基于MAX6126的儀用精密恒流源設計

3 恒流源電路
3．1 硬件設計
以驅(qū)動4個LED的恒流源為例．說明恒流源的硬件設計和工作原理，如圖2所示。該恒流源電路主要由電源基準MAX6126、三極管VQ1、電阻R1和模擬開關(guān)MAX4066組成。其工作原理是，具有電壓反饋功能的MAX6126通過OUTS端實時對采樣電阻R1兩端的電壓采樣，并反饋到其內(nèi)部，根據(jù)采集到的電壓值相應調(diào)節(jié)穩(wěn)壓器的OUTF端輸出電壓，同時利用三極管VQ1平坦的輸出特性，保證輸出電流的穩(wěn)定。電阻R1根據(jù)所需的驅(qū)動電流大小和0UTF端的輸出電壓確定。4個LED光源分別為LEDl、LED2、LED3和LED4，每個光源的典型工作電流約20mA，4個LED的正極與Vcc相連，LED的負極分別與模擬開關(guān)MAX4066的4個通道相連，MAX4066通道的另一端與三極管VQ1的集電極相連，Vcc為+5 V電壓。數(shù)字信號控制MAX4066的每個通道的通斷，實現(xiàn)對每個LED的選通。該恒流源的驅(qū)動電流大小為：Iout=Vout/R1

3．2 實驗結(jié)果
根據(jù)恒流源電路原理圖搭建電路，通過檢測LED光源發(fā)光強度驗證恒流源電路的穩(wěn)定性。Ul選擇型號為MAX6l2682l的電壓基準，輸出電壓為2．048 V：U2選擇Maxim公司的低電壓、4路、SPST、CMOS模擬開關(guān)MAX4066，該器件5 V供電，最大工作電流30 mA；C1為0．1μF的獨石電容；VQ1為2N3904型的三極管；R1為150 Ω的高精密電阻；光源分別為紅、黃、綠和近紅外4種LED，Vcc為+5 V。模擬開關(guān)的通斷由單片機控制，LED發(fā)射的光由光電檢測電路檢測，并由單片機系統(tǒng)對檢測到的電壓值進行采集，A／D轉(zhuǎn)換為12位。4個LED輪流發(fā)光，并依次采集代表光強的電壓值，每10 min采集一次，共采集20次。如圖3所示。

圖3是檢測得到的代表LED發(fā)光強度的電壓值，每個LED共有20個數(shù)據(jù)，整個采集過程共耗時200 min。檢測得到的LEDl發(fā)光強度的標準差為0．004 V，LED2為O．002 V，LED3為0．014 V，LED4為0．008 V。因此，在長時間內(nèi)LED光源發(fā)光強度仍能夠保持穩(wěn)定，該恒流源具有很好的穩(wěn)定性。
3．3 設計中應注意的問題
繪制電路板時．MAX6126的I．C．*引腳與外界不連接，懸空；為了減小儀器功耗，R1的阻值和MAX6126的基準電壓應盡量??；選擇R1時，應根據(jù)所選模擬開關(guān)的特性確定R1的最小值。例如，模擬開關(guān)MAX4066所承受的最大電流為30 mA，當MAX6126基準電壓為2．048 V時，應保證阻值不小于70Ω；模擬開關(guān)的選擇應根據(jù)具體的LED的數(shù)據(jù)來選擇模擬開關(guān)的通道數(shù)，應盡量選擇導通電阻小、最大電流大的模擬開關(guān)，但對于驅(qū)動一般的LED光源，MAX4066能夠滿足要求。

4 結(jié)語
MAX6126所特有的曲率矯正功能，以及超低噪聲、高精度、低壓差等特點，使基于MAX6126的恒流源無論是在穩(wěn)定性，還是功耗上都取得了比較理想的效果。針對物質(zhì)分析儀器所開發(fā)的恒流源，具有電路簡單、穩(wěn)定性高的優(yōu)點，對提高儀器的精度起到了很重要的作用。