小型数控交流电流源
小型数控交流电流源（B1题）
（适用本科生）
一、任务
设计并制作小型数控交流电流源，输入交流200～240V，50Hz，输出正弦交流电流，其原理示意图如下所示。
二、要求
1、基本要求
（1）输出交流电流有效值范围：1mA～100mA；
（2）输出交流频率范围为：100Hz～100KHz；
（3）可设置并显示设定的输出电流有效值，要求输出电流有效值与给定值偏差的绝对值≤给定值的1％+500 μA；
（4）输出电流具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤0.5mA；
（5）可设置输出频率，且具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤100Hz，要求输出频率误差≤1％；
（6）改变负载电阻，输出电压峰峰值在5V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流有效值的1％+1mA；
（7）失真度≤10％；
（8）自制电源。
2、发挥部分
（1）输出交流电流有效值范围为0. 5mA～500mA，步进≤0.1mA；
（2）输出交流频率范围为10Hz～500KHz，步进≤10Hz；
（3）失真度≤5％；
（4）设计、制作测量并显示实际输出电流有效值的装置(可同时或交替显示电流的给定值和实测值)，测量误差的绝对值≤实际值的0.5％+0.1mA；
（5）改变负载电阻，输出电压峰峰值在5V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值
≤输出电流有效值的0.5％+0.2mA；
（6）其他。
三、评分标准
四、说明
1、需留出输出电流端子。
2、输出交流电流可在采样电阻上测量电压换算成电流。
3、自制电源。
基于单片机SPCE061A数控直流电流源的设计
Ｋｅ ｒ ｓ Ｓ Ｃ ０ １ ｙ ｗｏ ｄ ： Ｐ Ｅ ６ Ａ；ｄｇｔｌ ｏ ｔ ｌ ｄ ｏ ｓ ｎ ｕ ｒｎ ｏ ｒｅ ｉｉ — ｎｒ ｌ ；ｃ ｎ ｔ ｔ ｒ ｔｓ ｕｃ ；Ａ／ ａｃ ｏｅ ａ ｃ ｅ Ｄ；Ｄ Ａ ／
密取样 电阻， 利用 Ａ Ｄ输入 １进行 电流检测和监控 ． 出电流控 制采 用单片机 的 Ｄ Ａ 口输 出模拟 量 ； ／ ７ ： 输 ／ 恒流部 分的
控 制 端 采 用 闭环 反 馈 控 制 形 式 ， 控 部 分 采 用达 林 顿 管进 行 扩 流 、 用 Ｌ Ｄ点 阵 图 液 晶 显 示 屏 实时 显 示 ． 电 流 源 受 采 Ｃ 该
可用于污水 泵站 的仪表 中．
关 键 字 ：Ｐ Ｅ ６Ａ； ＳＣ Ｏ １ 数控 可 调 ； 直流 恒 流 源 ；／ Ｄ Ａ Ａ Ｄ；／
中图 分 类 号 ：Ｍ１１３ Ｔ ３ ．
文献标志码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０８ ３Ｘ（００ ０—０ １ ３ １０ —５６ ２ １）３０６— ０
Ｄ ｓｇ ｆＤｉｉ ｌ ｎ ｒ ｌ ｒ ｎ ｏ ｒｅ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｃｏ ｏ ｔ ｌ ｒＳＰ ０ １ ｅ ｉｎｏ ｇｔ ａ Ｃｏ ｔ ｏ Ｃｕ ｒ ｔＳ ｕｃ ａ ｅ ｎ Ｍｉｒｃ ｎ ｒ ｌ ＣＥ ６ Ａ ｅ ｏｅ
为 ０ 可 人工 设 定 电流大 小 ， 通 过 Ｌ Ｄ显 示 ～２Ａ， 并 Ｃ
图 １ 系 统 结 构 图
数据 ． 该数 控 电流 源 可应 用 于 污水 泵 站 群 中 的 电 流
检测 仪表 中 ． １ １ ’ 制模块 ． 控
采 用 ＳＣ ０１ Ｐ Ｅ ６ Ａ单 片 机 进行 控 制 ． Ｐ Ｅ ６ Ａ凌 ＳＣ ０ １
全国电子设计大赛-F题-数控恒流源(
word格式-可编辑-感谢下载支持数控直流电流源（F题）一、任务设计并制作数控直流电流源。
输入交流200～240V，50Hz；输出直流电压≤10V。
其原理示意图如下所示。
