本科毕设论文-—数字式恒流电源的研究.doc

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1、数字式恒流电源的研究摘要本设计以AVR单片机为核心，通过A/D、D/A转换、DC/DC变换及PID算法利用PWM技术实现了高精度的，电流输出范围为20mA～2000mA的数控直流电流源。该电流源具有电流可预置，50mA步进。本系统采用单闭环负反馈PID(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。系统采用中文LCD提供显示支持，可同时显示设定值，实际值以及其他相关信息。我们自行设计了15V、+12V和5V电源为系统供电。关键字：数控恒流源AVRPWMPIDDC/DC转换-50-AbstractThepaperex

2、poundsthedesignofthenumericalcontrolledconstant-Currentsource.ThesystemcoreisAVR.TheA/D,D/A,DC/DCconvertsandthespecificarithmeticisusedtocarryouthighprecisionandthecurrentoutputrangefrom20mAto2000mA.Thesourcerealizesthattheoutputcurrentcanbeset,50mAadjustedstepbystep.Thissys

3、temadoptionlistshutsthewreathnegativefeedbackPID(proportion,integralcalculus,differentialcalculus)calculatewaycontrol,shorteningtorisetime,letupsuperadjustthequantity,letuptooutputthedeviationoftheelectriccurrent.LCDwithChinesecharactersisusedtodisplaypartofthissystem,whichc

4、anshowtheinitialvalueatthesametime,actualvalueetc.Webyourselvesdesignedthe15Vs,12Vand5Vpowersuppliestobethesystempowersupplies.Keywords:DCPowerAVPWMPIDDC/DCconversion-50--50-目录第一章绪论-1-1.1恒流源简介-1-1.1.1恒流源的定义-1-1.1.2恒流源的分类-1-1.1.3恒流源的应用-1-1.1.4恒流电源的发展过程-5-1.2国内外发展现状与趋势-5-1.3课题

5、的意义和目的-7-1.4本文所作的主要工作-7-第二章理论分析及可行性方案论证-8-2.1恒流电源工作特性分析-8-2.2开关电源几种电路类型-9-2.2.1降压型（Buck）变换器-9-2.2.2升压型（Boost）变换器-11-2.2.3极性反转升降压（Buck—Boost）变换器-12-2.2.4Cuk变换器-14-2.3PWM的工作原理-15-2.3.1PWM控制的基本原理-15-2.3.2PWM相关概念-17-2.4开关电源的控制算法-17-2.5本章小结-22-第三章电源系统硬件设计-23-3.1系统硬件总体结构-23-3.2工作原

6、理和流程分析-24--50-3.3AVR控制器电路-24-3.4可调电流源主电路-25-3.5数据采集和数据输出-26-3.6反馈电路-28-3.7人机交互接口-29-3.7.1键盘输入模块-29-3.7.2LCD液晶显示模块-30-3.8电源供电电路-32-3.9接口及保护电路-33-3.9.1接口电路-33-3.9.2滤波扼流电路的设计-35-3.10本章小结-37-第四章软件程序设计-38-4.1主程序模块-38-4.2闭环比较子程序模块-38-4.3电流设置子程序模块-42-4.4键盘中断子程序模块-43-4.5显示中断子程序模块-43

7、-4.6PWM调制子程序模块-44-4.7本章小结-44-总结-46-致谢-47-参考文献-48-附录1：数字是恒流源原理图-50--50-第一章绪论1.1恒流源简介1.1.1恒流源的定义所谓恒流源也称电流源或稳流源,即对应于一定的电压变化所产生的电流变化趋于零,电流是一个恒定值,有很高的动态输出电阻,具有这种特性的器件称之为恒流源。一言以蔽之，能够向负载提供恒定电流的电源称作恒流源。理想的恒流源其输出是绝对不变的，但实际的恒流源只能在一定范围内保持输出电流的稳定性。1.1.2恒流源的分类按照调整方式不同，恒流源可分为直接调整型恒流源和间接调整

8、型恒流源；其中，间接调整型恒流源根据调整元件的工作状态不同，又可分为连续调整型恒流源、开关调整型恒流源和组合调整型恒流源；按照输出电流的性质不同，可分