《論文_直流穩(wěn)流電源的制作(定稿)》

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1、合肥學院第九屆電子設計競賽設計題目：直流穩(wěn)流電源系別：電子信息與電氣工程系年級專業(yè)：2011級電子系口動化小組成員：李飛1105032043張業(yè)偉1105031001卓樹文1105031018直流穩(wěn)流電源摘要：本設計試題是基于單片機的一種數(shù)控電流源,與一般電流源相比具有寬范圍電流輸出、輸入電流可預置、可步進調(diào)節(jié)輸入電流、輸出電流及設定電流顯示等特點。它以凌陽SPCE061A作為核心控制器，包括電源、取樣放大、A/D和D/A轉換、鍵盤控制與顯示等模塊?？梢灾苯油ㄟ^鍵盤設置，修改系統(tǒng)的輸出電流，使用方便；采用片內(nèi)自帶的A/D、D/A進行檢測和控制，控制部分屯路

2、簡單明了，連線較少，結構緊湊；電源部分由基準源擴流而成，人人提高了電源穩(wěn)度和精度，電流輸出較為平穩(wěn)；綜合測試表明，木恒流源功能較為齊全，輸出電流精度較高,使用方便靈活，全面實現(xiàn)了題1=1的要求。關鍵字：ADCDAC擴流穩(wěn)流I-V轉換目標要求一、任務設計并制作直流穩(wěn)流電源。輸入交流200?240V,50Hz；輸出直流電壓W10Vo二、要求1、基本要求(1)輸出電流范圍:200mA?1A；(2)改變負載電阻，輸岀電壓在10V以內(nèi)變化時，要求輸出電流變化的絕對值W輸出電流值的1%+5mA；(3)紋波電流WlmA；(4)自制電源。2、發(fā)揮部分(1)可設置并顯示輸出

3、電流給主值，耍求輸岀電流與給定值偏差的絕對值W給定值的1%+10mA；(2)具有“+步進調(diào)整功能，步進WlOmA；輸出電流范圍為20mA?1000mA,步進1mA；(3)設計、制作測量并顯示輸出電流的裝置(可同時或交替顯示電流的給定值和實測值)，測量誤差的絕對值W測量值的0」％+3個字；(4)改變負載電阻，輸出電壓在10V以內(nèi)變化時，耍求輸出電流變化的絕對值W輸出電流值的0?1%+1mA；(1)紋波電流W0.2mA；(2)其他。三總體設計方案說明T1卒D3ZaD11N40O71N4007T?HAN-2P2SC2560P4C122OC￥1N40O7卒D21N

4、400Z二C30SS4AlOP1Pri?T甌D5LEOREO圖3.1設計方案電路圖圖3.2直流穩(wěn)流源原理示恵圖電源模塊-?圖3.3宜流穩(wěn)流電源系統(tǒng)原理框圖預置的電流值使用鍵盤鍵入并通過單片機處理后由DA給出，通過I?V轉換模塊將電流信號轉換為電壓信號后送至壓控恒流電路，電路輸出電流由恒流電路中的采樣電阻換算得到，同時AD對該電路輸出電圧進行采集，將電壓信號換算為電流信號并與預設的電流信號進行比較，之后單片機通過計算二者誤差對電中電流進行調(diào)整，最終達到穩(wěn)流目的。四設計思路：1控制模塊的選擇方案采用SPCE061A單片機進行控制。SPCE061A凌陽單片機具有

5、強大功能的16位微控制器，它內(nèi)部集成7路10位ADC和2通道10位DAC,可以直接用于電流測量時的數(shù)據(jù)采集，以及數(shù)字控制輸出；I/O口資源豐富，可以直接完成對鍵盤輸入和顯示輸出的控制，采用SPCE061A單片機，能將和當一部分外圍器件結合到一起，使用方便，抗干擾性能提高。2電源模塊的選擇方案因為本課題要求是：輸出電流范圍：200mA?1A；改變負載電阻，輸出電壓在10V以內(nèi)變化，可以看出輸出最大電流達1A,輸出最大電壓達到10V,且紋波電流要求很小，因此對電源的要求比較高，尤其體現(xiàn)在電源的功率和紋波電壓的要求。電源模塊的選擇方案有很多種，主要有兩個可以實施

6、的方案，第一個是采用三端穩(wěn)壓集成電路：一般的三端穩(wěn)壓集成塊穩(wěn)壓效果較好，但要達到1A左右的屯流輸岀，穩(wěn)壓塊發(fā)熱嚴重，輸岀屯流不穩(wěn)定口帶負載能力不強，不能實現(xiàn)穩(wěn)流冃的，若通過并聯(lián)三極管的方式達到擴流冃的，會使得電路較復雜。第二個方案是采用三端穩(wěn)壓集成電路外接擴流管這種電路既利用了穩(wěn)壓集成塊優(yōu)秀的穩(wěn)壓性能，乂能夠有一定的電流輸出，在一些高精度的線性穩(wěn)壓電源中被廣泛采用。采用三端穩(wěn)壓集成電路LM7818驅動達林頓管TIP127,該管最大集電極電流為8A,紋波電壓也較小，有著非常優(yōu)界的性能。綜合考慮以上兩種方案的優(yōu)缺點,第二種方案相對來說操作更為簡單一些。3電流取

7、樣電阻的選擇方案由于輸出電流通過實驗儀器不方便測量，一般采用電阻兩端加電壓的方法，通過間接計算得到。因此在產(chǎn)生電流或者測量電流值時，采樣電阻的選擇非常重要。若采用普通電阻：在電流比較小的情況下，一般的電阻可以被用作電流測量,但本題需要測量的是電流源的輸Hl電流，輸出電流范圍：200mA?1A,最人需要達到1A。因此即使是比較小的電阻，容易被燒毀。其實為了滿足流過大屯流的要求，同樣可以采用大功率電阻，這樣的好處是當大電流流過時不會燒斷，但是會引起電阻發(fā)熱，導致電阻溫度急劇上升，產(chǎn)生比較大的溫度漂移。在測量電流的情況下，測量電流也會隨著阻值的溫度漂移而產(chǎn)生變化

8、，將造成測量誤差變大。綜合比較，我們決定采用大功率電阻。五單元電路