數(shù)控恒流源設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述

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1、大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)綜述報(bào)告題目基于單片機(jī)的恒流源設(shè)計(jì)學(xué)院名稱機(jī)械工程學(xué)院指導(dǎo)教師職稱班級學(xué)號學(xué)生姓名2010年5月28日1、研究的目的和意義：隨著電子技術(shù)的發(fā)展、數(shù)字電路應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，現(xiàn)今社會，產(chǎn)品智能化、數(shù)字化已成為人們追求的一種趨勢，設(shè)備的性能、價(jià)格、發(fā)展空間等備受人們的關(guān)注，尤其對電子設(shè)備的精密度和穩(wěn)定度最為關(guān)注。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。普通直流恒流源品種很多,但均存在以下問題:輸出電流是通過粗調(diào)(波段開關(guān))及細(xì)調(diào)(電位器)來

2、調(diào)節(jié)。這樣,當(dāng)輸出電流需要精確輸出,或需要在一個(gè)小范圍內(nèi)改變時(shí)，困難就較大。另外,隨著使用時(shí)間的增加,波段開關(guān)及電位器難免接觸不良,對輸出會有影響。因此，人們對數(shù)控穩(wěn)定恒流器件的需求越來越迫切．當(dāng)今社會，數(shù)控恒壓技術(shù)已經(jīng)很成熟，但是恒流方面特別是數(shù)控恒流的技術(shù)才剛剛起步且有待發(fā)展，高性能的數(shù)控恒流器件的開發(fā)和應(yīng)用擁有巨大的發(fā)展空間。本文正是應(yīng)社會發(fā)展的需求，設(shè)計(jì)出一種基于單片機(jī)的高精度數(shù)控直流恒流源。本數(shù)控直流恒流源系統(tǒng)輸出電流穩(wěn)定，輸出電流可在200mA～2000mA范圍內(nèi)任意設(shè)定，不隨負(fù)載和環(huán)境溫度變化，

3、并具有很高的精度，輸出電流誤差范圍小，因而可實(shí)際應(yīng)用于需要高穩(wěn)定度小功率直流恒流源的領(lǐng)域。本設(shè)計(jì)介紹了一種數(shù)控恒流源的設(shè)計(jì)原理和實(shí)施方案，該方案采用D/A轉(zhuǎn)換器、運(yùn)算放大器等器件來控制場效應(yīng)管導(dǎo)通狀態(tài)的原理，從而達(dá)到輸出恒流的目的。整個(gè)系統(tǒng)采用單片機(jī)作為主控部件，將預(yù)置電流值數(shù)據(jù)送入D/A轉(zhuǎn)換器，經(jīng)硬件電路變換為恒定的直流輸出，同時(shí)采用基本沒有溫度漂移的康錳銅電阻絲作為精密采樣電阻。采用性能優(yōu)于普通晶體管的場效應(yīng)管作為恒流源的主要部件，大功率晶體管作為擴(kuò)流電路的主要器件，結(jié)合三端穩(wěn)壓管和多層濾波使得整個(gè)系統(tǒng)性

4、能提升一個(gè)層次，從而實(shí)現(xiàn)了高精度恒流源的目的。系統(tǒng)還對輸出電流進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，通過A/D轉(zhuǎn)換器采樣回單片機(jī)與用戶設(shè)定的電流值進(jìn)行比較，處理之后再輸出。同時(shí)通過鍵盤的控制,實(shí)現(xiàn)了輸出電流值可預(yù)置，可步進(jìn)調(diào)整、輸出的電流信號可直接數(shù)字顯示的功能。與以往的恒流源相比，此次所設(shè)計(jì)的恒流源具有精度高、結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、操作方便、成本低廉、帶負(fù)載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。2.本設(shè)計(jì)國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀隨著電子設(shè)備向高精度、高穩(wěn)定性和可靠性方向發(fā)展，對設(shè)備的能源部件一電源也相應(yīng)地提出了更高的要求。在恒流源里面，鑒于理論和工藝等多方面的

