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基于单片机的恒流源设计

(1)C1,C21,因为每一种晶振都有各自的特性,所以最好按制造厂商所提供的
数值选择外部元器件。
(2)在误差允许的区域内,C1和C2值都是越小,实现的功能就越精确,如果C1和C2值比正常数值大时,可能会使振荡器更加稳定,可是也会增加响应的时间。
TLC5615芯片的结构框图与特点
场效应晶体管作为主要组成部件的恒流电路,如图2所示。Rg1、Rg2分压,稳定G点电位。由于MOSFET的G电压被钳位.当流过MOSFET的电流有增大的趋势时,负反馈电阻上的压降增大,使MOSFET截止趋势增加,电流下降。同样的当流过MOSFET的电流有减小的趋势时,负反馈电阻上的压降降低,使MOSFET导通趋势增加,电流升高,从而达到恒定输出的作用。具体恒流输出Id如下:
图9:Urst电压时间曲线。
在本设计中采用了按键复位和上电复位的两种模式(如图8所示)上电复位完成系统初始化,同时增加的手动按键复位可以方便调试使用。
在单片机最小系统里晶振的作用是给单片机输入时钟信号,这个时钟信号就是单片机的工作速度。单片机工作的最小时间计量单位就是由这个晶振决定的。
图10晶振电路
基于单片机的恒流源设计
基于单片机的恒流源设计
摘 要
恒流源在日常生活中扮演着重要的角色,很多电子设备需要做恒流源。恒流源的用途很丰富,它能够在脉冲或者差动放大电路中产生作用,同样也能够作为它的有源负载,又可以提供给放大电路偏流用来使它的静态功能工作点处于稳定。
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(1)晶体管恒流电路优点:无特殊的元件使得设计简单而且可行性较高,电流输出可以通过Rs控制。
(2)晶体管恒流电路优点:元器件本身差异造成不同管子的晶体管节电压Ube差距较
基于AVR单片机PWM功能的数控恒流源

随着电子技术的深入发展,各种智能仪器越...基于AVR单片机PWM功能的数控恒流源研制854减小字体增大字体作者:桂林电子科技大学梁坤胡鸿志来源:今日电子发布时间:2007-10-19 10:50:33随着电子技术的深入发展,各种智能仪器越来越多,涉及领域越来越广,而仪器对电源的要求也越来越高。
现今,电源设备有朝着数字化方向发展的趋势。
然而绝大多数数控电源设计是通过高位数的A/D和D/A芯片来实现的,这虽然能获得较高的精度,但也使得成本大为增加。
本文介绍一种基于AVR单片机PWM功能的低成本高精度数控恒流源,能够精确实现0~2A恒流。
系统框图图1为系统的总体框图。
本系统通过小键盘和LCD实现人机交流,小键盘负责接收要实现的电流值,LCD 12864负责显示。
AVR单片机根据输入的电流值产生对应的PWM波,经过滤波和功放电路后对压控恒流元件进行控制,产生电流,电流再经过采样电阻到达负载。
同时,对采样电阻两端信号进行差分和放大,送入ADC。
单片机根据采集到的值调整PWM 输出,从而调整了输出电流。
如此反复,直到电流达到设定要求。
图1 数控恒流源系统框图模块介绍1 人机接口模块本模块包括小键盘电路和液晶显示电路。
键盘设计为3×4键盘,由数字键0~9,功能键“删除”及“确认”组成,采用反转法实现键值识别。
显示电路由带中文字库的LCD 12864构成,该液晶可以每行8个汉字显示4行。
由于这部分电路比较简单,在此不详述。
2 核心控制模块系统的核心控制模块为AVR单片机(ATMEGA 16L)。
主要使用了AVR的PWM功能和A/D功能。
AVR单片机片内有一个具有16位PWM功能的定时/计数器。
在普通模式下,计数器不停地累加,计到最大值(TOP=0xffff)后溢出,返回到最小值0x0000重新开始。
当启用PWM 功能即在单片机的快速PWM模式下,通过调整OCR1A的值可实现输出PWM波的占空比变化。
[实用参考]基于单片机的恒流源.doc
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前言随着电子技术的发展,数字电路应用领域的扩展,现今社会,产品智能化、数字化已经成为人们追求的一种趋势,设备的性能、价格,发展空间等备受人们关注,尤其对电子设备的精密度和稳定度最为关注。
性能好的电子设备,首先离不开稳定的电源,电源稳定度越高,设备和外围条件就越优越,那么设备的寿命就更长。
基于此,人们对数控恒定电流器件的需要越来越迫切。
电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术,服务于各行各业。
电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。
