數(shù)控恒流源的設計畢業(yè)設計說明書-文庫吧資料
2024-10-16 13:45本頁面
【正文】 計 為了使本數(shù)控直流電流源進一步智能化，考慮到題目要求輸出電壓不大于 10V，因此系統(tǒng)測試部分設計了一個過壓報警電路，用于對電壓的實時監(jiān)測，一旦有過壓現(xiàn)象，控制器響應后會發(fā)出報警控制信號。該方案通過軟件方法實現(xiàn)輸出電流穩(wěn)定，易于功能 的實現(xiàn)，便于操作，故選擇此方案。單片機系統(tǒng)實時對輸出電流進行監(jiān)控，采用數(shù)字方式作為反饋調(diào)整環(huán)節(jié)，由程序控制調(diào)節(jié)功率管的輸出電流恒定。 圖 21 電流輸出反饋電路原理 3 各部分選擇方 案 數(shù)控恒流源的設計 恒流源方案選擇 壓控恒流源，通過改變恒流源的外圍電壓，利用電壓的大小來控制輸出電流的大小。經(jīng)測試表明，采用常用的大功率電阻作為采樣電阻 R0，輸出電流波動比較 大，而選用錳銅電阻絲制作采樣電阻，電流穩(wěn)定性得到了改善。但是本系統(tǒng)恒流源要求輸出電流范圍是 20mA~2020mA， 而當器件處于 2020mA 的工作電流時，屬于工作在大電流狀態(tài)，晶體管長時間工作在這種狀態(tài)，集電結(jié)發(fā)熱嚴重，導致晶體管值下降，從而導致電流不能維 持恒定。為了實現(xiàn)數(shù)控的目的，可以通過微處理器控制 AD7543 的模擬量輸出，從而間接改變電流源的輸出電流。 式（ ）可知，負載電流 不隨外部負載 的變化而改變。 電流放大電路存在如下關系： （ ） （ ） 式中： Ib—— 基極電流（ mA）； Ui—— 輸入電壓（ V）； IL—— 負載電流（ mA）。 恒流原理 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。而 我們無須關心Ｄ /Ａ入口數(shù)值的大小，從而省去了原程序中雙字節(jié)乘除的部分，使程序簡單而不受周圍環(huán)境等因素的影響。 在采用數(shù)字閉環(huán)后。 在沒有采用數(shù)字閉環(huán)之前，設定值與內(nèi)部測量值的關系只能通過反復測量來得出它們的關系（要送多大的數(shù)才能使Ｄ /Ａ輸出與設定電流值相對應的電壓值），再通 過單片機乘除法再實現(xiàn)這個關系，基本實現(xiàn)設定值與內(nèi)部測量值相一致。 系統(tǒng)性能 本系統(tǒng)的性能指標主要由兩大關系所決定，設定值與Ａ /Ｄ采樣顯示值（系統(tǒng)內(nèi)部測量值）的關系。 圖 11 系統(tǒng)原理 2 系統(tǒng)原理及理論分析 數(shù)控恒流源的設計 2 系統(tǒng)原理及理論分析 單片機最小系統(tǒng)組成 單片機系統(tǒng)是整個數(shù)控 系統(tǒng)的核心部分，它主要用于鍵盤按鍵管理、數(shù)據(jù)處理、實時采樣分析系統(tǒng)參數(shù)及對各部分反饋環(huán)節(jié)進行整體調(diào)整。此系統(tǒng)比較靈活，采用軟件方法來解決數(shù)據(jù)的預置以及電流的步進控制，使系統(tǒng)硬件更加簡潔，各類功能易于實現(xiàn)，能很好地滿 足題目的要求。（只能接近 ，不可能完全達到） 系統(tǒng)框架 采用 AT89S52 單片機作為整機的控制單元，通過改變 AD7543 的輸入數(shù)字量來改變輸出電壓值，從而使輸出功率管的基極電壓發(fā)生變化，間接地 改變輸出電流的大小。衡量 “ 接近 ” 程度的指標就是輸出電阻 R 遠大于零。發(fā)現(xiàn)小了，就設法使之增大，發(fā)現(xiàn)大了，就設法使之減小。在一般恒流電路中大多采用電流負反饋來恒定電流負反饋的作用就是 “ 使之穩(wěn)定 ” 。所以 理想恒流源都不允許輸出開路。從外部看 ，就是 Ro=∞ 。為了保證電流不變，輸出電壓必須始終符合 V=I*R。 intelligent power 。 關鍵詞 ：壓控恒流源；智能化電源；閉環(huán)控制 The Digital Controlled Direct Current Source Abstract: For the system that DC source is center and 89S52 version single chip microputer (SCM) is main controller, output current of DC power can be set by a keyboard which step level of 1mA can be available, while the real output current and set value can be displayed by LED. In the system, the digital programmable signal from SCM is converted to analog value by DAC (AD7543), then the analog value that is isolated and amplified by operational amplifiers, is sent to the base electrode of power transistor, so an adjustable output current can be available with the base electrode voltage of power transistor. On the other hand, The constant current source can be monitored by the SCM system realtimely, its work process is that output current is converted voltage, then its analog value is converted to digital value by ADC, finally the digital value as a feedback loop is processed by SCM so that output current is more stable, so a stable voltagecontrolled constant current p
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