发布时间 : 星期日 文章基于单片机的数控恒流源设计 - 图文更新完毕开始阅读498298e9af45b307e97197b6
3.6 电路整体工作原理?????????????????????? 14 4 系统软件实现??????????????????????????15 4.1综述???????????????????????????? 15 4.2键盘输入流程图??????????????????????? 16 4.3A/D转换流程图????????????????????????17 4.4D/A转换流程图????????????????????????18 4.5液晶显示流程图??????????????????????? 19 5 整体测试与分析????????????????????????? 20 6 总结与展望??????????????????????????? 22 参考文献????????????????????????????? 23 附录A 仿真原理图????????????????????????? 24 附录B 程序部分?????????????????????????? 25
1 前言
1.1 研究背景及意义
随着电子技术的发展，我们身边出现了越来越多的智能化数字化的精密电子设备，消费者在关注设备的性能、价格、功能、设计的同时，设备的质量和稳定性越来越成为人们关注的重点。而设备的稳定性的最关键部分之一便是电源的稳定性。劣质电源的危害时有发生，如大到特斯拉电动车电池爆炸门，小到身边的劣质手机电源导致的火灾、爆炸，均可造成巨大财产损失甚至危害人们的安全。所以一个优质安全的电源是智能化数字化电子设备不可或缺的重要部分。
1.2 国内外研究现状
目前而言，生活中乃至部分实验室使用的电源多采用电位器来调整输出的电压及电流值搭配指针式显示。存在着非线性，调整误差较大，显示读数误差，可靠性低等较大缺陷。数字化智能电源应运而生，它针对传统电源的不足，有效减少了各种器件等不确定因素和人为因素而引起的误差，从而极大提高了电源模块的稳定性，缩小了电源的误差。
从20世纪90年代以来，人们对于系统的效率越来越高，功耗要求越来越低，随着电子技术和数据通信设备的技术发展更新，电源行业开始由以前的分立元件和集成电路控制转变为由微机的控制趋势，开始了电源行业的智能化。
20多年的发展之后，数控恒压技术已经较为成熟，但是恒流源的发展特别是数控恒流源还较为落后，高性能的数控恒流源的发展和应用都还存在着较为巨大的发展空间。本次毕设设计的数控直流源可以输出稳定电流的直流恒流源，不随外界负载等因素影响。输出稳定度好，误差小，可以直接数字设定电流大小，具有较好的应用价值。
1
2 基本原理与方案对比
2.1 总体框图
图1 总体框图
本设计共分6个模块（见图1）： 1.键盘输入模块：
通过4*4矩阵键盘设置输入电流，步进为1mA,输入电流范围为20-2000mA。并可通过“+”“-”进行微调。 2.液晶显示模块
显示预置电流与实际的输出电流。 3.D/A转换模块：
将单片机输出的数字量转换成模拟量，送入恒流源模块。 4.A/D转换模块
将实际输出的电流转化为数字量，送入单片机 5.恒流源模块
实现电流的输出。 6.单片机主控模块
整个设计的控制部分。连接电源，键盘模块，D/A转换模块，A/D转换模块及液晶显示模块。
2
2.2恒流源方案对比
基本的恒流源电路按照组成器件的不同，主要可以分为晶体管恒流源，场效应管恒流源和集成电路恒流源三类。 2.2.1 晶体管恒流源
以晶体管为主要组成，因为晶体三极管集电极电压变化对电流的影响很小，所以可以基本达到输出电流恒流的要求，但是通常还需要一定的温度补偿和稳压措施，否则会存在较大的误差，其基本电路如下：
图2 晶体管恒流源的基本形式
如图2， 电阻R1、R2分压，b点的电位为VB，RE形成电流负反馈,可以计算输出电流Io=(Vb?Vbe) Re≈Vb Re (Vb?Vbe)
图2中的电路的不足在于晶体管的集电级和射极间电阻一般在几十千欧以上，当只需几伏的工作电压，这种恒流源电路的等效内阻很大，功耗很大，并且精度不高。
3