当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。
随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命,给电力电子技术提供了广阔的发展前景,同时也给电源提出了更高的要求。
随着数控电源在电子装置中的普遍使用,普通电源在工作时产生的误差,会影响整个系统的精确度。
电源在使用时会造成很多不良后果,世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。
只有满足产品标准,才能够进入市场。
随着经济全球化的发展,满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。
数控电源是从80年代才真正的发展起来的,期间系统的电力电子理论开始建立。
这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。
在以后的一段时间里,数控电源技术有了长足的发展。
但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。
因此数控电源主要的发展方向,是针对上述缺点不断加以改善。
单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。
新的变换技术和控制理论的不断发展,各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用,到90年代,己出现了数控精度达到0.05V的数控电源,功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。
从组成上,数控电源可分成器件、主电路与控制等三部分。
目前在电力电子器件方面,几乎都为旋纽开关调节电压,调节精度不高,而且经常跳变,使用麻烦。
数字化智能电源是针对传统电源的不足设计的,数字化能够减少生产过程中的不确定因素和人为参与的环节数,有效地解决电源模块中诸如可靠性、智能化和产品一致性等工程问题,极大地提高生产效率和产品的可维护性。
基于单片机的恒流开关电源-新

毕业论文(设计)中文题目: 基于单片机的恒流开关电源英文题目:MCU-based switching power supply design姓名学号专业班级指导教师提交日期摘要本开关电源设计采用STC12C5A60S2单片机发生47KHZ的PWM脉冲信号,经过IR2104控制MOS,从而控制整个BUCK(降压式变换)电路。
单片机内部自带的10位ADC能通过电压电流检测电流实时反馈电流和电压数值,并由此调整输出的PWM的占空比,形成电流电压闭环控制系统.按键能设置输出电流从0。
2A到2A,以0.01A递增,输出最大10V,液晶能显示实时输出电流与电压。
根据测试,满载的供电效率为88%。
按键设置的输出电流的误差小于0。
01A。
关键词:开关电源,BUCK,STC单片机,IR2104,恒流源MCU-based switching power supply designAbstractThe switching power supply design uses STC12C5A60S2 microcontroller PWM pulse signal 47KHZ happen, after MOS driver IC IR2104 control the whole BUCK circuit。
MCU comes with 10 internal ADC voltage detection current by real—time feedback current and voltage values, and thereby adjust the output PWM duty cycle, forming a voltage closed-loop control system。
Button can set the output voltage from 0V to 10V limit of,1V steps,the LCD can display real—time output voltage and current。
单片机恒流源电路

单片机恒流源电路单片机恒流源电路是一种常用的电路设计,用于实现对电路中负载电流的精确控制。
它通过对电路中的电流进行监测和调节,以保持负载电流恒定不变。
这种电路在很多应用中都有广泛的应用,例如LED照明、电池充放电等。
单片机恒流源电路的原理非常简单。
首先,我们需要一个电流传感器来监测电路中的电流。
常用的电流传感器有霍尔传感器、电阻传感器等。
这里我们以霍尔传感器为例。
霍尔传感器可以根据电流的大小产生相应的电压信号。
