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《簡易直流電子負載設(shè)計大學(xué)生電子設(shè)計競賽論文》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、本科大學(xué)生電子設(shè)計競賽論文題目：簡易直流電子負載摘要系統(tǒng)設(shè)計了一種以具有高精度的直流電子負載。其主要由單片機控制模塊、電子負載模塊、頻率切換模塊、采樣模塊、顯示模塊和電源模塊構(gòu)成。在這個電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)迅速發(fā)展的時代，電源檢測技術(shù)產(chǎn)生了革命性的變化，人們對電子負載的需求越來越多，對其性能要求也越來越高。而傳統(tǒng)的電源檢測技術(shù)面臨著極大的挑戰(zhàn)。為準確檢測電源的可靠性和帶載能力，因此把電力電子技術(shù)和微機控制技術(shù)有機地結(jié)合起來，實現(xiàn)電源的可靠檢測。本系統(tǒng)主要以pic18f4520單片機為控制核心；設(shè)計恒流方式的電子負載，當電壓變化時，流過該電子負載的電流基
2、本恒定，且電流值可設(shè)定。包括控制電路(MCU)、驅(qū)動隔離電路(PWM波)、主電路、采樣電路、顯示電路等；能夠檢測被測電源的電流值、電壓值；各個參數(shù)都能直觀的在液晶屏上顯示。關(guān)鍵詞：電子負載；單片機（MCU）；數(shù)模（D/A）；模數(shù)（A/D）；PWM。目錄摘要II1電子負載的原理及概述11.1電子負載的意義11.2電子負載的工作方式11.3在本設(shè)計中要做的主要任務(wù)11.4總體方案設(shè)計22系統(tǒng)硬件設(shè)計42.1電子負載設(shè)計模塊方框圖42.2pic18f4520單片機的應(yīng)用42.3數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換52.3.1A/D轉(zhuǎn)換62.3.2D/A轉(zhuǎn)換62.4系統(tǒng)模塊顯示82.5電流采樣92.
3、5.1電流采樣92.5.2電壓采樣102.5.3MOSFET場效應(yīng)管的應(yīng)用102.5.4集成運放的應(yīng)用112.6過壓、短路保護133系統(tǒng)軟件設(shè)計133.1程序設(shè)計概述133.2電子負載程序設(shè)計流程圖13結(jié)論18參考文獻19附錄1：電子負載程序設(shè)計21附錄2：原理圖381電子負載的原理概述及方案確定在電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,經(jīng)常要對開關(guān)電源、線性電源、UPS電源、變壓器、整流器、電池、充電器等電子設(shè)備進行測試，如何對其輸出特性進行可靠、全面且比較簡單、快捷的測試，一直是儀表測試行業(yè)研究的問題。傳統(tǒng)的測試方法中一般都采用電阻、滑線變阻器、電阻箱等充當測試負載，但這些負載不能滿足我
4、們對負載多方面的要求，如：恒定電流的負載；帶輸出接口的負載；隨意調(diào)節(jié)的負載、恒功率的負載、動態(tài)負載；多輸出端口的負載等。現(xiàn)在有一種新型多功能的電子負載，可據(jù)實際應(yīng)用中對負載特性的要求進行設(shè)置，滿足了我們對負載的各種要求，解決了開發(fā)研制測試中的困難。1.1電子負載的意義電子負載即電子負荷。凡是能夠消耗能量的器件,可以廣泛地稱為負載。電子負載能消耗電能，使之轉(zhuǎn)化成熱能或其它形式的能量。靜態(tài)的電子負載可以是電阻性(如功率電阻、滑線變阻器等)、電感性、電容性。但實際應(yīng)用中，負載形式就較為復(fù)雜，如動態(tài)負載，消耗功率是時間函數(shù)，或電流、電壓是動態(tài)的，也可能是恒定電流、恒定電阻、恒定
5、電壓，不同峰值系數(shù)(交流情況下)，不同功率因數(shù)或瞬時短路等。電子負載就是在實際應(yīng)用中負載比較復(fù)雜的情況下而設(shè)計生產(chǎn)的測試設(shè)備。它能替代傳統(tǒng)的負載，如電阻箱、滑線變阻器、電阻線、電感、電容等。尤其對吸收恒定電流或以恒定電壓吸收電流，或電壓電流都要在設(shè)定范圍突變等傳統(tǒng)方法不能解決的領(lǐng)域里，更能顯示出優(yōu)越性能。1.2恒定電流方式圖1－1是電子負載與被測電源的連接圖和外特性圖。在定電流模式中,在額定使用環(huán)境下,不論輸入電壓大小如何變化,電子負載將根據(jù)設(shè)定值來吸收電流。圖1－1電子負載的恒定電流工作方式1.3在本設(shè)計中要做的主要任務(wù)（1）恒流（CC）工作模式的電流設(shè)置范圍為100
6、mA～1000mA，設(shè)置分辨率為10mA，設(shè)置精度為±1%。還要求CC工作模式具有開路設(shè)置，相當于設(shè)置的電流值為零。（2）在恒流（CC）工作模式下，當電子負載兩端電壓變化10V時，要求輸出電流變化的絕對值小于變化前電流值的1％。（3）具有過壓保護功能，過壓閾值電壓為18V±0.2V。1.4總體設(shè)計方案1、方案論證及比較方案一：基于手動調(diào)節(jié)的直流電子負載基于手動調(diào)節(jié)的直流電子負載的原理圖如圖1-2：圖1-2手動調(diào)節(jié)的直流電子負載的原理圖本方案由于電路設(shè)計的問題，對電子負載恒流恒壓的控制是依靠對電阻手動調(diào)節(jié)來實現(xiàn)的。而單片機對電阻的調(diào)節(jié)的實現(xiàn)相對較為復(fù)雜，因此這里并沒有采用
7、單片機為控制核心，只是將其應(yīng)用于顯示模塊當中。該方案采用了諸多的精密器件（如精密金屬膜電阻）以獲得足夠高的精度，但卻采用了手動調(diào)節(jié)的方式，顯然是得不償失。而且高精度的器件的價格昂貴、數(shù)量稀少、不易采購。開環(huán)的控制方式不利于精度的調(diào)節(jié)和操作的簡化。電路中恒流恒壓部分相對獨立，技術(shù)含量較低且元器件的利用率較低。同時，系統(tǒng)的擴展性較差也是其弊端。方案二：基于單片機的恒壓恒流電路分離的電子負載基于單片機的恒壓恒流電路分離的電子負載原理圖如圖1-3：圖1-3基于單片機的恒壓恒流電路分離的電子負載原理圖本方案采用了單片機控制整個系統(tǒng)，操作變得簡單明了
