高精度恒流源的设计与实验毕业论文

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1、高精度恒流源的设计与实验毕业论文目录1绪论11.1课题研究的背景及意义11.2国内外恒流源研究现状和发展前景11.3本课题研究的主要内容21.4论文结构安排31.5本章小结32高精度恒流源工作原理42.1恒流源的定义42.2传统恒流源介绍52.3高精度恒流源的工作原理62.4恒流源的主要质量参数72.5本章小结83高精度恒流源系统的硬件设计与实现93.1硬件设计的总体框图93.2硬件电路设计及主要器件选型93.2.1主电路设计103.2.2电源电路设计113.2.3控制电路设计123.2.4D/A转换电路设计133.2.5A/D采样电路设计143.2.6基准电路设计153.2.7按键电路设计1

2、6V3.2.8液晶显示电路设计173.2.9CPU资源的分配183.2.10系统散热183.2.11采样电阻选择183.3本章小结194高精度恒流源系统的软件设计与实现204.1系统软件设计204.1.1主程序处理204.1.2系统初始化处理214.1.3A/D子程序处理214.1.4液晶显示子程序224.1.5键盘子程序234.2PID控制算法介绍244.2.1位置式PID254.2.2增量式PID264.2.3PID参数整定264.3本章小结275实验结果和分析285.1系统硬件的调试285.2给定值与输出电流值的偏差测试与分析295.3恒流源纹波的测试与分析315.4恒流源稳定度的测试与

3、分析325.5本章小结336总结与展望346.1系统总结346.2系统展望34致谢36参考文献37V附录38V毕业设计（论文）专用纸1绪论1.1课题研究的背景及意义随着科学技术的不断发展,越来越多的领域需要使用到恒流源，如传感器、某些精密测量技术、卫星通信、核物理实验装置、自动化仪器仪表以及其它数字控制等方面恒流源的应用显得非常突出，故恒流源的研究和开发具有十分重要的意义。在许多场合,尤其是在测量技术方面需要高精度恒流源。一些需要工作电流小、高精度的恒流源可以直接购买,但特别是工作在大电流、高精度的恒流源仍需单独去设计实现。 通常我们把能够向负载提供恒定电流的电源称为恒流源,它的应用范围非常广

4、泛,而且在很多情况下是必不可少的[1]。例如在测量电感的阻值时，传统的伏安法测量因系统存在误差，测量的结果也会产生较大的误差。然而，恒流源可以被用于一些测量电路中,其测量精度非常高，例如平时对电阻阻值的测量，电感阻值的测量以及电缆电阻的测量等，当然，电流越稳定，被测量的阻值就越准确。1.2国内外恒流源研究现状和发展前景国内比较知名的电源生产厂商大概有:温州聚创电气科技有限公司、西安市奥科电气设备有限公司、上海至茂电子科技有限公司。当然，对比国内外在这方面的技术，我们还是有些欠缺的地方。国外的知名电子生产厂商有:Maxim(美信)、Linear、Power,Power,德州仪器、Fairchil

5、d, Exar, Nslogo, Power,等。以国内的安泰信公司生产的一款直流恒流电源举例说明:型号:PCR70输入电压:AC 220V士10% 50HZ输出电压:0-25V (DC)之间连续可调输出电流:0-4A (DC)之间连续可调额定输出功率:100W3毕业设计（论文）专用纸电压稳定度<0. 5%负载稳定度s<0. 1%保护方式:过流、过压、短路、过温保护工作环境温度:0-40 °C国外的产品以Analog Technology公司的直流恒流源为例:型号:AAS20A5V输入电压:88-26VAC输出电压:0-5V (DC)连续可调输出电流:0-20A(DC)连续可调额定输出功率:1

6、00W工作环境温度:-20-50°C电压稳定度<0. 1%负载稳定度s<0. 1%可见，国外的恒流源还是有明显的技术上的优势，在恶劣的环境下也可以正常工作，并且国外的恒流源在稳定度、精度方面更高。新兴电源市场未来的发展方向是集成化和数字化。在这些新兴的电源市场中包括电源变换技术、变频技术和可再生能源，其中，电源变换技术有非常好的发展商机。1.3本课题研究的主要内容本课题设计的思路，是一款基于ARM平台STM32f103rbt6处理器作为主控芯片，高精度恒流源的设计与实验，该电路的主要目标参数如下：（1）设计一输出10A，最大功率为50W的恒流源；（2）要求输出电流稳态误差≤1‰；（3）输入为2

7、20V、50Hz工频电源；（4）试给出系统的电路设计，以及软件实现等。3毕业设计（论文）专用纸1.4论文结构安排本文共分六章，各章内容如下：第一章概括了恒流源研究背景和发展前景，分析了国内外研究的现状，介绍了本课题所研究的内容。第二章介绍了传统恒流源，并提出了改进方案。概述高精度恒流源系统结构以及工作原理，分析恒流源的主要质量参数。第三章本章是恒流源系统设计最重要的部分，介绍了高精度恒流源的硬件设