一种便携式双向恒流源模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电子技术的技术领域。特别涉及一种便携式高稳定度双向恒流源模块。
【背景技术】
[0002]恒流源在光纤通信、LED照明、激光器驱动等很多场合都有重要的应用，而在某些场合，如激光器驱动中，恒流源的输出电流稳定度至关重要，输出电流的不稳定会影响激光器的寿命以及输出光功率。常用的提高电流稳定性的措施有:1、利用磁饱和电抗器的非线性磁化原理提高稳定性;2、在负载回路中串联大电阻(相对于负载电阻)；3、通过负反馈网络实现电流自动稳定。在这几种方案中，第一种方案受器件本身的影响较大，对稳定度的提高有限；第二种方案由于在负载回路中串联了大电阻，可有效地减小负载电阻的变化对输出电流的影响，但由于负载回路大电阻的存在，使得输出电流很小，一般只能在毫安级，而且大部分功率都降在了大电阻上，也使得效率极低;第三种方案由于负反馈网络本身具有的自动调整功能，可以使输出电流自动稳定，而不受负载变化的影响，因此是目前提高电流稳定度的最有效的方法，但目前已公开的技术中，一般都是采取单一的线性反馈网络，这种方案存在的最大缺点是，一旦反馈网络出现故障，系统将处于开环工作状态，输出电流将急剧增大，很容易损坏负载和电路本身，另一个缺点是使用场合受到限制，只能应用在负载对电流是线性响应的场合，在某些特定场合下，如负载对电流的响应存在延迟或超前的情况，这种基于单一线性反馈网络的恒流源将失去自动稳定的能力。另外目前常见的恒流源装置都是台式仪器，体积大，笨重，不易于系统集成。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺点，提供一种基于双反馈PID控制的便携式高稳定度双向恒流源模块。
[0004]本发明的具体的技术方案是:
[0005]—种便携式双向恒流源模块，结构有电流设置电路1、输出控制电路5、末级输出电路6和第一反馈电路7;其特征在于，结构还有减法器电路2、PID电路3、限流设置电路4、第二反馈电路8、显示驱动电路9和前面板10;电流设置电路I的输出端和第二反馈电路8的输出端分别与减法器电路2的两个输入端相连，减法器电路2的输出端接PID电路3的输入端，PID电路3的输出端接限流设置电路4的输入端，限流设置电路4的第一个输出端接输出控制电路5的控制输入端，第一反馈电路7的输出端接输出控制电路5的反馈输入端，输出控制电路5的输出端接末级输出电路6的输入端，末级输出电路6的取样电阻输出端同时接第一反馈电路7的输入端和第二反馈电路8的输入端，限流设置电路4的第二个输出端、第三个输出端和第一反馈电路7的输出端分别与显示驱动电路9的三个输入端相连；
[0006]所述的前面板10的结构包括:9针D形接口 101、上限调节102、下限调节103和输出调节104;所述的9针D形接口 101的I脚、5脚接地，6脚接电源VCC，2脚接电源VEE，7脚和3脚分别接末级输出电路6的端口 CURRENT+和端口 CURRENT-，8脚、4脚、9脚分别接显示驱动电路9的端口 CURRENT_DIS、端口 UMIT_L_DIS、和端口 UMIT_H_DIS;所述的上限调节102和下限调节103分别是限流设置电路4中的电位器W2和电位器W3的调节螺丝;输出调节104是电流设置电路I中的电位器Wl的调节螺丝；
[0007]所述的电流设置电路I的结构为:电阻Rl的一端接电源VCC，另一端接稳压二极管Dl的阴极和电位器Wl的一端，稳压二极管Dl的阳极接地，电阻R2的一端接电源VEE，另一端接稳压二极管D2的阳极和电位器Wl的另一端，稳压二极管D2的阴极接地，电位器Wl的滑线端接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接运放UlA的同相输入端，运放UlA的反相输入端接电阻R4的一端和电阻R5的一端，电阻R4的另一端接地，电阻R5的另一端接运放UlA的输出端，运放Ul A的正电源端接电源VCC，负电源端接电源VEE，运放Ul A的输出端作为电流设置电路I的输出端，记为端口 M1_0UT，接减法器电路2的端口 M2_IN1，所述的电位器Wl是3296封装的电位器，其调节螺丝位于前面板10上，是输出调节104;
[0008]所述的减法器电路2的结构为:电阻R6的一端作为减法器电路2的一个输入端，记为端口 M2_IN2，运放UlB的反相输入端接电阻R6的另一端和电阻R9的一端，电阻R9的另一端接运放UlB的输出端，电阻R7的一端作为减法器电路2的另一个输入端，记为端口M2_IN1，运放UlB的同相输入端接电阻R7的另一端和电阻R8的一端，电阻R8的另一端接地，运放UlB的输出端作为减法器电路2的输出端，记为端口 M2_0UT，接PID电路3的端口 M3_IN;
