基于PWM的精密可调直流标准源设计

直流标准源通常由输出单一电压的固定标准模块和分压可调的调制控制模块两部分组成。固定标准模块通常选用合适的高精度基准芯片，并配合外围电路输出高精度的固定电压。实现分压可调的方式有电阻分压式、脉宽调制式(PWM)和D/A转换式三种方式。电阻分压式分压有限、精度较低，且不易程控；D/A转换式采用数模转换器，通过无触点模拟开关实现切换，具有体积小、响应速度快等优点，但为达到高分辨率，需要选用高精度多位数的DAC，同时需要配合高转换速率、低零漂的运算放大器与之配合，通常电路设计复杂； PWM脉宽调制方式对电压值进行编程控制，经济易控、受温度影响小、线性度好，能达到高分辨要求，可远程控制与测量[3-5]。

基于PWM的精密可调直流标准源如图1所示。在基准芯片基础上设计反馈放大电路，输出高精度高稳定性?7V电压；在?7V直流标准电压上设计精密倒相电路，完成高精度的+7V直流标准电压输出。基于PWM脉宽调制原理，结合粗细调结合思想设计双路PWM合成方式，实现输出高分辨率。在输出端设计跟随和电流补偿电路，保证稳定性的同时提高输出电路的带载能力，并采用STM32+FPGA实现硬件控制。