用于热敏电阻特性测量的数控加热直流电源

　　使用软件Multisim和APSYS进行模拟，对不同种类三极管进行DC―sweep扫描，测试不同三极管特性得出厄利电压大小。

　　对于恒流源所用的电路，厄利电压的值越大说明三极管的恒流特性越好，负载电阻的变化不受到影响到电源的恒流特性。集电极电流值只受到基极电流Ib控制的性质越好。

　　图2 横流电路扩流三极管模拟测试结果

　　电路设计

　　主处理器选择

　　采用单片机Mega16为主控芯片，Atmaga16L是一个低功耗，高性能的8位单片机，片内含16k空间的可反复擦写100,000次的Flash存储器， 32个IO口，内置8路10 位ADC，可编程看门狗电路，抗干扰能力强，可在电磁干扰环境下工作。且Mega系列的单片机可以在线编程、调试，方便地实现程序的下载与整机的调试。

　　显示模块

　　使用LCD液晶显示屏显示。LCD有明显的优点：功耗很低;尺寸小，厚度约为LED的1/3;字迹清晰美观，同时又可显示大量文字信息和图形，可形成人性化的交互界面。

　　电源端口电压10V检测

　　通过比较器与标准电压比较(见图3)检测电源端口电压。

　　通过一级电压跟随并通过电阻分压，调节到当外电压为10V时输出5V电压，并制作5V基准源，通过电压比较器，电压比较器接单片机中端口检测。

　　图3 电源端口电压检测电路

　　图4 10V恒压输出电路

　　10V恒压输出电路

　　为达到较小纹波，并实现电压可调的目的采用AMS1117精密稳压芯片，通过调节电阻比例得到所要电压。由于输出电压的波动与输入输出电压的差值有关，差值越大，纹波越大。故采用两级稳压(见图4)。这样经过稳压后输出电压纹波基本为电容电阻的热噪声。

　　又因为AMS1117的参考端电流相对于输入输出电流很小，可忽略。通过在两极之间接入电阻并通过仪表放大器AD620放大差压，用A/D测试电压输出换算出电流值，有精密测量和取出共模纹波电流的功能。

　　100mA和200mA恒流源

　　采用对电流值的负反馈，并进行实时调节(见图5)设计恒流源。

　　采用16位D/A芯片AD669，调节加在精密电阻上的电压值，同时采用12位A/D芯片AD1674对电压值进行实时检测，经过具有高共模抑制比的仪表专用放大器AD620。电压值反馈回单片机，通过矫枉过正的方法微调电压，稳住电流，实现恒流。

　　恒流充电与恒压充电方式的转换

　　采用电磁继电器选择通路。电磁继电器具有通过电流大的优点，但是开关速度较慢。

　　在该题目要求中，不需快速的开关速度但要求能导通较大电流。因此，我们选用电磁继电器。

　　图5 无反馈100mA和200mA恒流源电路