接下来,我们需要一个单片机来读取霍尔传感器输出的电压信号,并根据设定的目标电流值来调节电路中的电流。
最后,根据单片机的控制信号,通过PWM技术来调节电路中的开关管的导通时间,从而实现对电路中负载电流的精确控制。
在设计单片机恒流源电路时,我们需要考虑几个关键因素。
首先是电流传感器的选择。
不同的应用场景需要不同的电流传感器,如电流量级、响应速度等。
其次是单片机的选择。
单片机需要具备足够的计算能力和IO口数量,以满足电流控制的要求。
另外,还需要考虑电路的稳定性和可靠性,以及对电流源的精确控制。
在实际应用中,单片机恒流源电路可以实现对LED照明的亮度调节。
LED的亮度与其通电电流成正比,通过对电路中的电流进行精确控制,可以实现LED的亮度调节。
此外,单片机恒流源电路还可以用于电池充放电控制。
通过对电池充电电流或放电电流的精确控制,可以提高电池的使用寿命和安全性。
总结一下,单片机恒流源电路是一种常用的电路设计,用于实现对电路中负载电流的精确控制。
它通过对电流进行监测和调节,以保持负载电流恒定不变。
在实际应用中,它可以实现LED照明的亮度调节、电池充放电控制等功能。
通过合理选择电流传感器和单片机,并进行精确控制,可以提高电路的稳定性和可靠性。
希望本文对单片机恒流源电路的理解和应用有所帮助。
单片机恒流源电路

单片机恒流源电路单片机恒流源电路是一种常用的电子电路设计,用于控制电流的稳定输出。
它在各种电子设备中广泛应用,例如LED照明、电动车充电器等。
本文将介绍单片机恒流源电路的工作原理、设计方法和应用领域。
一、工作原理单片机恒流源电路的主要原理是通过单片机控制电流源的输出电流,使其保持恒定。
具体来说,它通过对电流源的电流进行反馈控制,实现对输出电流的精确调节。
一般情况下,单片机通过比较输入电流和设定电流的大小,控制电流源的导通和截止,从而实现电流的稳定输出。
二、设计方法设计单片机恒流源电路时,需要考虑以下几个方面:电流源的选择、反馈电路的设计和单片机程序的编写。
1. 电流源的选择:常见的电流源包括二极管、晶体管和集成电路等。
选择合适的电流源需要考虑到输出电流的范围和精度要求。
2. 反馈电路的设计:反馈电路主要用于检测输出电流并将其反馈到单片机。
常用的反馈电路包括电流采样电阻、差动放大器和比较器等。
设计反馈电路时需要考虑电流采样的准确性和响应速度。
3. 单片机程序的编写:编写单片机程序需要根据具体的芯片型号和开发环境。
主要包括对输入电流的采样、与设定电流进行比较和控制电流源的开关等。
三、应用领域单片机恒流源电路在各种电子设备中都有广泛应用。
以下是几个常见的应用领域:1. LED照明:LED是一种常见的照明光源,但它的亮度和寿命很大程度上取决于电流的稳定性。
通过使用单片机恒流源电路可以实现对LED驱动电流的精确控制,从而提高LED的亮度和寿命。
2. 电动车充电器:电动车充电器需要提供稳定的充电电流,以保证电池的安全充电。
单片机恒流源电路可以实现对充电电流的精确控制,从而提高电池的充电效率和寿命。
3. 太阳能充电器:太阳能充电器可以将太阳能转换为电能进行充电。
但是太阳能的输出电流会受到环境光照强度的影响,因此需要使用单片机恒流源电路来保持充电电流的稳定。
四、总结单片机恒流源电路是一种常用的电子电路设计,通过单片机控制电流源的输出电流,实现对电流的稳定调节。
基于单片机的恒流源设计

基于单片机的恒流源设计摘要:随着电子技术的发展,产品数字化已经成为一种发展趋势,电子设备的精密度和稳定度备受关注。
性能好的电子设备,首先离不开稳定的电源,基于此,人们对数控恒定电流器件的需求越来越迫切。
本文介绍了一种数控恒流源的设计原理和实施方案,该方案运用D/A转换器(MAX531)、运算放大器等器件来控制场效应管输出电流的原理,以达到输出恒流的目的。
整个系统采用AT89S52单片机作为主控部件,将预置电流值数据送入D/A转换器(MAX531),经硬件电路变换为恒定的直流输出,同时采用基本没有温度漂移的康铜电阻丝作为精密采样电阻。
采用性能优于普通晶体管的场效应管作为恒流源的主要部件,大功率晶体管作为扩流电路的主要器件,结合三端稳压管和多层滤波使得整个系统性能提升了一个层次,从而实现了高精度恒流源的目的。
系统还对输出电流进行实时采样,通过A/D (MAX187)转换器采样回单片机与用户设定的电流值进行比较,实现了对输出电流的监控。
同时通过键盘的控制,实现了输出电流值的预置,可步进调整、输出的电流信号可直接数字显示的功能,并具有输出电流实时监控超限报警等功能。
本设计与以往的恒流源相比,具有精度高、结构简单、工作稳定、操作方便、成本低廉、带负载能力强等优点。
