基于MAX6126的儀用精密恒流源設(shè)計(jì)

3 恒流源電路
3．1 硬件設(shè)計(jì)
以驅(qū)動(dòng)4個(gè)LED的恒流源為例．說(shuō)明恒流源的硬件設(shè)計(jì)和工作原理，如圖2所示。該恒流源電路主要由電源基準(zhǔn)MAX6126、三極管VQ1、電阻R1和模擬開(kāi)關(guān)MAX4066組成。其工作原理是，具有電壓反饋功能的MAX6126通過(guò)OUTS端實(shí)時(shí)對(duì)采樣電阻R1兩端的電壓采樣，并反饋到其內(nèi)部，根據(jù)采集到的電壓值相應(yīng)調(diào)節(jié)穩(wěn)壓器的OUTF端輸出電壓，同時(shí)利用三極管VQ1平坦的輸出特性，保證輸出電流的穩(wěn)定。電阻R1根據(jù)所需的驅(qū)動(dòng)電流大小和0UTF端的輸出電壓確定。4個(gè)LED光源分別為L(zhǎng)EDl、LED2、LED3和LED4，每個(gè)光源的典型工作電流約20mA，4個(gè)LED的正極與Vcc相連，LED的負(fù)極分別與模擬開(kāi)關(guān)MAX4066的4個(gè)通道相連，MAX4066通道的另一端與三極管VQ1的集電極相連，Vcc為+5 V電壓。數(shù)字信號(hào)控制MAX4066的每個(gè)通道的通斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)LED的選通。該恒流源的驅(qū)動(dòng)電流大小為：Iout=Vout/R1

3．2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
根據(jù)恒流源電路原理圖搭建電路，通過(guò)檢測(cè)LED光源發(fā)光強(qiáng)度驗(yàn)證恒流源電路的穩(wěn)定性。Ul選擇型號(hào)為MAX6l2682l的電壓基準(zhǔn)，輸出電壓為2．048 V：U2選擇Maxim公司的低電壓、4路、SPST、CMOS模擬開(kāi)關(guān)MAX4066，該器件5 V供電，最大工作電流30 mA；C1為0．1μF的獨(dú)石電容；VQ1為2N3904型的三極管；R1為150 Ω的高精密電阻；光源分別為紅、黃、綠和近紅外4種LED，Vcc為+5 V。模擬開(kāi)關(guān)的通斷由單片機(jī)控制，LED發(fā)射的光由光電檢測(cè)電路檢測(cè)，并由單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)到的電壓值進(jìn)行采集，A／D轉(zhuǎn)換為12位。4個(gè)LED輪流發(fā)光，并依次采集代表光強(qiáng)的電壓值，每10 min采集一次，共采集20次。如圖3所示。

圖3是檢測(cè)得到的代表LED發(fā)光強(qiáng)度的電壓值，每個(gè)LED共有20個(gè)數(shù)據(jù)，整個(gè)采集過(guò)程共耗時(shí)200 min。檢測(cè)得到的LEDl發(fā)光強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差為0．004 V，LED2為O．002 V，LED3為0．014 V，LED4為0．008 V。因此，在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)LED光源發(fā)光強(qiáng)度仍能夠保持穩(wěn)定，該恒流源具有很好的穩(wěn)定性。
3．3 設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題
繪制電路板時(shí)．MAX6126的I．C．*引腳與外界不連接，懸空；為了減小儀器功耗，R1的阻值和MAX6126的基準(zhǔn)電壓應(yīng)盡量??；選擇R1時(shí)，應(yīng)根據(jù)所選模擬開(kāi)關(guān)的特性確定R1的最小值。例如，模擬開(kāi)關(guān)MAX4066所承受的最大電流為30 mA，當(dāng)MAX6126基準(zhǔn)電壓為2．048 V時(shí)，應(yīng)保證阻值不小于70Ω；模擬開(kāi)關(guān)的選擇應(yīng)根據(jù)具體的LED的數(shù)據(jù)來(lái)選擇模擬開(kāi)關(guān)的通道數(shù)，應(yīng)盡量選擇導(dǎo)通電阻小、最大電流大的模擬開(kāi)關(guān)，但對(duì)于驅(qū)動(dòng)一般的LED光源，MAX4066能夠滿足要求。

4 結(jié)語(yǔ)
MAX6126所特有的曲率矯正功能，以及超低噪聲、高精度、低壓差等特點(diǎn)，使基于MAX6126的恒流源無(wú)論是在穩(wěn)定性，還是功耗上都取得了比較理想的效果。針對(duì)物質(zhì)分析儀器所開(kāi)發(fā)的恒流源，具有電路簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)提高儀器的精度起到了很重要的作用。