二、要求1、基本要求（1）输出电流范围：200mA～2000mA；（2）可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的绝对值≤给定值的1％+10 mA；（3）具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤10mA；（4）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的1％+10 mA；（5）纹波电流≤2mA；（6）自制电源。
2、发挥部分（1）输出电流范围为20mA～2000mA，步进1mA；（2）设计、制作测量并显示输出电流的装置(可同时或交替显示电流的给定值和实测值)，测量误差的绝对值≤测量值的0.1％+3个字；（3）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的0.1％+1 mA；（4）纹波电流≤0.2mA；（5）其他。
数控直流恒流源的设计与制作word格式-可编辑-感谢下载支持发表日期：2006年5月1日出处：本站原创【编辑录入：zouwenkun】指导老师:王贵恩博士制作人:彭浦能、梁星燎、林小涛《数控直流恒流源》《数控恒流源获奖证书》摘要：本系统以直流电流源为核心，AT89S52单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电流，设置步进等级可达1mA，并可由数码管显示电流设定值和实际输出电流值。
本系统由单片机程控设定数字信号，经过D/A转换器（AD7543）输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电流。
单片机系统还兼顾对恒流源进行实时监控，输出电流经过电流/电压转换后，通过A/D转换芯片，实时把模拟量转化为数据量，再经单片机分析处理，通过数字量形式的反馈环节，使电流更加稳定，这样构成稳定的压控电流源。
超低频高精度数控电流源研制
Ｉ 换 电路 对 负载 电 流进 行 自动 调 节 和 恒 流控 制 。此 系统 具 有 良好 的 电流 设 定 值 跟 随 特 性 、 流 特 性 和 转 恒 控 制精 度 ， 可 实 时 显 示 电流 值 ， 还 带有 过 温、 流 保 护 功 能 。 过
关键 词 Ｐ Ｄ算 法 双 闭 环控 制 电流 源 Ｉ Ｔ ８ Ｎ６ Ｌｂ Ｉ Ｗ ａＶＥ 文章 编 号 １ ０ —９ ２ ２ １ ） ６０ １ －５ ０ ０ ３ ３ （ ０ ０ － ８０ １ ７
控 制 以及 电流 反馈 ， 反馈 采 用数 字 ＰＤ算 法 。这 Ｉ
种方 案具有 高处 理 速 度 ， 合 实 现 复杂 的 控制 与 适
算法 ， 具有很 高 的精 度 ， 良好 的人 机交互 界 面等优
点 。具 体控制 系统设 计框 图如 图 ２所示 。
Ｐ 机，ａ ＶＩＷ卜—◇ ——叫 数据采集 ＤＡ Ｃ Ｌｂ Ｅ ，转换卜—＿ 信号调理电路卜——— ｛ Ｉ － ｛ ＿ ．ＶＩ 转换及功率放大电路 数字ＰＤ Ｌ ｂ Ｉ ＷＨ 数据采集 Ａ Ｄ Ｉ／ａ Ｖ Ｅ ／转换 Ｈ 信号调理电路 卜 采样电路Ｈ ． 负载
度高及使 用 寿命长 等优点 ， 已广泛 应用 于航空 、 航
天 、 船 、 金及化 工等领域 的 电液伺服 控制 系统 舰 冶
到较 高的控 制精 度 ， 须 采用 闭 环 控制 。本 系统 必 设计 的是超 低频 高 精 度 的 电流 源 ， 输 出的 电流 对 幅值 、 零点 、 率及 信 噪 比等 都 有 较 高 的要 求 ， 频 所 以方案 采用 闭环反馈 控 制方 法 。系统 原 理如 图 １
流 源还得 由使用 者 自行 研制 。 电流 源按其制 作 方 法 一般有 ： 参数稳 流器 ， 这是根 据二极 管 、 三极 管 、 集 成稳压 源 的特性 制 作 的 ， 该类 电流 源输 出 范 围
一种简易数控直流电流源的设计
” 步进调整功 能， ＤＡ转换模块可 以控制 最小步进 ， 用 ／ 故用单片机
可 以很容易控制本 设计电流 源工作 。
２ 恒流源的产生
恒流源 电路的实现是通过单片机控制 ＤＡ转换器 ， ／ 通过设置运算放 大器 的参考 电压值来控制 电流源产生恒流电流。 利用三极 管电流源 电路 原理 ， 了提高稳定度 ． 为 在射极加入一大线径康铜丝 电阻 ， 因康铜丝温度 系数很小 ， 大线径 可以使其温度影响降到最小 。 由于使 用单管 ， 使得纹波
