一種基于微控制器的可調直流恒流源產生裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及直流恒流源產生領域，尤其涉及一種基于微控制器的可調直流恒流源產生裝置及方法。
【背景技術】
[0002]直流恒流源在變電站接地網的檢測中是不可或缺的。在進行變電站接地網的檢測時，通過接地網的接地引下線向變電站接地網中注入一定幅值大小的直流恒流源，然后運用一定的手段采集得到接地網的接地引下線上的響應電壓，利用這些響應電壓完成對接地網的檢測和腐蝕診斷。
[0003]當然，直流恒流源的應用肯定不局限于變電站接地網領域，在我們生活的數字化時代背景下，很多的數字化產品和電子產品都需要用到或者產生直流恒流源。現在也有很多比較成熟的直流恒流源產生方法，包括純模擬的電路產生方法、運用相關的功能芯片產生方法、運用數字電路產生方法以及直流恒流源發生器等成熟產品。這些方法都可以產生精度較好的直流恒流源，也基本上滿足了大多數的對直流恒流源的需求。
[0004]但是當面對需要將直流恒流電流源嵌入到微控制器中，利用微控制器編程產生直流恒流源的需求時，上述方法都不能滿足要求。這對于直流恒流源在數字化集成品中的實現很不利。因此找到一種方法來實現直流恒流源在數字化產品中的實現和微型化具有實際意義。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是提供一種基于微控制器的可調直流恒流源產生裝置及方法，它能夠利用微控制器產生直流恒流源，且具有穩定、無干擾的優點，使直流恒流源能夠嵌入到微控制器中進行使用。
[0006]本發明采用下述技術方案:
一種基于微控制器的可調直流恒流源產生裝置，包括用于產生一個恒壓信號輸出并通過反饋信號對恒壓信號輸出進行調整的微控制器、用于消除電路中各芯片供電電源對輸出直流恒流源干擾的減法電路、用于增加輸出直流恒流源穩定性的電壓反饋電路、用于最終產生直流恒流源電流的精密電阻、運算放大器、對各芯片進行供電的電源和用于直流恒流源校準以確保直流恒流源穩定性的檢流電阻；所述微控制器的輸出端通過濾波電路連接減法電路的反相輸入端，減法電路的同相輸入端連接對各芯片供電電源的正供電管腳，減法電路的輸出端連接電壓反饋電路的反相輸入端；精密電阻一端連接電壓反饋電路的同相輸入端，精密電阻的另一端同時連接對各芯片供電電源的正供電管腳和檢流電阻一端，檢流電阻的另一端通過運算放大器與微控制器的一個輸出I/o管腳連接。
[0007]所述微控制器采用ARM或單片機。
[0008]還包括有對產生的恒壓信號輸出進行濾波的濾波電路，所述濾波電路的輸入端連接微控制器的輸出端，濾波電路的輸出端連接減法電路的反相輸入端。
[0009]所述濾波電路為二階低通濾波電路，二階低通濾波電路的截止頻率為1Hz。
[0010]所述減法電路的增益值為I。
[0011]所述精密電阻為高精度功率電阻，阻值為1Ω~0.5Ω。
[0012]所述檢流電阻的阻值為0.1 Ω。
[0013]一種利用微控制器的可調直流恒流源產生裝置的可調直流恒流源產生方法，包括以下幾個步驟:
Α:通過編程使微控制器的一個I/O端口產生并輸出一個恒壓信號,并把該恒壓信號輸送至濾波電路處理后得到一個單一頻率的恒壓信號；
B:將經過濾波處理后的單一頻率恒壓信號輸送至減法電路的反相輸入端，減法電路的同相輸入端連接各芯片的正電源供電管腳，通過減法電路消除各芯片供電電源對直流恒流源的干擾影響；
C:通過減法電路的輸出端把正電源與微控制器輸出的恒壓信號的差值輸出到電壓反饋電路的反相輸入端；由于電壓反饋電路的反向輸入端與同相輸入端電壓相等，相當于將上述差值接到精密電阻的一端，精密電阻的另一端連接正電源，這樣便使微控制器控制輸出的恒壓信號間接加載在精密電阻上，在精密電阻上產生直流恒流信號；
D:檢流電阻首先將精密電阻上產生的直流恒流信號轉化為檢壓恒壓信號，然后通過運算放大器把此檢壓恒壓信號放大到與理論設定產生的微控制器輸出恒壓信號相等，再將放大后的檢壓恒壓信號反饋至微控制器；
E:微控制器對檢流電阻反饋回的放大后的檢壓恒壓信號與產生的微控制器輸出的恒壓信號的數值作比較，如果二者大小相等，則微控制器一直輸出大小不變的恒壓源電流；如果二者大小不相等，微控制器根據二者大小進行調整輸出恒壓源電流值的大小，直至二者相等，即可輸出穩定的直流恒定電流。
[0014]本發明通過對微控制器的編程實現直流恒流源的產生，且產生的直流恒流源穩定、無干擾，使直流恒流源能夠嵌入到微控制器中進行使用。進一步的本發明將直流恒流源的產生和微控制器很好的結合在一起，為直流恒流源在數字化產品中的實現和微型化提供一種方法，具有實際意義。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明的電路原理框圖；
圖2為本發明的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1和圖2所示，下面結合附圖和具體實施例對本發明做更進一步的說明。
[0017]一種基于微控制器的可調直流恒流源產生裝置，包括用于產生一個恒壓信號輸出的微控制器、對產生的恒壓信號輸出進行濾波的濾波電路、用于消除電路中各芯片供電電源對輸出直流恒流源干擾的減法電路、用于增加輸出直流恒流源穩定性的電壓反饋電路、用于最終產生直流恒流源電流的精密電阻和用于直流恒流源校準以確保直流恒流源穩定性的檢流電阻；所述微控制器的輸出端通過濾波電路連接減法電路的反相輸入端，減法電路的同相輸入端連接各芯片的正電源供電管腳，減法電路的輸出端連接電壓反饋電路的反相輸入端；精密電阻一端連接電壓反饋電路的同相輸入端，精密電阻的另一端同時連接對各芯片供電電源的正供電管腳和檢流電阻一端，檢流電阻的另一端通過運算放大器與微控制器的一個輸出I/o管腳連接。
[0018]所述微控制器采用ARM或單片機，具有可編程功能。通過對微控制器的編程實現直流恒流源的產生；由于由微控制器編程產生的直流恒定電壓具有很好的穩定性，所以由此產生的直流恒流源也具有很好的穩定性。
[0019]所述濾波電路是截止頻率為1Hz的二階低通濾波電路。所述減法電路的增益值為I。濾波電路為了消除電源干擾，保證信號的不會放大或者縮小。而電壓反饋電路的同相輸入端和反相輸入端輸入電壓相等，所以精密電阻兩端的電壓即為微控制器編程產生的恒定電壓。所述精密電阻為高精度功率電阻，阻值為I Ω~0.5Ω。由于微控制器輸出的電壓較小，所以電阻需要選取對應較小的電阻。
[0020]所述檢流電阻的阻值為0.1 Ω，其兩端的電壓反饋至微控制器進行直流恒流源電流輸出校準。