[发明专利]多路多档数字式交流恒流源及其调档与选通控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及恒流源技术领域，特别是指一种多路多档数字式交流恒流源及其调档与选通控制方法。

背景技术

目前工厂进行的很多产品的调试和开发中，经常要用到多路高精度的0～100mA的标准恒流信号源。在多路恒流信号源的成型产品中，目前市场只有模拟式的单路信号源，还没有完全数字式的多路恒流源。在试验中如果需要多路标准的恒流信号源进行调试，那就要用好几个单路信号源装置来满足试验要求，而且目前所使用的模拟信号源大都是由电位器模拟调节的恒流源，虽然比较简单，精度不高，而且由于它是用电位器调节，就不可避免的具有随温度变化及磨损等降低精度的缺点。

随着电力工业的发展，交流恒流源在配电网络中各种电子产品需求量大量增加。目前主要使用的交流恒流源电路多数采用SPWM(Sinusoidal PWM，正弦脉宽调制)波形控制逆变电路，其先将变压器原侧的交流电转换为直流电，再将直流电经SPWM波形控制逆变电路逆变成所需的交流电。该电路会产生大量谐波反馈到电网，容易干扰电子产品的正常工作，而且在使用过程中，用户需先通过MCU(Micro Control Unit，微控制单元)设定电流值，整个恒流源的硬件电路所需元器件较多，成本也较高，容易出现故障。

综上，目前市面上的恒流源存在以下问题：模拟式恒流源精度不高，交流恒流源容易产生谐波反馈到电网，造成电网不稳，且成本较高，易出故障。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电流精度高、不影响电网、成本低且不易出故障的多路多档数字式交流恒流源及其调档与选通控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一种多路多档数字式交流恒流源，包括依次连接的微控制单元MCU模块、信号发生器、信号处理模块、四路放大电路、调档电路、高精度运放模块和四路选通电路；

所述MCU模块的控制信号输出端连接至所述调档电路和四路选通电路的控制信号输入端。

进一步的，所述MCU模块采用芯片MSP430F149单片机；所述信号发生器采用频率合成器芯片AD9850；

所述信号处理模块包括放大器，所述放大器的反向输入端与输出端相连，正向输入端经一滤波电容与所述信号发生器的输出端相连，输出端也经一滤波电容与所述四路放大电路相连。

进一步的，所述四路放大电路具有四个输出端，分别与所述调档电路的四个输入端相连；所述四路放大电路包含第一差分放大电路、第二差分放大电路、第三差分放大电路和第四差分放大电路，其中：

每个差分放大电路均包括放大器，每个差分放大电路的放大器的反向输入端分别经一限流电阻连接至所述信号处理模块的输出端，正向输入端分别经一接地电阻接地，输出端分别经一反馈电阻连接至各放大器的反向输入端，同时输出端分别与所述调档电路的四个输入端相连；

每个差分放大电路的放大器的正电源端与+5V电源相连，负电源端与-5V电源相连。

进一步的，每个差分放大电路中包含的限流电阻的阻值不同。

进一步的，所述调档电路包括多路复用器ADG604，其中：

所述多路复用器ADG604的正电源端VDD与+5V电源相连，并且正电源端VDD经一接地电容接地，负电源端VSS与-5V电源相连，并且负电源端VSS也经一接地电容接地；

所述多路复用器ADG604的控制信号输入端EN、地址选择端A0、地址选择端A1连接至所述MCU模块的控制信号输出端；

所述多路复用器ADG604的信号输出端Dout与所述高精度运放模块的输入端相连。

进一步的，所述高精度运放模块包括高精度运放芯片OPA551，所述运放芯片OPA551的正向信号输入端经一限流电阻连接至所述调档电路的信号输出端Dout，反向信号输入端经一接地电阻接地且与所述四路选通电路的回路端相连，标识FLAG端经一接地电阻接地，信号输出端与所述四路选通电路的输入端相连。

进一步的，所述四路选通电路中每一路选通电路的端口包括一个控制端和两个输出端，每一路选通电路的内部均包括依次连接的继电器动作单元、阻容滤波单元和继电器驱动单元，其中：

所述继电器动作单元包括一个双刀单掷常开开关，所述双刀单掷常开开关中的一路开关的两端连接所述高精度运放芯片OPA551的信号输出端和所述继电器动作单元所在的四路选通电路的一个输出端，所述双刀单掷常开开关中的另一路开关的两端连接所述高精度运放芯片OPA551的反向信号输入端和所述继电器动作单元所在的选通电路的另一输出端，所述继电器两端并接有起到保护作用的二极管；