[0009]所述的PID电路3的结构为:电阻RlO的一端、电阻R17的一端和电阻R14的一端接在一起，作为PID电路3的输入端，记为端口 M3_IN，运放U2A的反相输入端接电阻RlO的另一端和电阻Rll的一端，电阻Rll的另一端接运放U2A的输出端，电阻R12的一端接地，另一端接运放U2A的同相输入端，运放U2A的正电源端接电源VCC，负电源端接电源VEE，运放U2A的输出端接电阻R13的一端，运放U2B的反相输入端接电阻R14的另一端和电容Cl的一端，电容Cl的另一端接运放U2B的输出端，电阻R15的一端接地，另一端接运放U2B的同相输入端，运放U2B的输出端接电阻R16的一端，电阻R17的另一端接电容C2的一端，运放U3A的反相输入端接电容C2的另一端和电阻R18的一端和电容C3的一端，电容C3的另一端和电阻R18的另一端接运放U3A的输出端，电阻R19的一端接地，另一端接运放U3A的同相输入端，运放U3A的正电源端接电源VCC，负电源端接电源VEE，运放U3A的输出端接电阻R20的一端，电阻Rl 3的另一端、电阻R16的另一端和电阻R20的另一端共同接运放U3B的反相输入端，电阻R21的一端接运放U3B的反相输入端，另一端接运放U3B的输出端，电阻R22的一端接运放U3B的同相输入端，另一端接地，运放U3B的输出端作为PID电路3的输出端，记为端口 M3_0UT，接限流设置电路4的端口 M4_IN;
[0010]所述的限流设置电路4的结构为:电位器W2的一端接地，另一端接电源VCC，滑线端接电阻R24的一端，运放U4B的同相输入端接电阻R24的另一端，反相输入端和输出端之间接电阻R23，输出端接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极接运放U5B的同相输入端，电位器W3的一端接地，另一端接电源VEE，滑线端接电阻R26的一端，运放U4A的同相输入端接电阻R26的另一端，反相输入端和输出端之间接电阻R25，输出端接二极管D4的阳极，二极管D4的阴极接运放U5B的同相输入端，运放U4A的正电源端接电源VCC，负电源端接电源VEE，运放U5B的反相输入端和输出端之间接电阻R28，电阻R27的一端接运放U5B的同相输入端，另一端作为限流设置电路4的输入端，记为端口 M4_IN，运放U5B的输出端作为限流设置电路4的第一个输出端，记为端口 M4_0UTI，接输出控制电路5的端口Μ5_ΙΝ，运放U4B的输出端作为限流设置电路4的第二个输出端，记为端口 M4_0UT2，接显示驱动电路9中的上限显示驱动单元91的信号输入端，运放U4A的输出端作为限流设置电路4的第三个输出端，记为端口 M4_0UT3，接显示驱动电路9中的下限显示驱动单元92的信号输入端;所述的电位器W2、电位器W3是3296封装的电位器，其调节螺丝位于前面板10上，分别是上限调节102和下限调节103;
[0011]所述的输出控制电路5的结构为:运放U5A的正电源端接电源VCC，负电源端接电源VEE，反相输入端和输出端之间接电容C4，输出端接电容C5的一端和电阻R29的一端，电容C5的另一端接地，电阻R29的另一端接运放U6B的反相输入端，运放U6B的同相输入端接地，反相输入端和输出端之间接电阻R30，输出端接电容C6的一端，电容C6的另一端接地，运放U5A的同相输入端作为输出控制电路5的控制输入端，记为端口 M5_IN，运放U5A的反相输入端作为输出控制电路5的反馈输入端，记为端口 F_IN，运放U5A的输出端作为输出控制电路5的一个输出端，记为端口 M5_0UT1，接末级输出电路6的端口 M6_IN1，运放U6B的输出端作为输出控制电路5的另一个输出端，记为端口 M5_0UT2，接末级输出电路6的端口 M6_IN2 ；
[0012]所述的末级输出电路6的结构为:电阻R31的一端作为末级输出电路6的一个输入端，记为端口 M6_IN1，电阻R32的一端作为末级输出电路6的另一个输入端，记为端口 M6_IN2，电阻R31的另一端接达林顿管Ql的基极和达林顿管Q2的基极，达林顿管Ql的集电极接电源VCC，发射极接达林顿管Q2的发射极，达林顿管Q2的集电极接电源VEE，电阻R3 2的另一端接达林顿管Q3的基极和达林顿管Q4的基极，达林顿管Q3的集电极接电源VCC，发射极接达林顿管Q4的发射极，并作为末级输出电路6的电流输出负极，记为端口 CURRENT-，接前面板10上的9针D形接口 101的3脚，达林顿管Q4的集电极接电源VEE，所述的达林顿管Ql和达林顿管Q3是NPN型的，达林顿管Q2和达林顿管Q4是PNP型的，