ATmega128L单片机控制的高精度数控恒流源设计

本文介绍了一种基于ATmega128L单片机的高精度数控恒流源设计，该设计采用大功率达林顿管作为调整管并结合反馈电路实现恒流输出。通过PWM（脉宽调制）的占空比控制，利用PWM信号经过电容滤波后的平均电压与设定的电流值成正比，实现D/A转换。系统具有键盘输入电流设定值的功能，并配有显示器显示当前设定。恒流源的输出电流范围是0到2000mA，当输出电压在10V以内变化时，输出电流的绝对误差小于设定电流的0.1%+1mA。为了确保系统稳定性和安全性，设计中还包括了过流保护、延时软启动保护和电压保护电路。 正文: ATmega128L是一款高性能的8位AVR微控制器，由Atmel（现已被Microchip Technology收购）制造，它集成了大量的内存和外设接口，适用于各种复杂控制任务。在本文的数控恒流源设计中，ATmega128L作为核心控制器，负责整个系统的数据处理和控制逻辑。 恒流源的设计关键在于实现电流的精确控制。文中提到采用大功率达林顿管作为调整管，这种组合可以提供足够的驱动能力以驱动负载，并且能够保持稳定的电流输出。达林顿管由两个晶体管串联组成，其放大倍数远高于单个晶体管，从而能更好地调整和维持恒定的电流水平。负反馈电路则用于监测输出电流并及时调整达林顿管的工作状态，以保持电流的恒定。 PWM技术在此系统中扮演了重要的角色。通过改变PWM信号的占空比，可以调整流经达林顿管的平均电流，进而控制输出电流的大小。由于PWM信号经过电容滤波后，其平均电压与占空比成正比，因此，可以通过调整PWM的占空比来实现电流的数字到模拟(D/A)转换。 系统还配备了一个键盘和显示器，允许用户通过键盘输入所需的电流设定值，并在显示器上实时查看当前设置，提高了操作的便捷性和准确性。此外，为了增强系统的可靠性和安全性，设计者加入了多种保护机制。过流保护电路能在电流超过预设阈值时自动切断电源，防止设备损坏；延时软启动保护电路则避免了开机瞬间电流冲击，保证了设备的平稳启动；电压保护电路则在输入电压异常时提供保护，确保系统在电压波动范围内的稳定工作。 总结起来，基于ATmega128L的高精度数控恒流源是一种采用现代微控制器技术和模拟电路相结合的精密电流控制装置，其特点是高精度、良好的线性度以及多重保护功能。这样的设计不仅适用于实验室环境，也适合于需要精确电流控制的工业应用，如电池充电、半导体制造、电子测试等领域。