基于單片機(jī)的恒流源畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(已修改)
2025-07-20 19:14 本頁(yè)面
【正文】 1 前言 隨 著電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電路應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，現(xiàn)今社會(huì)，產(chǎn)品智能化、數(shù)字化已經(jīng)成為人們追求的一種趨勢(shì)，設(shè)備的性能、價(jià)格，發(fā)展空間等備受人們關(guān)注，尤其對(duì)電子設(shè)備的精密度和穩(wěn)定度最為關(guān)注。性能好的電子設(shè)備，首先離不開(kāi)穩(wěn)定的電源，電源穩(wěn)定度越高，設(shè)備和外圍條件就越優(yōu)越，那么設(shè)備的壽命就更長(zhǎng)?；诖?，人們對(duì)數(shù)控恒定電流器件的需要越來(lái)越迫切。 電源技術(shù)尤其是數(shù)控電源技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的工程技術(shù)，服務(wù)于各行各業(yè)。電力電子技術(shù)是電能的最佳應(yīng)用技術(shù)之一。當(dāng)今電源技術(shù)融合了電氣、電子 、系統(tǒng)集成、控制理論、材料等諸多學(xué)科領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)發(fā)展而來(lái)的現(xiàn)代信息技術(shù)革命，給電力電子技術(shù)提供了廣闊的發(fā)展前景，同時(shí)也給電源提出了更高的要求。隨著數(shù)控電源在電子裝置中的普遍使用，普通電源在工作時(shí)產(chǎn)生的誤差，會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的精確度。電源在使用時(shí)會(huì)造成很多不良后果，世界各國(guó)紛紛對(duì)電源產(chǎn)品提出了不同要求并制定了一系列的產(chǎn)品精度標(biāo)準(zhǔn)。只有滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，才能夠進(jìn)入市場(chǎng)。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品才能獲得進(jìn)出的通行證。數(shù)控電源是從 80 年代才真正的發(fā)展起來(lái)的，期間系統(tǒng)的電力電子理論開(kāi)始建立。這 些理論為其后來(lái)的發(fā)展提供了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。在以后的一段時(shí)間里，數(shù)控電源技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但其產(chǎn)品存在數(shù)控程度達(dá)不到要求、分辨率不高、 2 功率密度比較低、可靠性較差的缺點(diǎn)。因此數(shù)控電源主要的發(fā)展方向，是針對(duì)上述缺點(diǎn)不斷加以改善。單片機(jī)技術(shù)及電壓轉(zhuǎn)換模塊的出現(xiàn)為精確數(shù)控電源的發(fā)展提供了有利的條件。新的變換技術(shù)和控制理論的不斷發(fā)展，各種類(lèi)型專(zhuān)用集成電路、數(shù)字信號(hào)處理器件的研制應(yīng)用，到 90 年代，己出現(xiàn)了數(shù)控精度達(dá)到 的數(shù)控電源，功率密度達(dá)到每立方英寸 50W 的數(shù)控電源。從組成上，數(shù)控電源可分成器件、主電路與控制 等三部分。目前在電力電子器件方面，幾乎都為旋紐開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電壓，調(diào)節(jié)精度不高，而且經(jīng)常跳變，使用麻煩。數(shù)字化智能 電源是針對(duì)傳統(tǒng)電源的不足設(shè)計(jì)的，數(shù)字化能夠減少生產(chǎn)過(guò)程中的不確定因素和人為參與的環(huán)節(jié)數(shù)，有效地解決電源模塊中諸如可靠性、智能化和產(chǎn)品一致性等工程問(wèn)題，極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的可維護(hù)性。 