模块化设计的高精度程控恒流源及其评定方法

"程控高精度恒流源设计是针对工业领域中对高精度、宽范围恒流源设备需求的研究，旨在解决现有恒流源产品在精度、价格和便携性上的不足。论文作者温英俊在哈尔滨工业大学攻读工学硕士学位期间，探讨了一种基于模块化设计的程序控制恒流源，强调电路简洁、输出精度高和稳定性强的特点。此外，还提出了一套适用于高精度恒流源性能评估的方法。 恒流源是一种能够保持输出电流恒定的电源装置，无论其负载如何变化。在传统的恒流源技术中，优点包括相对简单的工作原理和一定的稳定性，但缺点主要包括输出精度有限，不能适应宽范围的电流需求，且往往设计复杂，不易扩展或移植到其他应用中。 在本文的研究中，作者首先分析了传统恒流源技术及其市场产品，识别出它们的局限性。接着，根据设计需求和技术指标，提出了一个创新的设计方案。这个方案采用了模块化设计，允许电流输出范围的扩大和精度提升，同时保持设计的灵活性和可移植性。模块化设计有助于独立优化每个功能单元，从而提高整体性能。 在硬件设计上，重点放在了提高恒流源输出电流稳定性的关键环节，如数字模拟转换器(DAC)的外围电路和电压-电流(V-I)转换电路的稳定性。这些部分直接影响到恒流源的精度和稳定性。通过优化这些电路，可以减少输出电流的波动，确保电流的精确控制。 在软件方面，利用FPGA（现场可编程门阵列）固件设计，实现对DAC输出电压的精准控制，确保了电流源的动态响应和控制精度。这样的设计使得系统能够根据上位机的指令灵活调整输出电流，满足不同应用场景的需求。 最后，鉴于恒流源评价标准的不统一，作者参考了航天部的直流标准恒流源检定方法，并结合行业标准进行了补充和完善，创建了一套适用于本设计的高精度恒流源性能评价体系。这不仅提供了评估自身设计的依据，也为同类产品的质量控制提供了参考。 这篇硕士学位论文为高精度、可编程的恒流源设计提供了一种新的解决方案，同时贡献了针对这类设备性能测试和评估的新方法，对工业领域的恒流源技术发展具有重要意义。"