5、差異，通常按穩(wěn)定度劃分為普通恒流源和高穩(wěn)定度恒流源。普通恒流源是許多電子設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室必須具備的部件或設(shè)備，其穩(wěn)定度大約在1%～0.1%范圍。高穩(wěn)定度恒流源也是一種具有穩(wěn)定控制的二次電源，它和普通恒流源的區(qū)別在于其輸出電流高度穩(wěn)定，至少優(yōu)于100PPM(萬分之一或1X10-4)，在目前的高穩(wěn)定度恒流源中，輸出穩(wěn)定度最高達(dá)0.001PPM(十億分之一)。高穩(wěn)定度恒流源體系發(fā)展到今天的規(guī)模，時(shí)間并不長。直到二十世紀(jì)六十年代，世界各國在要求高質(zhì)量供電的技術(shù)中，還普遍采用蓄電池供電方式。蓄電池最突出的優(yōu)點(diǎn)是純直流特性以

6、及無電網(wǎng)干擾，但蓄電池的使用、運(yùn)輸、維護(hù)都不方便，又不經(jīng)濟(jì)，而且有腐蝕性的液體或氣體揮發(fā)物損害工作人員的健康和精密的儀器儀表。更主要的在于其容量有限，傳輸損耗大，放電曲線不理想，大電流使用不穩(wěn)定。此外，某些運(yùn)動的負(fù)載對象，裝載蓄電池顯然不太方便，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，蓄電池這種傳統(tǒng)的供電方式在許多方面已越來越不適應(yīng)了。二十世紀(jì)六十年代以后，恒流源技術(shù)為了滿足空間技術(shù)、控制技術(shù)和測量技術(shù)的實(shí)際需要有了新的發(fā)展。隨著優(yōu)質(zhì)振子的自穩(wěn)零放大器、光電放大器、電流比較儀等臻于完善，直至約瑟夫森效應(yīng)在技術(shù)上的成熟應(yīng)用，加上材

7、料和工藝的進(jìn)一步提高，把高穩(wěn)定度恒流源技術(shù)推上了新水平。短短的十幾年間，高穩(wěn)定度恒流源在許多方面不僅僅能夠取代蓄電池，而且在容量和性能上遠(yuǎn)比蓄電池優(yōu)越，功能更完善，逐步形成高穩(wěn)定度恒流源這一現(xiàn)代電源技術(shù)分支。在我國,以電力電子學(xué)為核心技術(shù)的電源產(chǎn)業(yè),從二十世紀(jì)60年代中期開始形成,到了90年代以來,電源產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。一方面,電源產(chǎn)業(yè)規(guī)模的發(fā)展在加快;另一方面,在國家自然科學(xué)基金的資助下或創(chuàng)新意識指導(dǎo)下,我國電力電子技術(shù)的研究從吸收消化和一般跟蹤發(fā)展到前沿跟蹤和基礎(chǔ)創(chuàng)新,電源產(chǎn)業(yè)界涌現(xiàn)了一些技術(shù)難度較大

8、,具有國際先進(jìn)水平的產(chǎn)品,而且還產(chǎn)生了一大批具有代表性的研究成果和產(chǎn)品。目前國內(nèi)還開展了跟蹤國際多方面前沿性課題的研究或基礎(chǔ)創(chuàng)新研究。但是我國電源產(chǎn)業(yè)與發(fā)達(dá)國家相比,存在著很大的差距和不足:在電源產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性、開發(fā)投入、生產(chǎn)規(guī)模、工藝水平、先進(jìn)檢測設(shè)備、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、持續(xù)創(chuàng)新能力等方面的差距為10-15年,尤其在實(shí)現(xiàn)直流恒流源的智能化!網(wǎng)絡(luò)化方面的研究不是很多。目前國內(nèi)在這兩方面研究比較多的