数控恒流源实验报告设计.pdf

长江职业学院电子竞赛 数控恒流源实验报告设计 摘要：本系统是以msp430单片机为控制器,由矩阵键盘、液晶显示器、 D/A转换电路、恒流源电路、电流采样电路及直流稳压电源电路组成 的数控恒流源实验电路。该电流源具有输出电流稳定、可调范围输出 电流与输入电压呈线性关系的特点。系统基本工作原理为：键盘设定 直流电源的输出电流，单片机通过D/A 转换电路控制恒流源的输入 电压，由于恒流源输入电压与负载电流的线性关系且负载电流只随输 入电压变化而变化从而实现数控恒流的目的，另外单片机通过电流采 样电路及A/D转换回检负载电流并通过液晶将采样电流值显示出来。 最后经实验验证，本系统输出电流稳定，不随负载变化而变化。。。 关键字：键盘、D/A、恒流源、采样电路、A/D 一、方案论证与比较 1.1 1.1 11..11 直流稳压电源 方案一：采用单极开关电源，由220V交流整理后，经开关电源稳压 输出。该方案的优点是电路效率高，但是此方案产生的直流纹波和干 扰比较大，而且开关电源结构复杂。 方案二：采用交流电压经桥式电路整流滤波输出，直接进入稳压电路。 此方案的优点是电路简单、容易实现、方便调试，只是该方案功率损 耗较大，但是在小型非连续工作系统中这些功耗可以承受。综合考虑， 选择方案二。 小组成员：吴定俊、张金峰、杨倩 1 长江职业学院电子竞赛 1.2 1.2 11..22 恒流源模块 方案一：由运算放大器、大功率场效应管、采样电阻、负载电阻等组 成恒流源。此方案既能满足输出电流达到2A的要求，也能较好地实 现电压近似线性控制电流。 方案二：可通过由集成稳压器构成开关恒流源来构成恒流电路。通过 三端集成稳压器可构成开关稳压源。当把电阻设为一定值时，当回路 中负载发生变化时可有集成稳压器进行自动补偿从而使输出电流保 持不变，但此电路带负载能力及调节精度存在一定难度。综合考虑， 本系统采用了方案一。集成稳压器构成的开关恒流源电路图如下： 二、系统设计 2.1 2.1 22..11系统方案设计 本系统以直流电流源为核心，msp430单片机为控制器，通过矩阵键 盘来设置直流电源的输出电流，由单片机程控输出数字信号，经过 D/A转换模块输出模拟量，控制直流电流源的输入电压，随着输入电 压的变化而输出不同的电流，设置步进等级可达 1mA。再通过电流 采样电路实时检测，并将模拟量转换为数据量，单片机再进行分析处 理数据，并由液晶显示实际输出电流值和电流设定值。 小组成员：吴定俊、张金峰、杨倩 2 长江职业学院电子竞赛 2.2 2.2 22..22系统框图 压 液晶显示 数控电压电路 单 控 片 恒 机 流 键盘 电流采样电路 源 控制电路电源 恒流源电源 数控电流源系统框图 三、单元模块电路设计与分析 3.1 3.1 33..11 数控电压模块