用于熱敏電阻特性測(cè)量的數(shù)控加熱直流電源

　　使用軟件Multisim和APSYS進(jìn)行模擬，對(duì)不同種類三極管進(jìn)行DC―sweep掃描，測(cè)試不同三極管特性得出厄利電壓大小。

　　對(duì)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(fù)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(kuò)流三極管模擬測(cè)試結(jié)果

　　電路設(shè)計(jì)

　　主處理器選擇

　　采用單片機(jī)Mega16為主控芯片，Atmaga16L是一個(gè)低功耗，高性能的8位單片機(jī)，片內(nèi)含16k空間的可反復(fù)擦寫100,000次的Flash存儲(chǔ)器， 32個(gè)IO口，內(nèi)置8路10 位ADC，可編程看門狗電路，抗干擾能力強(qiáng)，可在電磁干擾環(huán)境下工作。且Mega系列的單片機(jī)可以在線編程、調(diào)試，方便地實(shí)現(xiàn)程序的下載與整機(jī)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(diǎn)：功耗很低;尺寸小，厚度約為L(zhǎng)ED的1/3;字跡清晰美觀，同時(shí)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(cè)

　　通過比較器與標(biāo)準(zhǔn)電壓比較(見圖3)檢測(cè)電源端口電壓。

　　通過一級(jí)電壓跟隨并通過電阻分壓，調(diào)節(jié)到當(dāng)外電壓為10V時(shí)輸出5V電壓，并制作5V基準(zhǔn)源，通過電壓比較器，電壓比較器接單片機(jī)中端口檢測(cè)。

　　圖3 電源端口電壓檢測(cè)電路

　　圖4 10V恒壓輸出電路

　　10V恒壓輸出電路

　　為達(dá)到較小紋波，并實(shí)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(dòng)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(jí)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?yàn)锳MS1117的參考端電流相對(duì)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(cè)試電壓輸出換算出電流值，有精密測(cè)量和取出共模紋波電流的功能。

　　100mA和200mA恒流源

　　采用對(duì)電流值的負(fù)反饋，并進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)(見圖5)設(shè)計(jì)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(shí)采用12位A/D芯片AD1674對(duì)電壓值進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，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(jī)，通過矯枉過正的方法微調(diào)電壓，穩(wěn)住電流，實(shí)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(diǎn)，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(dǎo)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