用于熱敏電阻特性測量的數(shù)控加熱直流電源

　　使用軟件Multisim和APSYS進行模擬，對不同種類三極管進行DC―sweep掃描，測試不同三極管特性得出厄利電壓大小。

　　對于恒流源所用的電路，厄利電壓的值越大說明三極管的恒流特性越好，負載電阻的變化不受到影響到電源的恒流特性。集電極電流值只受到基極電流Ib控制的性質(zhì)越好。

　　圖2 橫流電路擴流三極管模擬測試結(jié)果

　　電路設(shè)計

　　主處理器選擇

　　采用單片機Mega16為主控芯片，Atmaga16L是一個低功耗，高性能的8位單片機，片內(nèi)含16k空間的可反復擦寫100,000次的Flash存儲器， 32個IO口，內(nèi)置8路10 位ADC，可編程看門狗電路，抗干擾能力強，可在電磁干擾環(huán)境下工作。且Mega系列的單片機可以在線編程、調(diào)試，方便地實現(xiàn)程序的下載與整機的調(diào)試。

　　顯示模塊

　　使用LCD液晶顯示屏顯示。LCD有明顯的優(yōu)點：功耗很低;尺寸小，厚度約為LED的1/3;字跡清晰美觀，同時又可顯示大量文字信息和圖形，可形成人性化的交互界面。

　　電源端口電壓10V檢測

　　通過比較器與標準電壓比較(見圖3)檢測電源端口電壓。

　　通過一級電壓跟隨并通過電阻分壓，調(diào)節(jié)到當外電壓為10V時輸出5V電壓，并制作5V基準源，通過電壓比較器，電壓比較器接單片機中端口檢測。

　　圖3 電源端口電壓檢測電路

　　圖4 10V恒壓輸出電路

　　10V恒壓輸出電路

　　為達到較小紋波，并實現(xiàn)電壓可調(diào)的目的采用AMS1117精密穩(wěn)壓芯片，通過調(diào)節(jié)電阻比例得到所要電壓。由于輸出電壓的波動與輸入輸出電壓的差值有關(guān)，差值越大，紋波越大。故采用兩級穩(wěn)壓(見圖4)。這樣經(jīng)過穩(wěn)壓后輸出電壓紋波基本為電容電阻的熱噪聲。

　　又因為AMS1117的參考端電流相對于輸入輸出電流很小，可忽略。通過在兩極之間接入電阻并通過儀表放大器AD620放大差壓，用A/D測試電壓輸出換算出電流值，有精密測量和取出共模紋波電流的功能。

　　100mA和200mA恒流源

　　采用對電流值的負反饋，并進行實時調(diào)節(jié)(見圖5)設(shè)計恒流源。

　　采用16位D/A芯片AD669，調(diào)節(jié)加在精密電阻上的電壓值，同時采用12位A/D芯片AD1674對電壓值進行實時檢測，經(jīng)過具有高共模抑制比的儀表專用放大器AD620。電壓值反饋回單片機，通過矯枉過正的方法微調(diào)電壓，穩(wěn)住電流，實現(xiàn)恒流。

　　恒流充電與恒壓充電方式的轉(zhuǎn)換

　　采用電磁繼電器選擇通路。電磁繼電器具有通過電流大的優(yōu)點，但是開關(guān)速度較慢。

　　在該題目要求中，不需快速的開關(guān)速度但要求能導通較大電流。因此，我們選用電磁繼電器。

　　圖5 無反饋100mA和200mA恒流源電路