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《簡(jiǎn)易直流電子負(fù)載設(shè)計(jì)_大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽論文》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、本科大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽論文題目：簡(jiǎn)易直流電子負(fù)載15摘要系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一種以具有高精度的直流電子負(fù)載。其主要由單片機(jī)控制模塊、電子負(fù)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(gè)電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)迅速發(fā)展的時(shí)代，電源檢測(cè)技術(shù)產(chǎn)生了革命性的變化，人們對(duì)電子負(fù)載的需求越來(lái)越多，對(duì)其性能要求也越來(lái)越高。而傳統(tǒng)的電源檢測(cè)技術(shù)面臨著極大的挑戰(zhàn)。為準(zhǔn)確檢測(cè)電源的可靠性和帶載能力，因此把電力電子技術(shù)和微機(jī)控制技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)電源的可靠檢測(cè)。本系統(tǒng)主要以pic18f452
2、0單片機(jī)為控制核心；設(shè)計(jì)恒流方式的電子負(fù)載，當(dāng)電壓變化時(shí)，流過(guò)該電子負(fù)載的電流基本恒定，且電流值可設(shè)定。包括控制電路(MCU)、驅(qū)動(dòng)隔離電路(PWM波)、主電路、采樣電路、顯示電路等；能夠檢測(cè)被測(cè)電源的電流值、電壓值；各個(gè)參數(shù)都能直觀的在液晶屏上顯示。關(guān)鍵詞：電子負(fù)載；單片機(jī)（MCU）；數(shù)模（D/A）；模數(shù)（A/D）；PWM。15目錄摘要II1電子負(fù)載的原理及概述11.1電子負(fù)載的意義11.2電子負(fù)載的工作方式11.3在本設(shè)計(jì)中要做的主要任務(wù)11.4總體方案設(shè)計(jì)22系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)42.1電子負(fù)載設(shè)
3、計(jì)模塊方框圖42.2pic18f4520單片機(jī)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92.5.1電流采樣92.5.2電壓采樣102.5.3MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管的應(yīng)用102.5.4集成運(yùn)放的應(yīng)用112.6過(guò)壓、短路保護(hù)133系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)133.1程序設(shè)計(jì)概述133.2電子負(fù)載程序設(shè)計(jì)流程圖13結(jié)論18參考文獻(xiàn)19附錄1：電子負(fù)載程序設(shè)計(jì)21附錄2：原理圖38151電子負(fù)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(duì)開關(guān)電源、
4、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(jìn)行測(cè)試，如何對(duì)其輸出特性進(jìn)行可靠、全面且比較簡(jiǎn)單、快捷的測(cè)試，一直是儀表測(cè)試行業(yè)研究的問(wèn)題。傳統(tǒng)的測(cè)試方法中一般都采用電阻、滑線變阻器、電阻箱等充當(dāng)測(cè)試負(fù)載，但這些負(fù)載不能滿足我們對(duì)負(fù)載多方面的要求，如：恒定電流的負(fù)載；帶輸出接口的負(fù)載；隨意調(diào)節(jié)的負(fù)載、恒功率的負(fù)載、動(dòng)態(tài)負(fù)載；多輸出端口的負(fù)載等?，F(xiàn)在有一種新型多功能的電子負(fù)載，可據(jù)實(shí)際應(yīng)用中對(duì)負(fù)載特性的要求進(jìn)行設(shè)置，滿足了我們對(duì)負(fù)載的各種要求，解決了開發(fā)研制測(cè)試中的困難。1.1電子負(fù)
5、載的意義電子負(fù)載即電子負(fù)荷。凡是能夠消耗能量的器件,可以廣泛地稱為負(fù)載。電子負(fù)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(fù)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(shí)際應(yīng)用中，負(fù)載形式就較為復(fù)雜，如動(dòng)態(tài)負(fù)載，消耗功率是時(shí)間函數(shù)，或電流、電壓是動(dòng)態(tài)的，也可能是恒定電流、恒定電阻、恒定電壓，不同峰值系數(shù)(交流情況下)，不同功率因數(shù)或瞬時(shí)短路等。電子負(fù)載就是在實(shí)際應(yīng)用中負(fù)載比較復(fù)雜的情況下而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的測(cè)試設(shè)備。它能替代傳統(tǒng)的負(fù)載，如電阻箱、滑線變阻器、電阻線、電感、電
6、容等。尤其對(duì)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(fù)載與被測(cè)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(fù)載將根據(jù)設(shè)定值來(lái)吸收電流。圖1－1電子負(fù)載的恒定電流工作方式1.3在本設(shè)計(jì)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100mA～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(dāng)于設(shè)置的電流
7、值為零。（2）在恒流（CC）工作模式下，當(dāng)電子負(fù)載兩端電壓15變化10V時(shí)，要求輸出電流變化的絕對(duì)值小于變化前電流值的1％。（3）具有過(guò)壓保護(hù)功能，過(guò)壓閾值電壓為18V±0.2V。1.4總體設(shè)計(jì)方案1、方案論證及比較方案一：基于手動(dòng)調(diào)節(jié)的直流電子負(fù)載基于手動(dòng)調(diào)節(jié)的直流電子負(fù)載的原理圖如圖1-2：圖1-2手動(dòng)調(diào)節(jié)的直流電子負(fù)載的原理圖本方案由于電路設(shè)計(jì)的問(wèn)題，對(duì)電子負(fù)載恒流恒壓的控制是依靠對(duì)電阻手動(dòng)調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而單片機(jī)對(duì)電阻的調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)相對(duì)較為復(fù)雜，因此這里并沒(méi)有采用單片機(jī)為控制核心，只是將其應(yīng)
8、用于顯示模塊當(dāng)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(dòng)調(diào)節(jié)的方式，顯然是得不償失。而且高精度的器件的價(jià)格昂貴、數(shù)量稀少、不易采購(gòu)。開環(huán)的控制方式不利于精度的調(diào)節(jié)和操作的簡(jiǎn)化。電路中恒流恒壓部分相對(duì)獨(dú)立，技術(shù)含量較低且元器件的利用率較低。同時(shí)，系統(tǒng)的擴(kuò)展性較差也是其弊端。方案二：基于單片機(jī)的恒壓恒流電路分離的電子負(fù)載基于單片機(jī)的恒壓恒流電路分離的電子負(fù)載原理圖如圖1-3：15圖1-3基于單片機(jī)的恒壓恒流電路分離的電子負(fù)載原理圖本方案采用了單片機(jī)控制整個(gè)系
