恒流源開題報告

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1、沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告畢業(yè)設(shè)計題目：基于單片機(jī)的恒流源設(shè)計學(xué)院：信息科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)班級：電子信息工程0701班學(xué)生姓名：曲藝超指導(dǎo)教師：朱建光年月日一課題研究的目的和意義1.課題研究的目的和意義電源技術(shù)尤其是數(shù)控電源技術(shù)是一門實踐性很強(qiáng)的工程技術(shù)，服務(wù)于各行各業(yè)。電力電子技術(shù)是電能的最佳應(yīng)用技術(shù)之一。當(dāng)今電源技術(shù)融合了電氣、電子、系統(tǒng)集成、控制理論、材料等諸多學(xué)科領(lǐng)域。隨著計算機(jī)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的現(xiàn)代信息技術(shù)革命，給電力電子技術(shù)提供了廣闊的發(fā)展前景，同時也給電源提出了更高的要求。隨著數(shù)控電源在電子裝置中的普遍使用，普通電源

2、在工作時產(chǎn)生的誤差，會影響整個系統(tǒng)的精確度。電源在使用時會造成很多不良后果，世界各國紛紛對電源產(chǎn)品提出了不同要求并制定了一系列的產(chǎn)品精度標(biāo)準(zhǔn)。只有滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，才能夠進(jìn)入市場。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，滿足國際標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品才能獲得進(jìn)出的通行證。數(shù)控電源是從80年代才真正的發(fā)展起來的，期間系統(tǒng)的電力電子理論開始建立。這些理論為其后來的發(fā)展提供了一個良好的基礎(chǔ)。在以后的一段時間里，數(shù)控電源技術(shù)有了長足的發(fā)展。但其產(chǎn)品存在數(shù)控程度達(dá)不到要求、分辨率不高、功率密度比較低、可靠性較差的缺點。因此數(shù)控電源主要的發(fā)展方向，是針對上述缺點不斷加以改善。單片機(jī)技術(shù)及電壓轉(zhuǎn)

3、換模塊的出現(xiàn)為精確數(shù)控電源的發(fā)展提供了有利的條件。新的變換技術(shù)和控制理論的不斷發(fā)展，各種類型專用集成電路、數(shù)字信號處理器件的研制應(yīng)用。整流系統(tǒng)由以前的分立元件和集成電路控制發(fā)展為微機(jī)控制,從而使設(shè)計的直流穩(wěn)壓電源主要由單片機(jī)系統(tǒng)、鍵盤、數(shù)碼管顯示器、指示燈及報警電路、檢測電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、直流穩(wěn)壓電路等幾部分組成,直流穩(wěn)壓電源是最常用的儀器設(shè)備,在科研及實驗中都是必不可少的。數(shù)控電源采用按鍵盤，可對輸出電壓及報警閾值以快慢兩種方式進(jìn)行設(shè)置,輸出由單片機(jī)通過D/A,控制驅(qū)動模塊輸出一個穩(wěn)定電壓。同時穩(wěn)壓方法采用單片機(jī)控制,單片機(jī)通過A/D采樣輸出

4、電壓,與設(shè)定值進(jìn)行比較,若有偏差則調(diào)整輸出,越限則輸出報警信號并截流。工作過程中,穩(wěn)壓電源的工作狀態(tài)(輸出電壓、電流等各種工作狀態(tài))均由單片機(jī)輸出驅(qū)動LED顯示,由鍵盤控制進(jìn)行動態(tài)邏輯切換。當(dāng)今社會，數(shù)控恒壓技術(shù)已經(jīng)很成熟，但是恒流源方面特別是數(shù)控恒流源的技術(shù)菜剛剛起步有待發(fā)展，高性能的數(shù)控橫流器件的開發(fā)和應(yīng)用存在巨大的發(fā)展空間。數(shù)控直流恒流源系統(tǒng)輸出電流穩(wěn)定，不隨負(fù)載和環(huán)境變化，并且有很高的精度，輸出電流誤差范圍很小，輸出電流可在一定范圍內(nèi)任意設(shè)定，因而可實際應(yīng)用于需要穩(wěn)定度小功率橫流源的領(lǐng)域。二課題研究的主要任務(wù)和預(yù)期目標(biāo)1.主要任務(wù)及目標(biāo)設(shè)計

5、制作一個可控的數(shù)字恒流源，輸入電壓為220V，50HZ，輸出電壓≤24V。研究其步進(jìn)最小值的設(shè)計方法，減小載波電流的方法，以單片機(jī)為核心，配以必要的外圍電路來實現(xiàn)。2.預(yù)期目標(biāo)①.電流輸出范圍在200～2000mA②.可以設(shè)定電流的輸出值③.具有調(diào)節(jié)功能④.設(shè)計出電路原理圖，編寫相應(yīng)的程序三設(shè)計方案與論證1.方案設(shè)計方案一:通過編碼開關(guān)來控制存儲器的地址,根據(jù)地址輸出對應(yīng)的數(shù)字量送數(shù)模（D/A）進(jìn)行轉(zhuǎn)換,再根據(jù)輸出的電壓量來控制電流的變化,同時,通過四個編碼開關(guān)的BCD碼送給數(shù)碼管顯，系統(tǒng)框圖如圖3.1所示。圖3.1方案二:此方案采用EPROM和D

6、/A轉(zhuǎn)換器等數(shù)字器件完成的控制。使用計數(shù)器，一方面完成電壓的譯碼顯示，另一方面其輸出作為EOROM的地址輸入，而由EPROM得輸出經(jīng)D/A變換后控制誤差放大的基準(zhǔn)電壓來實現(xiàn)輸出步進(jìn)。但由于此方案使用開環(huán)控制策略，電路簡單，成本低，對最后的輸出結(jié)果不能進(jìn)尋根建好的調(diào)整和修正，使得輸出電流精度不高，且控制數(shù)據(jù)燒錄在EPROM中，使系統(tǒng)設(shè)計靈活降低，子適應(yīng)能力差。系統(tǒng)框圖如圖3.2所示。圖3.2方案三:以單片機(jī)為核心構(gòu)建控制器，通過對電流值進(jìn)行預(yù)置，單片機(jī)輸出相應(yīng)數(shù)字信號，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換、信號放大、電平轉(zhuǎn)換、壓控恒流源，輸出電信號。實際輸出的電流再利用精

7、密采樣電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號，經(jīng)過高輸入阻抗差動放大器、D/A轉(zhuǎn)換，將信號反饋到單片機(jī)中，再將輸出反饋信號與設(shè)定值比較，送出調(diào)整信號，最后輸出新的電流值，這樣就形成了閉環(huán)調(diào)節(jié)，鎖定輸出電流，提高了輸出電流的精度和穩(wěn)定度。本方案采用單片機(jī)進(jìn)行控制、顯示、預(yù)置，使得系統(tǒng)靈活方便，電流輸出精度和穩(wěn)定度較高。系統(tǒng)框圖如圖3.3所示。圖3.32.方案論證與確定方案一:此方案的優(yōu)點是電路簡單，缺點是數(shù)據(jù)量大且存儲器存儲容量有限，而且編碼開關(guān)不穩(wěn)定，實際操作結(jié)果不能很理想，所以不宜采用。方案二:采用恒流二極管或者恒流三極管，精度比較高，但這種電路能實現(xiàn)的恒流源范圍很

8、小，只能達(dá)到幾十毫安，不能達(dá)到設(shè)計的要求，故不采用。方案三:采用四端可調(diào)恒流源，這種器件考改變外圍電阻元件參數(shù)，從而使電流