直流稳流电源设计方案报告.doc
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1、 摘要电流输出、输入电流可预置、可步进调整输入电流、输出电流及设定电流显示等特点。它以STC89C52作为关键控制器包含电源、取样放大、A/D和D/A转换、键盘控制和显示等模块。能够直接经过键盘设置,修改系统输出电流,使用方便;利用A/D、D/A芯片进行检测和控制,控制部分电路简单明了连线较少结构紧凑;电源部分由压控电流源而成,能够大大提升电源稳度和精度,使电流输出较为平稳。关键字:稳流 压控电流源目录引言1一、目标要求:11.1任务11.2要求11.2.1基础要求11.2.2发挥部分1二、系统方案论证:22.1恒流源部分方案选择和比较:22.2 控制电路方案选择和比较:2三、系统硬件设计:3
2、3.1系统框架33.2单片机电路33.3 A/D和D/A模块43.4恒流源模块53.5键盘模块63.6 LCD显示模块73.7供电系统模块7四、系统软件设计8五、总结8参考文件9引言恒流源是能够向负载提供恒定电流电源,应用范围很广泛,比如电阻器阻值测量和分级,电缆电阻测量等,且电流越稳定,测量就越正确它既能够为多种放大电路提供偏流以稳定其静态工作点,又能够作为其有源负载,以提升放大倍数,而且在差动放大电路脉冲产生电路中得到广泛应用,针对恒流源系统内部和外部四个方面原因引发输出电流不够稳定和精度不高缺点,设计了数字控制恒流源系统,不过共同特点就是系统比较复杂,或精度不够高,所以本文设计基于单片机
3、STC89C51为控制关键简易数控恒流源系统,实现了电流2A以内数字控制任意可调恒流源系统。一、目标要求:1.1任务设计并制作直流稳流电源。输入直流电压1530V;输出直流电压10V。1.2要求1.2.1基础要求(1) 输出电流范围:200mA1A;(2) 输出电流稳定度:设置输出电流为1A,输出电压10V,改变输入电压 1530V内,要求输出电流改变绝对值20mA;(3) 设置输出电流为1A,改变负载电阻,输出电压在10V以内改变时,要求输出电流改变绝对值15 mA;(4) 可设置并显示输出电流给定值,要求输出电流和给定值偏差绝对值给定值1+10 mA;(5) 纹波电流1mA;(6) 自制电
4、源。1.2.2发挥部分(1) 含有“+”、“-”步进调整功效,步进10mA;输出电流范围为20mA1000mA,步进1mA;(2) 设计、制作测量并显示输出电流装置 (可同时或交替显示电流给定值和实测值),测量误差绝对值测量值0.1+3个字;(3)纹波电流0.2mA;(4)其它创新。二、系统方案论证:2.1恒流源部分方案选择和比较:方案一:采取恒流二极管或恒流三极管,其精度比较高,但能能实现恒流范围很小,只能够达成十几毫安,不能满足设计要求。方案二:利用三端可调直流稳压集成芯片,经过调整其输出电压来实现负载恒流特征。其特点就是直接利用稳压片提供所需功率,只需要提供对应控制电路即可实现设计大部分
5、要求,不过其电流调整率指标只能够达成0.5%0.15%,不能够满足设计要求。方案三:用“运放+场效应管”结构组成由电压控制恒流源。其特点是性能满足设计要求,同时能够经过选择场效应管不用容量来满足不一样应用要求。该方案在确保运放处于线性放大状态,输出电压小于10v条件输出电流能够达成1000mA,能满足设计要求,所以本设计采取此方案。2.2 控制电路方案选择和比较:方案一:采取各类数字电路来组成键盘控制系统,进行信号处理,如选择CPLD等可编程逻辑器件。本方案电路复杂,灵活性不高,效率低,不利于系统扩展,且信号处理比较困难。方案二:采取89C52系列单片机作为整体机制单元,经过改变输入数字量经过
6、模数转换电路输出电压值,从而使输出功率管基级电压发生改变,间接改变输出电流大小。利用采样元件检测电流改变经模数转换器送给单片机,实时对电压进行采样,然后进行数据处理及显示。此系统比较灵活,采取软件方法来处理数据预制及电流步进控制,使得系统硬件愈加简练,各类功效易于实现,能更高地满足设计要求。比较以上两种方案优缺点,因为方案二间接、灵活、可扩展性好,能达成设计要求,所以这里采取方案二。三、系统硬件设计:3.1系统框架本系统输出电流范围较大,而且输出电流和给定偏差绝对值及纹波电流较小。系统总体框图图1,它关键分为以下多个组成部分:单片机电路、A/D和D/A模块、恒流源模块、键盘模块、LCD显示模块
7、、供电系统模块。图13.2单片机电路本设计采取STC企业STC89C51单片机作为控制系统关键。STC89C51在指令系统、硬件结构和片内资源上和标准8052单片机完全兼容,DIP40封装系列和8051为pin-to-pin兼容。STC89系列单片机高速(最高时钟频率90MHz),低功耗,在系统/在应用可编程(ISP,IAP),不占用户资源。另外,STC89C51设计和配置了振荡频率。空闲模式下,CPU暂停工作,而RAM定时计数器,串行口,外中止系统可继续工作,掉电模式冻结振荡器而保留RAM数据,停止芯片其它功效直至外中止激活或硬件复位。同时该芯片还含有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形
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