图 ２ 单片机控制原理图
维普资讯
李小松
一种简易数 控直流电流源 的设计
阻是标准的高精度电阻 （ 康铜丝绕制 ） ， 所以其上的 电压只跟回路中电流有 关 系， 达到输出恒定 电流的 目的， 通过运算放 大器进行开环放 大后控制三 极管的基极， 产生恒定的电流输出。显示部分采用高精度 ＡＤ芯片采样标 Ｉ 准电阻上的电压值 ， 并根据 ＩＵＲ来计算显示 电 ＝Ｉ 流值 。 电流源恒定 电流的产生是本设计系统 的最主要部分 。 因输出电流的 范围、误差大小以及纹波电流等要求都必须通过本部分 电路来实现 ， 所
２０ 年 第 １ ０６ ６卷 第 １ 期 ５
一
种 简易数控 直流电流源的设计
李小松
（ 太原科技 大学 电子信息工程学院 ， 山西太原 ，３０４ ００２ ）
摘
要 ： 绍了一种 简易数控直流电流源的设 计。该电流源主要 由数 字控 制部分和 恒 介
流源产生 电 部分组成 。 中单片机 为 系 的核心控制器 ， 路 其 统 此外还 包 括键盘输入模块、 Ｌ Ｄ液晶显示模 块以及 Ｄ Ｃ Ａ转换模块 。在 电流源 中主通路上 ， 选了两个功 率比较 大的 模拟 器件 Ｌ ３ ８ ｒＰ２ ， 定可靠地输 出 ２ Ｍ ３ 和 Ｉ １２能稳 ’ Ｉ Ａ的最大 电流。 关键词 ： 片机 ；／ ； 单 ＤＡ 数字控制 ； 电源 直流
刘斌涛-简易数控充电电源解读
简易数控充电电源B5B3C12C10A14A12A10A8C8GND;]参赛学校：青岛理工大学参赛队员：刘斌涛秦代平段春辉指导老师：李虹朱文杰林旭梅丁新平摘要：系统是以单片机AT89C52为控制器设计的简易数控充电电源，其中包括A/D转换模块，D/A转换模块，LCD显示模块，以及恒流、恒压输出电路。
系统的中心设计思想是单片机对电流值预置，经D/A转换控制恒流恒压模块输出电流，实际输出电流经A/D采样，转换送至单片机处理控制输出，构成闭环控制。
负载电压小于10V时系统能够实现恒流输出，有100 mA 或200mA两档可选，当负载电压为10V时改为恒压输出。
关键字：AT89C52单片机 A/D D/A 恒流恒压Abstract:The system use AT89C52 as the central controller, including a total of A / D(ADCICL7135) converter module, D / A(AD7541) converter module, LCD module, constant voltage and constant current output circuit. The center idea of the system design is that the MCU control the output current . the output current is sampled by the A/D and sent to the MCU that control the output, using a closed-loop control. The system can output current whose value is 100 mA or 200 mA optional. When the load voltage is 10 V, the output is changed to constant voltage to charge the load .Keywords: AT89C52MCU A/D D/A Constant current Constant voltage一、方案设计、论证与比较1.控制部分方案一：采用中小规模集成电路构成的控制电路。
数控交流电流源
数控交流电流源
一、任务
设计并制作小型数控交流电流源，输入交流200～240V，50Hz，输出正弦交流电流，其原理示意图如下所示。
二、要求
1、基本要求
（1）输出交流电流有效值范围：100μA～100mA；
（2）输出交流频率范围为：10Hz～100KHz；
（3）可设置并显示设定的输出电流有效值，要求输出电流有效值≤给定值的1％+50 μA；
