一种基于大功率

FET 的数控直流电流源设计

　　摘要：系统采用

ATME189S52  为微控制器(MCE)核心，实现了可控的恒定直流电流源

设计。核心恒流模块采用自反馈电路连接大功率场效应管

IRFZ44NL，使得电流输出范围达

到

20~2000mA；用户可根据需要手动设置或步进(加减)控制电流输出：通过对直流稳压电

源的输出滤波控制，使得电流纹波

≤2mA；系统具有超量程自动报警功能；通过闭环控制，

使输出电流稳定；显示模块采用了

HSl2864—12 液晶显示模块(LCM)，人机界面友好。基于

智能化控制方式的发展及实际应用中的需要，系统扩展了

RS232  接口，构成网络仪表，可

用远端

PC 控制，完成对非常态环境(例如高温车间)下的恒流输出。

　　关键词：微控制器：

LCM；模块化；大功率场效应管；闭环控制

　　

O 引言

　　本文研制的电源是为满足生产和教学科研应用的直流恒流源。采用软硬件结
合的方法，能够输出恒定直流

0～2000mA，步进 8mA，纹渡电流≤2mA。用户通

过手动设定需要的数值，可以准确得到稳流输出。本系统拥有友好的界面，是可
以应用在生产、科研及教学活动中的数控直流恒流源。并且，产品扩展了网络仪
器的功能，用户通过远端监控。能够使本产品工作在比较恶劣的远端生产环境中
达到恒流输出的效果。
l 方案论证及比较
1．1 控制方案
　　方案一：采用数字信号处理器

(DSP)。

　　

DSP 功能强大，能完成许多复杂的控制和数据处理任务，但其价格一直居

高不下，成本较单片机高。对于恒流源控制来说，不具有普适性。
　　方案二：采用

CPLD 或 FPGA 作为主控制器控制 A／D、D／A 转换及健盘

和

LCD 控制。

　　此方案逻辑电路复杂，且灵活性较低，尤其不利于各种功能的扩展。更由于
频率较高，与单片机的通信编程复杂，时序控制困难。考虑到本课题的重点是实
现电流信号的精确输出，而不是逻辑控制，故不选用此方案。
　　方案三：采用

5l 系列单片机。

　　

51 系列单片机造价低廉通用性好，市场应用成熟，用此单片机足以完成课

题要求，使资源利用率较高。
　　经研究，我们选用方案三。

1．2 键显方案
　　方案一：采用数码管显示。
　　数码管亮度高、体积小、重量轻，但其显示信息简单、有限，在本课题中应用
受到很大的限制。
　　方案二：采用液晶显示模块。
　　液晶显示功耗低，轻便防震。由于本课题显示信息比较复杂，采用液晶显示
界面友好清晰，操作方便，最示信息丰富，而且避免了

LED 的动态扫描，使程

序设计更加简单。键盘采用通用集成芯片

82C79  控制。减少了 NCU 的 I／O 口的

使用，减轻了编程的复杂度，提高了系统资源利用率。