摘 要：電源是各種電子儀器設備中不可缺少的重要組成部分，其性能優劣直接關系到電子設備的性能指標以及能否安全可靠地工作。恒流源也是電源設備中的重要組成部分，因此設計一種性能良好的恒流源有著十分重要的現實意義。
關鍵詞：恒流源；大功率；步進
本設計采用ADuC812單片機作為整機的控制核心，通過單片機自帶的D/A轉換器輸出的模擬信號經過放大器處理后控制大功率MOS管，使其輸出電流在200mA～2000mA之間。利用取樣電阻完成輸出電流/電壓轉換后送入A/D轉換器，實現單片機對輸出電流的實時檢測與顯示功能。另外，通過按鍵還可實現對輸出電流的步進加、減功能。
1 ADuC812單片機
ADuC812的內核中，集成了一個高性能8位MCU，這個MCU帶有片內可再編程的非易失性閃存/電擦除程序寄存器，并控制片內多通道（8個輸入通道）的12位ADC。這樣大大減少了帶A/D、D/A轉換嵌入式控制系統的開發和設計成本，并且體積小，電路更加簡單化。
2 電源部分
本控制系統由單片機及其外圍電路組成，需要+5V、±12V、+18V三組電源。+5V為微處理電路供電電源；±12V為穩流電路電源，給放大器供電；+18V為提供基準電源，作為恒流源電源。
2.1 大功率電流源
改變負載電阻，輸出電壓要在10V以內變化，而輸出的電流維持恒定，考慮到后續電路電能損耗以及其他外圍設備的電能損耗，選擇18V的輸出電壓。
設計中選用由7818及大功率三極管構成的穩壓電源，分別經過交流變壓器、二極管橋式整流、阻容濾波，最后經過三端穩壓得到一穩定的18V電源。由于7818在實際工作中不能提供足夠大的電流，為了能夠保證2A電流的輸出，在7818的輸出端接上一個大功率NPN型的三極管，經過其電流放大后，得到3A（要求為2A，1A為余量）電流。
2.2 微處理電路供電電源
設計中采用+5V為微處理器供電，穩壓器件選用LM7805，輸入端接入0.33uF的電容器，作用是抑制輸入的過電壓，保證LM7805的輸入-輸出電壓差不會瞬間超過允許值。而輸出端一般接入0.1uF的電容器，便可改善負載的瞬態相應，但是為了減小紋波電壓，有時在穩壓器的輸出端并入一只大容量電解電容器。
2.3 放大器供電電路
設計中采用±12V給放大器供電，所采用的三端穩壓器件為LM7812和LM7912。
使用電源變壓器將交流電網電壓220V變成要求的交流電壓，再通過橋式整流電路將交流電壓變成脈動的直流電壓。整流后的脈動的直流電壓通過濾波電路加以濾除，得到平滑的直流電壓。但這樣的電壓還隨電網的電壓波動、負載和溫度的變化而變化。因而在整流、濾波電路之后，還需接穩壓電路。最終經三端穩壓器LM7812和LM7912分別輸出+12V、-12V電壓。
2.4 恒流電路模塊
恒流模塊是根據帶有放大環節的反饋調整型恒流電路原理制成。它由基準電壓源、比較放大器，調整單元和采樣單元等幾部分構成。直流電源的電壓擾動所引起的電流的變化通過內部反饋得到抑制，比較放大器需選用低漂移高增益運算放大器。調整單元決定模塊的輸出電流容量和主要的電性能，本文以增強型MOS管IRF540作為調整管進行分析與設計實現恒流輸出。
3 顯示設計
測量和顯示范圍為200mA～2000mA，所以采用4位數顯示即可達到要求。本設計中采用MAX7219驅動器，可僅用3根信號線就可以實現數據的傳輸與顯示，MAX7219也可用來顯示四數位。
4 結論
ADuC812的應用開發比較方便，它的內核是國內技術人員都很熟悉的8051，現有的軟件都可以直接移植。由于 ADuC812 可通過特殊功能寄存器控制ADC、DAC、I2C等外圍芯片，故其 A/D和D/A轉換程序、I2C控制程序都比傳統的8051加外圍芯片的結構來得簡單、容易。因此，采用ADuC812作為本系統的核心芯片使設計變得簡單、方便、實用。
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