1、系統方案

本系統由輸入直流電源經過開關型升壓電路轉換，輸出12V電壓，為恒流源電路提供工作電壓。通過按鍵控制單片機內部的D/A輸出信號，使恒流源電路輸出恒定電流。此時負載兩端的電壓值大于設定值時，由單片機內部A/D信號控制報警模塊報警。系統結構框圖如圖1所示：

圖1 ?系統總體框圖

2、升壓電路分析

電路主要由XL6009升壓型直流電源變換器芯片、肖特基二極管B54以及電感組成。XL6009的3腳輸出為方波信號。作為開關，當3腳輸出低電平時，D1截止，電感L1作為儲能元件儲存電壓，電容與RV1和R1組成一個回路放電，使輸出電壓下降；當3腳輸出高電平時，D1導通，電感L1向電容兩端充電，輸出電壓升高。RV1與R1是XL6009內部組成的電壓放大器，作為負反饋穩定輸出電壓，由電阻RV1和R1控制電壓放大倍數。升壓模塊電路原理圖如圖2所示：

圖2 ?升壓模塊電路原理圖

3、恒流源電路設計

該電路主要由LM358運放和P溝道場效應管F9530N組成。當D/A輸出電壓（即2腳電壓）升高時，LM358的1腳輸出電壓減小，F9530N的門極G和源極S電壓增大，控制SD間電壓減小，使負載和地之間電壓增大，采樣電壓隨之增大，使LM358的3腳電壓跟隨2腳電壓變化，從而起到恒流作用。通過開關通斷，切換不同的負載，使輸出電流滿足不同檔位恒流的要求。恒流源電路原理如圖3所示。

圖：3恒流源電路原理圖

4、輸入電源的分析計算

輸入電壓為3.0~3.6V，所以選擇額定輸出電壓為Uout=3.6V的鋰電池。根據最大輸出功率是Pmax=10V*0.6A=6W，按系統整機效率80%計算，則輸入電源的輸出功率Pout=Pmax/0.8=7.5W，輸入電壓的輸出電流I=Pout/Uout=2.08A。一節干電池最大輸出電流為2.2A，為保證續流能力，故選擇兩節3.6V鋰電池。

5、提高效率的方法

（1）F9530N為低壓差場效應管，屬于電壓控制型器件，它的導通幾乎不會消耗電流，功耗極小，故選擇F9530N來提高效率。

（2）采樣電阻的阻值很小，功耗相對較小。

（3）電源的接線采用粗銅絲導線，內阻非常小，對應的損耗小，提高了輸出功率，故效率有所提高。

6、系統測試結果及分析

當接上負載，在連續輸出模式下，對應的輸出電壓、輸出電流及相對誤差如表1所示：

表1輸出電壓、輸出電流及相對誤差

從表1中可以看出，當接上負載，在連續輸出模式下，輸出電流可設定3個檔。最高輸出電壓為10.23V，最大輸出電流相對誤差為1%，LED閃光燈可正常工作，具有控制精確，誤差小，并有高精度實時顯示電壓和電流大小的優點。