（4）输出电流具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤50μA；
（5）可设置输出频率，且具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤10Hz，要求输出频率误差≤1％；
（6）改变负载电阻，输出电压峰峰值在5V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流有效值的1％+100μA；
（7）失真度≤5％；
（8）自制电源。
2、发挥部分
（1）输出交流电流有效值范围为50μA～2A，步进≤10μA，输出交流频率范围为1Hz～500KHz，步进≤1Hz，失真度≤1％；
（2）设计、制作测量并显示实际输出电流有效值的装置(可同时或交替显示电流的给定值和实测值)，测量误差的绝对值≤实际值的0.5％+10μA；
（3）改变负载电阻，输出电压峰峰值在5V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流有效值的0.5％+20μA；
（4）其他。
三、评分标准
四、说明
1、需留出输出电流端子。
2、测量输出交流电流可通过在采样电阻上测量电压换算成电流。
3、自制电源。
桂林电子科技大学
执笔人：黄新。
基于单片机的数控电流源设计
关键 词 单片机 ；数控
中圈 分 类号 Ｔ ４ 文献 标识 码 Ａ Ｍ 文 章编 号 １７— ６ １（ １） １００ 一 １ ６ ３９７ 一２ ００ —０ ７Ｏ ０ ４
窄 霸
囱然 科 学
７
基于单片机的数控 电流源设计
艾铁伟
（ 黑龙 江信 息技术职业学 院 ，黑龙江 哈尔滨 １０ ２ ５ ０ ５）
摘 要 文 中设计 一 种基 于单片机 控制的数 控电流源 。核心部 件是单 片机 ，实 现量程可 选 、输 出可调 、步进精 确 、纹波 电流极小 的功能 ，而
本文所 没计 的数控 电流源采 用ＰＣ ６ ８ ７ 单 片机为核心部 件 ，键 Ｉ １Ｆ ７ Ａ 盘、 显示 、 ／ ＤＡ、开关 电源等模块 为外围电路 。 １ 设 计要 求和 总体 设 计思 路
１１ 设 计 要 求 ．
本设计要求 ：输入２０ ２Ｖ，输出最高 １Ｖ ２ ；通过键盘控制输 出电流 ， 步长 为０ １ 采 用Ｌ Ｄ ． Ａ； ０ Ｅ 显示输 出电流 ， 精度 为０ ２ ． Ａ；电流源稳流范 围 ０
２２ 电源模块 的选 择 ＿ 电源模块一般主要采用全桥整 流加 电容滤波 电路 、三端稳压集成 电 路外接扩流管 和开关 电源电路。全桥整流加 电容滤波电路广泛应用于一 些要求 不太高 的直流 电流源中 ， 其驱 动能力 和后级 的滤波电容有关 ，该 电路显著 的特点就是能够 比较好的满足 电流 的瞬态相应 ，而如果 负载要 求持续 的大 电流输出 ，该电路将无 能为力 。三端稳压集成 电路外接扩流 管既利用 了稳压集成块 良 的稳压性 能，又能够有一定的电流输 出，在 好 些 高精度 的线性稳压电源中被广泛采用 ，但是效果较差。开关 电源 的 功率器件工作在开关状态 ，功率损耗小 、效率高 。与之相配套 的散热器 体积大大减小 ，同时脉冲变压器体积 比工频变压器小了很 多。因此采用 开关 电源的电流源具有效率高 、体积小、重量轻等优点 。
毕业设计253一种基于单片机最小系统的数控直流电源设计
中， 可以得到精度较高电流输出。此外， 控制部分电路还具有键控和显
示等附加功能。
２．２ 功能模块理论分析与计算
２．２．１ 电压源设计
ａ．基 本 原 理
将交流电 ２２０Ｖ 经变压器后将直流 １５Ｖ 送整流桥， 整 流 后 经 过 电
容滤波， 得到一个波动较大的直流电压， 然后再由三端稳压器稳压输
出， 供后续电路使用［１］。其中 ５Ｖ 的三端稳压器输入电压由 １２Ｖ 的稳压
科技信息
○机械与电子○
ＳＣＩＥＮＣＥ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
２００７ 年 第 １１ 期
一种基于单片机最小系统的数控直流电源设计
高恭娴 聂睿瑞 （ 南京信息职业技术学院 江苏 南京 ２１００４６）