关键词:恒流源;AT89S52单片机;MAX531;MAX187Constant current source design based on MCUAbstract:With the development of electronic technology, digital products has become a trend,the precision and stability of electronic equipment received extensive attention. Good performance of electronic equipment depends on a stable power supply first of all, based on this, people's demands on CNC constant current device is more and more pressing needs.This paper introduces a smart NC open-loop DC current source design principle and the implementation of the programmer, using the D/A (MAX531) converters, op amp, and other devices to control FET on-state principle, the output reached constant current purposes. AT89S52 the entire system uses a single-chip microcomputer control components, preferences current value data will be sent to the D/A converters (MAX531), the hardware circuit for the constant transformation of DC output, but not using the basic temperature drift Concord Managing resistor Silk as a sophisticated sampling resistor. Performance is better than the ordinary use of the FET transistor as a constant current source of major components, high-power transistors as expanding the main circuit device, the combination of three-terminal regulators and the multi-filter makes the whole system a performance boost levels to achieve a high-precision constant current source purposes. Output current of the system to conduct real-time sampling, through the A/D converters with sampling to MCU users to set limit current to compare pressure to control the output current. At the same time, the keyboard control and realized the value of output current can be preset, stepping adjustment, the current signal can be directly figures show that the function, and real-time monitoring of the output current values, such as over-current alarm function.In the past compared to DC current source, the design of a high-precision constant current source, simple structure and work stability, and easy to operate, low cost, with a payload capacity, and other advantages.Key words:Current source ;AT89S52MCU ;MAX531;MAX187目录1 系统结构及功能介绍 (1)1.1系统工作原理概述 (1)1.2系统的设计要求与内容 (2)2 设计方案 (3)2.1方案比较 (3)2.2最终方案的选用 (5)3 硬件系统设计 (6)3.1系统硬件基本组成 (6)3.2各模块单元电路设计 (6)3.3系统主要芯片的选择 (9)4 软件设计 (17)4.1概述 (18)4.2主程序结构 (19)4.3各模块子程序设计 (21)5 系统设计要点 (23)5.1硬件设计要点 (23)5.2共地问题 (24)5.3采样电阻的选择 (24)5.4D/A及A/D电路处理 (25)5.4软件调试 (25)6 数据测试及分析 (25)6.1输出电流测试 (25)6.2步进电流测试 (26)6.3工作时间测试 (26)6.4负载阻值变化测试 (26)7 误差分析及功能改进 (26)参考文献 (28)附录1 (30)1 系统电路原理图 (30)2 系统程序设计 (32)附录2 (37)随着电子技术的发展、数字电路应用领域的扩展,现今社会,产品智能化、数字化已成为人们追求的一种趋势,设备的性能、价格、发展空间等备受人们的关注,尤其对电子设备的精密度和稳定度最为关注。
单片机恒流源电路

单片机恒流源电路单片机恒流源电路是一种常见的电子电路,用于控制电流的大小保持恒定。
它在许多应用中都扮演着重要的角色,比如电池充电、发光二极管(LED)驱动和电阻等。
本文将介绍单片机恒流源电路的原理、设计和应用。
一、原理单片机恒流源电路的原理是通过负反馈控制电流的大小。
它由一个电流传感器、一个运算放大器和一个功率放大器组成。
电流传感器用于检测电流的大小,运算放大器用于比较检测到的电流与设定的目标电流,功率放大器用于根据比较结果来调节输出电流。
二、设计单片机恒流源电路的设计需要考虑多个因素,包括电流范围、精度要求和稳定性。
首先,确定所需的电流范围,即电流的最大和最小值。
然后,选择适当的电流传感器和运算放大器,以满足所需的精度要求。
最后,设计功率放大器的控制电路,使其能够根据比较结果来调节输出电流。
三、应用单片机恒流源电路在许多应用中都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用示例:1. 电池充电:单片机恒流源电路可以用于控制电池的充电电流,以避免过充或过放。
通过监测电池电流并根据需要调节充电电流,可以保证电池的安全充电。
2. LED驱动:单片机恒流源电路可以用于驱动LED,以保持恒定的亮度。
通过监测LED电流并根据需要调节驱动电流,可以确保LED 的稳定亮度。
3. 电阻:单片机恒流源电路可以用于测试电阻的阻值。
通过控制电流的大小并测量电压,可以计算出电阻的阻值。
四、总结单片机恒流源电路是一种常见的电子电路,广泛应用于电池充电、LED驱动和电阻测试等领域。
它通过负反馈控制电流的大小,使其能够保持恒定。
设计单片机恒流源电路需要考虑电流范围、精度要求和稳定性等因素。
通过合理设计和应用,单片机恒流源电路能够实现各种电流控制和测量需求。
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随着电子技术的发展,数字电路应用领域的扩展,现今社会,产品智能化、数字化已经成为人们追求的一种趋势,设备的性能、价格,发展空间等备受人们关注,尤其对电子设备的精密度和稳定度最为关注。
性能好的电子设备,首先离不开稳定的电源,电源稳定度越高,设备和外围条件就越优越,那么设备的寿命就更长。
基于此,人们对数控恒定电流器件的需要越来越迫切。
电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术,服务于各行各业。
电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。
当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。
随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命,给电力电子技术提供了广阔的发展前景,同时也给电源提出了更高的要求。
随着数控电源在电子装置中的普遍使用,普通电源在工作时产生的误差,会影响整个系统的精确度。
电源在使用时会造成很多不良后果,世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。
只有满足产品标准,才能够进入市场。
随着经济全球化的发展,满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。
数控电源是从80年代才真正的发展起来的,期间系统的电力电子理论开始建立。
这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。
在以后的一段时间里,数控电源技术有了长足的发展。
