泛應用于電光源、電化學、通信、測量技術、電子儀器等領域。目前，市場上的電流源不具備連續(xù)可調功能；并且輸出電流范圍小、精度低、紋波大、價格昂貴；為應對市場需求；本文設計了輸出電流為0~5A；最大功率為100Ｗ的高精度程控電流源；主要技術指標為：電流源工作電壓220Ｖ/50Ｈｚ；輸出電流范圍0~5A連續(xù)可調；線路調整率《0。05％＋0。1MA；負載調整率《0。05％＋1MA；設準確度?0。05％＋2MA；回讀準確度《0。05％＋2MA；系統(tǒng)設定分辨率為0。1MA；回讀分辨率為0。01MA。

1、線性穩(wěn)流原理

數控式線性穩(wěn)流電路結構如圖1所示，它由調整管、誤差放大器、電流檢測器、D/A、A/D、MCU控制系統(tǒng)組成。當調整管工作在放大狀態(tài)下，通過控制調整管基極電位，從而控制管壓降UCE的大小，為了使輸出電流穩(wěn)定，當負載變化或者輸入電壓UI波動時，需要調整UCE，使輸出電流保持不變。采用電流檢測和誤差放大器構成負反饋電路結構來達到穩(wěn)流目標?假設UI或RＬ增大，輸出電流增大，電流檢測電路輸出電壓U＋增大，若控制電壓UC保持不變，誤差放大器輸出U0ｌ減小，調整管的管壓降UCE上升，使輸出電流保持不變。設電流檢測電路電壓放大倍數為K，由運算放大器的虛短、虛斷特性可得：

U＋＝KRI＝Uc（1）

從而得到，I＝UC/KR。因此，該電路能達到穩(wěn)流目的。由式（1）可知，通過改變控制電壓UC的大小，可改變輸出電流的大小。MCU系統(tǒng)通過D/A器件可達到輸出電流程控目的。

圖1線性穩(wěn)流電路原理

2、電流源硬件設計

電流源硬件框圖如圖2所示，由T頻變壓器、單相橋式整流濾波、一次穩(wěn)壓、線性穩(wěn)流、輔助電源、STM32系統(tǒng)、D/A和A/D組成。輔助電源采用LM317、LM337、LM7805、LM7905、AMS1117電源管理芯片，提供電路中芯片正常工作的電壓。STM32單片機系統(tǒng)通過D/A控制線性穩(wěn)流輸出，通過A/D讀取輸出值，從而到達程控目的。

圖2基于STM32的電流源硬件框圖

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