电子大赛二等奖数控直流电流源.pdf

工具方法阅砧 蕊与翻览电子大赛二等奖 数控直流电流源令长沙理工 大学王夕旭刘超金洪安指导老师张一斌数控直流源是常用的直流源,它可以通过按键来实现恒定的递增或递减,也可以自己设置想要的电流数值,使用起来非常方便本作品是我们参照上接第页受受话电路路 珊舫川胜山图双向限幅 电路是如何转换的呢图是某机拨号芯片的双电源控制电路,它由限流电阻、,开关二极管、,稳压二极管飞《,滤波电容图是该机拨号芯片的双电源控制电路实物图图某机的静音控制 实物图损坏负载电路或负载元件,通常在电路中加开关二极管对过大的信号进行限制,这样的电路叫限幅电路图是广泛应用与机受话输出电路的双向限幅电路,它能够有效保证受话输出负载—喇叭的安全其原理是当受话输出信号的正半周最大电压大 于时,开 关二极 管正、负极之间存在的正向电压,开关二极管就导通,将大干的信号电压短路,此时开关二极管加的是反向电压,所以开关二极管截止当受话输出信号的负半周最大 电压大于时,开关 二极管正、负极之间存在的正向电压,开关二极管就导通,将大于的信号电压短路,此时开关二极管加的是反向电压,所以开关二极管截止通过开关二极管、可以将大于的信号电压短路掉,起到保护受话喇叭尸的目的。

图双 向 限幅 电路实 物 图 实例 —双 电源控制电路在某些电子电路中,同一芯片需要两种工作电压,一种是休眠状态的工作电压,一种是非休眠状态的工作电压,而这两种电压的转换一般可以通过开关二极管来实现机中,挂机状态 相 当于休眠与摘机状态 相当于非休眠拨号芯片所需要的工作电源是不同的,挂机状态只要微小的工作电流,摘机状态需要较大的工作电流,那么这两种不同的电源图双电源控制电路实物 图由图可见,机处于挂机状态,电子门关闭断开通话电路,此时,外线馈电正经限流电阻、开关二极管送入拨号芯片正偏导通,这时拨号芯片只有微安级的工作电流在挂机状态限流电阻、开关二极管支路不起作用因反偏截止机处于摘机状态,电子门开启 接通通话电路,此 时,外线馈电正经电子 门、限流电阻、开关二极管送入拨号芯片正偏导通,这时拨号芯片有毫安级的工作电流在摘机状态限流电阻、开关二极管支路不起作用《因反偏截止编者附记本讲座因故暂停顺眺科获日颐刃卜工具方法乃乃乃枷枷乏厅厅写写写霎霎霎从‘ 联马 卜 孙从巧二二占,准,和月 乃 ⋯⋯⋯⋯且明,了占占二二二⋯“”二二月 〔厂厂二二二二二二二二二二二 二〔 粥二 二二二认认认卜键盘 转换流出电输级电压合成级年电子设计大赛的题目,然后对指标进行了扩充。

在本系统中使用了一些比较流行的芯片,对电路进行了很深的研究,自行设计了几乎没有躁声的电源电路,设计的电流输出级电路,具有过流保护电路,过热保护电路,开机延时输出保护电路等优点数据 单片机拧制】 〕日本作品中使用丁高档位机作为控制核心的这个单片机具有很强大的功能,它是基于结构的位低功耗微处理器,具有丰富的指令集和个通 用工作寄存器,内部带有的系统内可编程程序存储器,的,的,个通用端口线等功能的高性能单片机输出电压控制输出电流在到之间调节,并保持稳定我们选用了丁,选择这个的原因是它是个双路转换器,我们可以利用这个特点设计个加法器以此来完成我们的的步进设计方法 让的路参考电压设定为,日路的参考电压设定 为,当路的电压达到,也就是到了个步进让路数值为,因为这个时候正好是,保持电压值然后让路归重新从加到,然后依次往下,直到我们设计了一个加法器来完成电源图硬件电路设计介绍其原理框图如 图电源部分由于本系统要求输出的电流较大,且属于两级放大结构,因此电源的设计就显得十分重要其原理图如图本电源采用环 型变压器对市电进行降压,通过、整流后分别为电流输出级双和电压合成级 双供电对于电流输出级,整流后就只进行了简单的电容滤波处理,为了得到小的纹波系数以及提高整机电流建立时间所用电容容量较大此处特使用了电容并联而没有直接使用容量较大的电容以减小由于元件分布参数带来的不利影响。