但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。
因此数控电源主要的发展方向,是针对上述缺点不断加以改善。
单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。
新的变换技术和控制理论的不断发展,各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用,到90年代,己出现了数控精度达到0.05V 的数控电源,功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。
从组成上,数控电源可分成器件、主电路与控制等三部分。
目前在电力电子器件方面,几乎都为旋纽开关调节电压,调节精度不高,而且经常跳变,使用麻烦。
数字化智能电源是针对传统电源的不足设计的,数字化能够减少生产过程中的不确定因素和人为参与的环节数,有效地解决电源模块中诸如可靠性、智能化和产品一致性等工程问题,极大地提高生产效率和产品的可维护性。
当今社会,数控恒压技术已经很成熟,但是恒流源方面特别是数控恒流源的技术菜刚刚起步有待发展,高性能的数控横流器件的开发和应用存在巨大的发展空间。
本数控直流恒流源系统输出电流稳定,不随负载和环境变化,并且有很高的精度,输出电流误差范围很小,输出电流可在一定范围内任意设定,因而可实际应用于需要稳定度小功率横流源的领域。
第一章绪论1.1恒流源的意义恒流源是能够向负载提供恒定电流的电源,一次恒流源的应用范围非常广泛,并且在许多情况下是必不可少的。
例如在通用的充电器对蓄电池充电时,随着蓄电池端电压的逐渐升高,充电电源就会相应的减少,为了保证恒流充电,必须随时提高充电器的输出电压,但采用恒流源充电后就可以不必调整期输出电压,从而使劳动强度降低,生产效率得到提高。
恒流源还被广泛应用于测量电路中,例如电阻器阻值的测量和分级,电缆电阻的测量等,且电流越稳定,测量就越准确。
它既可以为各种放大电路提供偏流以稳定其静态工作点,又可以作为其有源负载,以提高放大倍数,并且在差动放大电路、脉冲产生电路中得到广泛应用。
除此之外,现行扫描锯齿波的获得,有线通信工电源,电泳、点解、电镀等化学加工装置电源,电子束加工机、离子注入机等电子光化学设备中的供电电源也都必须用用恒流源!1.2 恒流源的发展历程1.2.1 电真空器件恒流源的诞生世界上最早的恒流源,大约出现在20世纪50年代早期。
当时采用的电真空器件是镇流管,优于镇流管有稳定电流的功能,所以有用于交流电路,常被用来稳定电子管的灯丝电流。
电子管通常不能单独作为横流元件,但可用它来构成各种横流电路。
由于电子管是高雅小电流器件,因此用简单的晶体管电路难于获得高雅小电流恒流源,用电子管电路却容易实现,并且性能相当好!122 晶体管横流源的产生和分类进入60年代,随着半导体技术的发展,设计和制造出了各种性能优越的晶体管和恒流源,并在实际中获得可广泛的应用。
晶体管恒流源电路可封装在同一外壳内,成为一个具有横流功能的独立器件,用它可构成直接调整型恒流源。
用晶体管做调整元件的各种开环和闭环的恒流源,在许多电子电路中得到了应用。
但晶体管恒流源的恒流源的电流稳定度一般不高,且最大输出电流也不活几安培。
它适用于那些对稳定度要求不太高的场合。
1.2.3集成电路恒流源的出现和种类到了70年代,半导体集成技术的发展,使得恒流源的研制进入了一个新的阶段。
长期以来采用分离元件组装的各种恒流源,现在可以集成在一块很小的硅片上面仅需外接少量的元件,集成电路恒流源不仅减小了体积和重量,简化了设计和调试步骤,而且提高了稳定性和可靠性。
在各种恒流源电路中,集成电路恒流源的性能堪称最佳。
第二章系统原理及理论分析2.1恒流实现原理数模转换芯片 AD7543是12位电流输出型,其中 0UT1和0UT2是电流的输出端。
电流的输出级别可这样计算DX= 212式中:DX 是控制级数电压u i 由集成运算放大器U8A 的1脚输出,根据T 型电阻网络型的 D/A 转换关系可知,u i 存在如下通式:U i(b n 」2心 b n/ 2心•……b i • 2 b 。
•2°) R f —B 寧 (1)2 * R 2 式中:U i ——输出电压(V )V REF --- 参考电压(V );R ——T 网络电阻C 1);Rf --- 外接反馈电阻(门)。
电流放大电路存在如下关系:| = _U i ( R 5 R ) b 「民 r 1)R 5 I L = I b 式中:lb ——基极电流(Ui ——输入电压(V );I L ——负载电流(mA )(2)(3)mA )由式(1)、(2)可得到:亠R • Rw) -:/ 4)R4 (: 1)R5由于电路中的放大系数[值远大于1,而R与R i保持恒定,所以可推出负载电流与输入电压存在如下关系:W 斗(5)R4由式(5)、(1)可得到:匚皿鹉(6)2 R4其中,K为比例系数由式(6)可知,负载电流I L不随外部负载R L的变化而改变。
