一種半導體電鍍線的程控組網運行精密恒流源系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、恒流源具有輸出電流持續(xù)恒定的優(yōu)點，廣泛用于電鍍、測量等領域。電流精度是控制膜層質量的關鍵，傳統(tǒng)電鍍電源存在分辨率低、可控性差的缺點，難以滿足半導體精密器件電鍍的要求，高精度、程控組網運行和高可靠性用于半導體電鍍線的精密恒流源系統(tǒng)的研制具有非常重要的意義。
　　本文研究了一款可程控組網的高精度線性恒流電源。包括恒流源主體電路、保護電路、控制與通信三個部分。
　　針對低紋波、高精度和分辨率的要求采用線性調節(jié)方式設計了精密恒流源主

2、體電路。硬件包含輔助電源電路、變壓器抽頭切換電路、預穩(wěn)壓調整電路、主體穩(wěn)流電路。通過變壓器抽頭變換和兩級調整電路來均衡系統(tǒng)的散熱和性能，應用 PNP型調整管來增加系統(tǒng)的輸出內阻，應用高穩(wěn)定度的基準芯片和高分辨率的ADC、DAC芯片及相關軟件算法來獲得系統(tǒng)對精度和分辨率的要求。
　　為了適應半導體電鍍的特殊工作環(huán)境設計了完善的保護電路系統(tǒng)。包括輸入過壓、欠壓、輸出過壓、過流以及系統(tǒng)過溫保護。應用人工保護解鎖電路，來確保電路保護功能的

3、有效實施。
　　設計了STM32嵌入式硬件平臺、通信接口電路和相關軟件來實現(xiàn)控制和通信功能。通過軟件編程來實現(xiàn)系統(tǒng)的程控，并設計了波形時序輸出功能，運用嵌入式實時操作系統(tǒng)對系統(tǒng)軟件任務進行調度。通過設計RS232、USB、GPIB接口電路和SCPI指令協(xié)議實現(xiàn)系統(tǒng)的組網運行功能。
　　本次設計的恒流源系統(tǒng)的設定分辨率0.1mA，回讀分辨率0.01mA，設定精度回讀精度<0.05％+2 mA，可通過液晶觸摸屏和面板物理按鍵進行