摘要： 以直流稳压电源和稳流电源为核心， 结合单片机最小系统实现对输出电流的控制。首先采用了单片集成稳压芯片实现直流稳压， 然 后采用了分立元件实现稳流。为实现对输出电流的控制： 一方面， 通过 Ｄ／ Ａ 输出实现电流的预置， 再通过运算放大器控制晶体管的输出电流； 另一方面， 运用 Ａ／ Ｄ 转换器件将输出电流的采样值送入单片机， 与预置值进行比较， 将误差值通过 Ｄ／ Ａ 转 换 芯 片 添 加 到 调 整 电 路 ， 从 而 进 一 步降低了输出电流的纹波。经过测试， 该直流电源的实际输出与设定值之间的误差小于 １％， 达到设计要求。
⑵整流桥电路及滤波电容的选择： 整流桥采用 ＰＢＰ２０５， 其极限参
数 满 足 要 求 。 滤 波 电 容 的 耐 压 应 大 于 １．４１４ ×Ｕ２ ＝１７．７Ｖ， 故 选 用
２２００ｕＦ／５０Ｖ 的电容。
⑶其它元器件的选择： 输入端电容 Ｃ１ 用来旁路高频干扰脉冲和
改善纹波， 一般取 ０．１ｕＦ； 输 出 端 所 接 电 容 Ｃ０ 起 改 善 瞬 态 响 应 特 性 和
基于ADuC812的数控电流源的设计
ｒ Ａ
。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 — — ’ — — 状 态指 示 一
． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．
２ ． ４恒流电路模块
再通 过桥式整流 电路将交 流电压 变成脉动 的直流 电压 。 整 片 内多通道 （ ８ 个 输入通 道 ） 的１ ２ 位Ａ Ｄ Ｃ 。 这 样大大减 少了带Ａ ／ 压， 流后 的脉动 的直流 电压通过 滤波 电路加以滤除， 得到平滑的直 Ｄ 、 Ｄ ／ Ａ 转 换嵌 入式控制 系统的开发和设计成本 ， 并且体积小， 电 路更加 简单化。 流电压。 但这样 的电压还 随电网的 电压波动、 负载 和温度 的变 化而变化 。 因而在 整流、 滤波 电路之 后， 还需接稳压电路 。 最 终 经三 端稳压器Ｌ Ｍ ７ ８ １ ２ 和Ｌ Ｍ ７ ９ １ ２ 分别输出＋ １ ２ Ｖ 、 一 １ ２ Ｖ 电压 。
２ 电源 部分
本控制系统由单片机及其外围电路组成， 需要＋ ５ Ｖ 、 ±１ ２ Ｖ 、
＋ １ ８ Ｖ 三 组 电源 。 ＋５ ｖ 为微 处理 电路供 电电源 ； ±１ ２ Ｖ 为稳 流 电
３ 显 示设 计
测量和显示 范围为２ ０ ０ ｍ Ａ ￣２ ０ ０ ０ ｍ Ａ ， 所以采用４ 位数显 示即
源也是电源设备中的重要组成部分， 因此设计一种性能良好 的恒流源有着十分重要的现实意义。
关键 词： 恒流源 ； 大功率； 步进
本 设计 采用Ａ Ｄ ｕ Ｃ ８ １ ２ 单片机作为整机 的控 制核心， 通过单 输 入端接入０ ． ３ ３ ｕ Ｆ 的电容器 ， 作用是抑 制输入 的过 电压， 保 证 片大器 处理后控制 Ｌ Ｍ ７ ８ ０ ５ 的输入一输出电压 差不会瞬 间超 过允许 值。 而输出端 一 大功率Ｍ Ｏ Ｓ 管， 使其输 出电流在２ ０ ０ ｍ Ａ ￣２ ０ ０ Ｏ ｍ Ａ 之 间。 利用取样 般接入０ ． １ ｕ Ｆ 的电容器 ， 便可 改善负载的瞬态相应 ， 但是为了减 电阻完成输 出电流／ 电压转换 后送 入Ａ ／ Ｄ 转换器， 实现单片机对 小纹波 电压 ， 有 时在稳压器 的输 出端并 入 一只大容量电解 电容
数控低中频交流电流源的设计与实现
ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｂ ｙ ＤＡＣ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ Ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍｍａ ｂ ｌ ｅ Ｇａ ｔ ｅ Ａｒ ｒ ａ ｙ（ Ｆ ＰＧＡ） ． Ｉ ｔ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｄ／
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