开关型电子负载设计

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1、...项目报告题目：开关型电子负载学校：指导教师：组别：本科组应用类别：控制系统类平台：Cortex-M3题目：开关型电子负载摘要本文提出了一种基于TI公司CORTEX-M3为内核的32位单片机的智能开关型电子负载方案。本设计以lm3s811芯片为控制核心，通过斜坡发生器产锯齿波和经比例积分运算得到的反馈电压作比较生高频PWM波控制MOSFET管的导通，然后经过误差比较器的PI调节构成闭环负反馈控制环路。开关型电子负载具有优良的精度、稳定性和动态响应，并结合精确的软件控制，实现了电源测量的快速和准确

2、。关键词:开关电子负载PI调节电源测试.oo....Thisarticleputforwardakindofintelligentswitch-typeelectronicloadprogramfor32bitsofthesinglechipmicrocomputerbasedontheCORTEX-M3ofTIcompanyforthekernel.Thisdesigntolm3s811chipascontrolcore,thoughcomparingthesawtoothwave(STW)pro

3、ducedbyRampGeneratortothefeedbackvoltagegettingbytheproportionintegraloperation,itProduceshigh-frequencyPWMwavetocontrolMOSFETtubeconduction.AndthenafterthePIadjustmentoftheerrorcomparatorconstitutesaclosedloopcontrolloopnegativefeedback.Switchtypeelec

4、tronicloadwithexcellentprecision,stabilityanddynamicresponse,andcombinedwithprecisesoftwarecontrol,realizethepoweroftherapidandaccuratemeasurement. Keywords:SwitchElectricLoadPIAdjustPowerTest引言随着全球石油等资源储量的紧张和环保压力，近年各国都在大力发展新能源和清洁能源。清洁环保型电源已广泛应用于国民经济的重

5、要行业领域，随着电源的发展，电源的精度、稳定性和高效性变得十分重要。常规的电阻负载(滑动变阻器和电阻箱)由于其温度的变化会引起阻值的变化,当电流很大时产生的热噪声及自身温度骤然升高常常会影响测试结果。比如:在对一些高精度稳压电源、功率器件、电池等设备进行参数检测时,负载的性能会影响参数值的不精确。为了得到理想的测试结果,阻值精确、性能优良的负载是必要的。直流电子负载被广泛应用于电源类产品和功率电子元器件的实验、测试、检定、老化等环节。为了能够准确的测出供电的电源（电池）的特性，我们设计一个便携式、智

6、能的数字化开关型电子负载。该开关型电子负载具有优良的负载精度、负载稳定性和方便的测量和分析控制功能。1.系统方案本开关型电子负载系统采用TI公司Cortex—.oo....M3内核的LM3S811单片机为控制核心，通过LCD显示和4X4矩阵键盘组成的人机交互界面设定系统的工作方式和数值；然后用ADC采样输入电压计算出接入电路的工作电流值和与之对应的DAC的输出电压值；接着将DAC的输出电压和经采用电阻通过采样电路得到的电压作比例积分运算并做相位补偿，构成误差比较电路。再将运算的输出值与双极性的斜波作

7、比较得到PWM波；PWM波经MOS管高速驱动电路控制MOS管的开通与关断，从而控制接入电路的电流值，构成了软硬件的闭环控制系统。通过以上软硬件的闭环控制就能够得到可控的稳定电流值；再通过控制接入电路的稳定的电流值，经过软件的计算和处理得到可控的稳定的功率值、电压值、电流值。最终实现了开关型的电子负载。系统结构框图如下所示：图1开关型电子负载系统框图本设计的关键在于得到接入电路的可控的稳定电流，得到可控的稳定的电流的关键如下：(1)产生双极性的不失真的斜波；(2)采样回来的输入电压的精度，运用LM3s

8、811自带的硬件过采样和自写的软件过采样，以牺牲少量时间来换取精度的方法保证采样回来的电压值准确可靠；.oo....(1)纯硬件的PWM产生及PI调节的硬件负反馈环路，具有快速的硬件反馈，及动态调节能力，如图下图所示：图2PI调节的硬件闭环控制环回路(2)实时的软件反馈，采用了PI控制算法，实时检测采样电流、控制DAC输出，建立实时的软件闭环控制，如图所示：图3PI控制算法的软件闭环控制回路本设计的开关型电子负载实现了恒电流（CC模式）0—15A,恒电压（CV模式）0