當(dāng)今社會(huì)，數(shù)控恒壓技術(shù)已經(jīng)很成熟，但是恒流源方面特別是數(shù)控恒流源的技術(shù)菜剛剛起步有待發(fā)展，高性能的數(shù)控橫流器件的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用存在巨大的發(fā)展空間。本數(shù)控直流恒流源系統(tǒng)輸出電流穩(wěn)定，不隨負(fù)載和環(huán)境變化，并且有很高的精度，輸 出電流誤差范圍很小，輸出電流可在一定范圍內(nèi)任意設(shè)定，因而可實(shí)際應(yīng)用于需要穩(wěn)定度小功率橫流源的領(lǐng)域。 3 第一章 緒論 恒流源的意義 恒流源是能夠向負(fù)載提供恒定電流的電源，一次恒流源的應(yīng)用范圍非常廣泛，并且 在許多情況下是必不可少的。例如在通用的充電器對(duì)蓄電池充電時(shí)，隨著蓄電池端電壓的逐漸升高，充電電源就會(huì)相應(yīng)的減少，為了保證恒流充電，必須隨時(shí)提高充電器的輸出電壓，但采用恒流源充電后就可以不必調(diào)整期輸出電壓，從而使勞動(dòng)強(qiáng)度降低，生產(chǎn)效率得到提高。恒流源還被 廣泛應(yīng)用于測(cè)量電路中，例如電阻器阻值的測(cè)量和分級(jí)，電纜電阻的測(cè)量等，且電流越穩(wěn)定，測(cè)量就越準(zhǔn)確。它既可以為各種放大電路提供偏流以穩(wěn)定其靜態(tài)工作點(diǎn)，又可以作為其有源負(fù)載，以提高放大倍數(shù)，并且在差動(dòng)放大電路、脈沖產(chǎn)生電路中得到廣泛應(yīng)用。 除此之外，現(xiàn)行掃描鋸齒波的獲得，有線通信工電源，電泳、點(diǎn)解、電鍍等化學(xué)加工裝置電源，電子束加工機(jī)、離子注入機(jī)等電子光化學(xué)設(shè)備中的供電電源也都必須用用恒流源！ 恒流源的發(fā)展歷程 電真空器件恒流源的誕生 世界上最早的恒流源，大約出現(xiàn)在 20 世紀(jì) 50 年代 早期。當(dāng)時(shí)采用的電真空器件是鎮(zhèn)流管，優(yōu)于鎮(zhèn)流管有穩(wěn)定電流的功能，所以有用于交流電路，常被用來(lái)穩(wěn)定電子管的燈絲電流。 4 電子管通常不能單獨(dú)作為橫流元件，但可用它來(lái)構(gòu)成各種橫流電路。由于電子管是高雅小電流器件，因此用簡(jiǎn)單的晶體管電路難于獲得高雅小電流恒流源，用電子管電路卻容易實(shí)現(xiàn)，并且性能相當(dāng)好！ 晶體管橫流源的產(chǎn)生和分類(lèi) 進(jìn)入 60 年代，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計(jì)和制造出了各種性能優(yōu)越的晶體管和恒流源，并在實(shí)際中獲得可廣泛的應(yīng)用。 晶體管恒流源電路可封裝在同一外殼內(nèi)，成為一個(gè)具有橫 流功能的獨(dú)立器件，用它可構(gòu)成直接調(diào)整型恒流源。用晶體管做調(diào)整元件的各種開(kāi)環(huán)和閉環(huán)的恒流源，在許多電子電路中得到了應(yīng)用。但晶體管恒流源的恒流源的電流穩(wěn)定度一般不高，且最大輸出電流也不活幾安培。它適用于那些對(duì)穩(wěn)定度要求不太高的場(chǎng)合。 集成電路恒流源的出現(xiàn)和種類(lèi) 到了 70 年代，半導(dǎo)體集成技術(shù)的發(fā)展，使得恒流源的研制進(jìn)入了一個(gè)新的階段。長(zhǎng)期以來(lái)采用分離元件組裝的各種恒流源，現(xiàn)在可以集成在一塊很小的硅片上面僅需外接少量的元件，集成電路恒流源不僅減小了體積和重量，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)和調(diào)試步驟，而且提高了穩(wěn) 定性和可靠性。在各種恒流源電路中，集成電路恒流源的性能堪稱(chēng)最佳。 5 第二章 系統(tǒng)原理及理論分析 恒流實(shí)現(xiàn)原理 數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片 AD7543 是 12 位電流輸出型，其中 OUT1 和OUT2 是電流的輸出端。電流的輸出級(jí)別可這樣計(jì)算 DX= 122 式中： DX 是控制級(jí)數(shù) 電壓 iu 由集成運(yùn)算放大器 U8A 的 1 腳輸出，根據(jù) T 型電阻網(wǎng)絡(luò)型的D/A 轉(zhuǎn)換關(guān)系可知， iu 存在如 下通式： nR E Ffn R E Fnnnni VBRRVbbbbu 22)22.......22( 0012211 ??????
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