当5保持不变时(即AD7543的输入数字量保持不变),输出电流I L维持不变,能够达到恒流的目的。
为了实现数控的目的,可以通过微处理器控制AD7543的模拟量输出,从而间接改变电流源的输出电流。
从理论上来说,通过控制AD7543的输出等级,可以达到1mA的输出精度。
但是本系统恒流源要求输出电流范围是20mA~2000mA,而当器件处于2000mA的工作电流时,属于工作在大电流状态,晶体管长时间工作在这种状态,集电结发热严重,导致晶体管1值下降,从而导致电流不能维持恒定。
为了克服大电流工作时电流的波动,在输出部分增加了一个反馈环节来控制电流稳定,减小电流的波动,此反馈回路采用数字形式反馈,通过微处理器的实时采样分析后,根据实际输出对电流源进行实时调节。
经测试表明,采用常用的大功率电阻作为采样电阻R o,输出电流波动比较大,而选用锰铜电阻丝制作采样电阻,电流稳定性得到了改善。
2.2系统性能本系统的性能指标主要由两大关系所决定,设定值与D/A采样显示值(系统内部测量值)的关系。
内部测量值与实际测量值的关系,而后者是所有仪表所存在的误差。
在没有采用数字闭环之前,设定值与内部测量值的关系只能通过反复测量来得出它们的关系(要送多大的数才能使D /A输出与设定电流值相对应的电压值),再通过单片机乘除法再实现这个关系,从而基本实现设定值与内部测量值相一致。
但由于周围环境等因素的影响,使设定值与内部测量值的关系改变,使得设定值与内部测量值不一致,有时会相差上百毫安,只能重新测量设定值与A / D采样显示值的关系改变D / A入口数值的大小才能重新达到设定值与内部测量值相一致,也就是说还不稳定。
在采用数字闭环后。
通过比较设定值与A /D采样显示值,得出它们的差值,再调整D / A的入口数值,从而使A / D采样显示值逐步逼近设定值最终达到一致。
而我们无须关心D / A入口数值的大小,从而省去了原程序中双字节乘除的部分,使程序简单而不受周围环境等因素的影响。
内部测量值与实际测量值的误差是由于取样电阻与负载电阻和晶体管的放大倍数受温度的影响和测量仪表的误差所造成的,为了减少这种误差,一定要选用温度系数低的电阻来作采样电阻,因此本系统选用锰铜电阻丝来作采样电阻。
2.3单片机最小系统组成单片机系统是整个数控系统的核心部分,它主要用于键盘按键管理、数据处理、实时采样分析系统参数及对各部分反馈环节进行整体调整。
主要包括AT89S52单片机、模数转换芯片ADC0809、数模转换芯片AD7543、数码管显示译码芯片74LS47与74LS138等器件下图为组成第三章总体方案论证与比较3.1方案一方案一原理如下图,采用EPROM和D\A转换器等数字器件完成的控制。
次方案使用计数器,一方面完成电压的译码显示,另一方面其输出作为EOROI的地址输入,而由EPROM#输出经D\A变换后控制误差放大的基准电压来实现输出步进。
但由于此方案使用开环控制策略,电路简单,成本低,对最后的输出结果不能进寻根建好的调整和修正,使得输出电流精度不高,且控制数据烧录在EPRO中,是系统设计灵活降低,子适应能力差。
3.2 方案二此方案如下图,主要是以单片机为核心构建控制器,通过对电流值进行预置,单片机输出相应数字信号,经过D\A转换、信号放大、电平转换、压控恒流源,输出电信号。
实际输出的电流再利用精密采样电阻转换成电压信号,经过高输入阻抗差动放大器、D\A转换,将信号反馈到单片机中,再将输出反馈信号于设定值比较,送出调整信号,最后输出新的电流值,这样就形成了闭环调节,锁定输出电流,提高了输出电流的精度和稳定度。
本方案采用单片机进行控制、显示、预置,使得系统灵活方便,电流输出精度和稳定度较高。
但在此方案存在稳定性受限于单片机处理数据的能力。
精品文档,下载后可随意编辑!3.3 方案三方案图如下所示,整体原理框图于方案二大致相同,进行总体控制、算法运算、显示和置数的等功能。
配合VHDL语言设计数字硬件控制模块进行控制,具有运行速度快,工作稳定可靠的特点。
A/D 差动放压控恒采样电阻精品文档,下载后可随意编辑!3.4 最终方案确定1 )方案一采用横流二极管或者横流三极管,精度比较高,但这种电路能实现的恒流源范围很小,智能达到几十毫安,不能达到设计的要求。
2)方案二采用四端可调恒流源,这种器件考改变外围电阻元件参数,从而使电流达到可调的目的,这种器件能够满足20--2000毫安的电流输出要求。
改变输出电流,通常有两种方法:一是通过手动调节来改变输出电流,这种方法不能满足数控调节的要求;二是通过数字电位器来改变需要的电阻参数,虽然可以达到数控的目的,但数字电位器的没一级步进电阻比较大,很难连续调节输出电流。