電源啟動過程中瞬時電流沖擊很大， 對電源和器件的使用壽命有很嚴重的影響， 采用良好的控制方法對啟動電流進行控制以減小其危害， 使啟動過程中無瞬間沖擊且能連續變化， 是電源啟動控制中關鍵的一步。電源軟啟動方式就是控制輸出電壓和電流， 使負載的電壓和電流漸增。對于線性時不變模型的被控對象適當整定PID 參數可獲得較滿意的控制效果， 可以很好地解決電流過大的問題。PID 控制能很好地解決啟動過程中震蕩和超調的問題， 可以更好地保護電源， 且啟動可靠、穩定性強。采用單片機作為控制器， 編程靈活、性價比較高， 易實現人機界面管理。利用軟件調整系統的非線性， 以降低實測值與設定值之間的偏差。電源電壓或電流的波動、電路元件的老化、環境溫度等因素都將影響電源的穩定性。為了穩定地控制電源功率， 該方案采用基于單片機的高速AD、DA 數據采集系統， 并采用PID算法實現大功率電源的軟啟動， 系統采用PID 電壓采樣反饋控制輸出電流的恒定不變， 精度較高、響應速度較快、靈活性較好、穩定性較高。

　　1 大功率精密恒流源的實現

　　1.1 電源系統設計

　　以單片機為核心， 完成以下功能： 處理鍵盤輸入數值， 包括電路預定值和"+" 、"-" 步進； 控制數LCD 顯示預定值和實際值； 控制ADC 和DAC; 根據得到的反饋信號通過程序控制算法進行偏差值補償。由于運放OPA549 一路受D/A 轉換器控制， 調整運放OPA549 輸入端電壓， 一路為比例放大電路。當DAC 輸出預定值或步進值后， 電流源的輸出在0 ~8 A 范圍內變化。輸出電壓經與負載串聯的小電阻采樣后， 送入ADC, 采樣值與預定值在單片機內部進行計算、比較輸出控制信號，對偏差值進行補償。利用軟件調整系統的非線性， 以降低實測值與設定值之間的偏差。

　　1.2 電源電路設計

　　（1） 數控部分核心

　　采用單C8051F , 控制數控直流源的鍵盤和顯示， 與D/A 轉換器和A/D 轉換器控制輸出電流。A/D 轉換器的基準電壓由專門±9 V 電源供電，D/A 轉換器的基準電壓由+20 V 電源供電， 由單片機送出數據經DAC 轉換輸出控制電壓。

　　（2） 運放OPA549 放大電路電流源。

　　OPA549 是BB 公司新推出的一種高電壓大電流功率運算放大器。它能夠提供極好的低電平信號、輸出高電壓、大電流， 可驅動各種負載。該器件的主要特點： 輸出電流大， 連續輸出電流可達8 A, 峰值電流可達10 A; 工作電壓范圍寬， 單電源為+8 V~+60 V, 雙電源為±4 V~±60 V; 輸出電壓擺動大；有過熱關閉功能， 電流極限可調； 有使能及禁止功能； 有過熱關閉指示； 轉換效率（ 壓擺率） 最高為9 V/μs ; 工作溫度范圍為-40℃~+85℃。該器件主要應用于驅動工業設備、測試設備、電源、音頻功率放大器等大電流負載。

　　在該電源系統中， 主要為負載提供大電流， 采用PID 控制算法控制負載的發光強度。輸入為單片機經DAC輸出的控制電壓， 一路為比例放大電路， 如圖1 所示增益G=1+R3/R2.電流型DAC 通過R1 轉換成電壓， 控制OPA549 .輸出電流經采樣電阻轉換為采樣電壓， 送入A/D 轉換器反饋至單片機進行偏差值補償。

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圖1 OPA549 構成可調大電流恒流源

　　（3） 散熱及抗干擾。

　　OPA549 大功率管工作時產生恒定的大電流， 功耗較大， 產生的熱量較多， 散熱成為該電源急需處理的問題。一般的軸流風扇內部電機置有脈沖驅動電路， 驅動時， 脈沖成分很容易直接順電機電源線" 外溢" , 干擾其他電器設備。視頻設備上干擾表現為橫通斜線， 音響設備上產生噪音。為此， 安裝大面積的銅散熱片， 同時用風扇對設備中的電子元器件強制散熱。安裝風扇時， 需要在風扇電機電源線上串繞一只高頻磁環以抗干擾。串繞磁環有效濾除這些干擾成分， 一般只需繞上1~3 匝即可。