最新數(shù)控恒流源-在線瀏覽
2024-09-11 19:29本頁面
【正文】 ent source, intelligent power,closed loop control性能好的電子設(shè)備，首先離不開穩(wěn)定的電源，電源穩(wěn)定度越高，設(shè)備和外圍條件越優(yōu)越，那么設(shè)備的壽命更長。本文正是應(yīng)社會發(fā)展的需求，研制出一種基于單片機的高性能的數(shù)控直流恒流源。4mA，因而可實際應(yīng)用于需要高穩(wěn)定度 小功率直流恒流源的領(lǐng)域。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。內(nèi)部測量值與實際測量值的關(guān)系，而后者是所有儀表所存在的誤差。 在沒有采用數(shù)字閉環(huán)之前，設(shè)定值與內(nèi)部測量值的關(guān)系只能通過反復(fù)測量來得出它們的關(guān)系（要送多大的數(shù)才能使Ｄ/Ａ輸出與設(shè)定電流值相對應(yīng)的電壓值），再通 過單片機乘除法再實現(xiàn)這個關(guān)系，基本實現(xiàn)設(shè)定值與內(nèi)部測量值相一致。 在采用數(shù)字閉環(huán)后。而 我們無須關(guān)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。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。 式中：DX是控制級數(shù) 式中：——參考電壓(V)； 式中：Ib——基極電流（mA）；IL——負載電流（mA）。 由式（1）、（2）可得到： （6） 其中，k為比例系數(shù)。當(dāng) 保持不變時(即AD7543的輸入數(shù)字量保持不變)，輸出電流 維 持不變，能夠達到恒流的目的。從理論上來說，通過控 制AD7543的輸出等級，可以達到1mA的輸出精度。為了克服大電流工作時電流的波動，在輸出部分增加了一個反饋環(huán)節(jié)來控制電流穩(wěn)定，減小電流的波動，此反饋回路采用數(shù)字形 式反饋，通過微處理器的實時采樣分析后，根據(jù)實際輸出對電流源進行實時調(diào)節(jié)。電路反饋原理如圖1所示。 電流輸出反饋電路原理2 總體方案論證與比較 方案一：采用各類數(shù)字電路來組成鍵盤控制系統(tǒng)，進行信號處理，如選用CPLD等可編程邏輯器件。 方案二：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。此系統(tǒng)比較靈活，采用軟件方法來解決數(shù)據(jù)的預(yù)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。圖23 模塊電路設(shè)計與比較方案一：采用恒流二極管或者恒流三極管，精度比較高，但這種電路能實現(xiàn)的恒流范圍很小，只能達到十幾毫安，不能達到題目的要求。改變輸出電流， 通常有兩種方法：一是通過手動調(diào)節(jié)來改變輸出電流，這種方法不能滿足題目的數(shù)控調(diào)節(jié)要求；二是通過數(shù)字電位器來改變需要的電阻參數(shù)，雖然可以達到數(shù)控的目 的，但數(shù)字電位器的每一級步進電阻比較大，所以很難調(diào)節(jié)輸出電流。電壓控制電路采用數(shù)控的方式，利用單片機送出數(shù)字量，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn) 換轉(zhuǎn)變成模擬信號，再送到大功率三極管進行放大。當(dāng)改變負載大小時，基本上不影響電流的輸出，采用這樣一個閉路環(huán)節(jié)使得系統(tǒng)一直在設(shè)定值維持電流恒定。電路原理圖如圖3所示。 壓控恒流源電路原理 方案一：采樣電阻上的電壓，可知輸出電流與采樣電阻存在近似線性關(guān)系，因此可以從檢測電阻上電壓的大小來直接增減反饋深度。方案二：從采樣電阻上 得到一個反饋電壓，由于采樣電阻阻值比較小，在該電阻上的壓降相應(yīng)也小，為了提高系統(tǒng)控制的靈敏度，采用一級運算放大器對采樣電壓進行放大，再送到 ADC0809進行A/D轉(zhuǎn)換。同時反饋系統(tǒng)控制靈活，易于達到1mA的步進要求。由于 要實現(xiàn)人機對話，至少要有10個數(shù)字按鍵和兩個步進按鍵，考慮到還要實現(xiàn)其它的功能鍵，選用16按鍵的鍵盤來完成整個系統(tǒng)控制?？紤]到單片機的I/O端口有限，為了充分優(yōu)化系統(tǒng)，采用外部擴展一片8155來實現(xiàn)鍵盤接口與顯示功能。圖4鍵盤及顯示電路 方案一：用開關(guān)穩(wěn)壓電源給整機供電，此方案能夠完成本作品電流源的供電，但開關(guān)電源比較復(fù)雜，而且體積也比較大，制作不便，因而此方案難以實現(xiàn)。 方案二：單片機控制系統(tǒng)以及外圍芯片供電采用78系列三端穩(wěn)壓器件，通過全波整流，然后進行濾波穩(wěn)壓?？紤]到
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