电压合成级由于工作在小信号放大状态,所 以特别容易受到电源纹波的影响,所以除了使用了独立于电流输出级电源的供电系统以及由组成的稳压外,还特别为增加了由运放构成的深度反馈伺服电路从而获得了极其稳定的直流特性转换部分图我们选 用了下,选择这个的原因是下是个双路转换器,可以当作两个来使用,工具方法叫白福与翻肠一一一一‘四一一一一一一卜卜卜卜卜卜四叫叫一一一尸叫叫叫卜卜卜卜二刀 洲洲洲洲洲洲 卜卜以洲些州州州州州州州州卜卜〔月比州州潇州叫叫卜卜阳些, , , , , , , ,卜卜助四, ,卜卜匕叫叫叫叫叫叫叫叫 卜卜洲 , , , , , ,门门门刁刁闰闰 卜 心叼叶口代人图试上城了, ,, ,口口口 厂厂气气图另外它还可以直接以电流形式输出转换后的结果,具有很多其它没有的优点我们可以利用这个特点设计个加法器,以此来完成我们的电流的步进电压合成级图由高精度运算放大器户构成的加法器是整个电压合成级的核心,通过对两路的电压进行不同倍数的放大之后相加得到驱动 电流输出级的电压信号电流输出级图本级承担电流的输出工作,由低频功率放大器工作在电流负反馈状态来完成电压合成级输出的电压到电流的转换可工作于直流状态,自带过流、过热、开机延时输出保护电路,且其所具有的大电流特性是其他运放所没有的,因此用其来制作电流输出级能够大幅度降低系统复杂程度,以及提高系统稳定性,安全性。

软件设计程序流程图如图所示部分程序代码限于篇幅,这里只给出转换程序”,””,“”,‘’”,”峨卫圈生获国颐口卜一工具方法表实实际值值预预设值值始始初初始化包括括对对,键 盘盘,还有有的 初 始始化化判判断足否否有有键按卜卜键键步步 进增增增切换输入还 足足足步进减减加加步进 两种功能能能少数数据送入转换器,输出,两通道的电压值值一法器完戊研要 匕一仔电电电流一一转换七路路址,一图项目预期目标系统以丁位单片机为核心处理器,它主要负责采集、输出和算法的计算在恒流电源控制电路中,采用功率放大器提供恒流电源所需要的大电流,负载可变,输出电压在以内变化输出电压控制输出电流在到之间调节,并保持稳定本系统采用单闭环负反馈比例、积分、微分 算法控制,缩短上升时间,减小超调量,减小了输出电流的偏差通过接口键盘,具有设定值调整,微调步进量蕊三种调整功能,中文可同时显示设定值,实际值本系统创新点是可以通过电路的改变来实现数控电压源而且我们 自行设计了电源为系统供电,增加了系统的稳定性与预期的计划还是有所不同的,硬件方面开始我们想选用位的,但是考虑到价格的昂贵和购买不方便,我们选择了位的双路软件方面我们本来想用算法,但是考虑到旧算法的复杂性和时间的局限性。

我们放弃了对的研究而我们选择了别的方法完成了作品通过最后的实验,我们发现作品还是存在一些问题 由于参考电压的不稳定,使输出的电压也不稳定步进有的时候还是存在一点问题理论上是可以,但是我们使用万用表测量 时,有时候是不步进的,但是基本都是可以完成步进的,主要是万用表的精度不够造成另外,当采样电阻通过大电流时会发热,导致电阻阻值变化也导致测量误差卜匕该系统使用软件补偿以后,有效地减小了误差,达到了很好的控制效果测量误差可以限制在以内电流源最低值可以达到,超出了年电子设计大赛的最高到,也是大大超出了年竞赛的纹波电流几乎不存在,完全满足了题目要求测试得到一些数据,见表」。