可编程直流电子负载的设计与研究

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1、目录摘要I关键字IAbstractIKeywordsII1前言12设计任务与要求32.1设计任务32.2设计要求42.2.1基本要求42.2.2发挥部分43设计方案的选择与论证53.1电子负载的工作原理53.1.1恒定电流模式53.1.2恒定电阻模式53.1.3恒定电压模式63.2系统整体设计方案论证73.2.1负载器件选择73.3负载工作模式的论证与选择73.3.1恒流方案73.3.2恒阻方案83.3.3恒压方案83.4电压电流检测方案论证与选择93.5保护电路方案的选择94可编程直流电子负载

2、硬件的分析与计算104.1系统总体方框图104.2负载电路的分析与计算114.3工作模式的分析与计算124.4驱动电路的解析134.5保护电路的分析135电子负载流程图设计155.1键盘识别处理与显示流程图设计155.2电子负载计算值系统流程图设计166系统测试与调试分析177结论21参考文献23致谢24附录A可编程直流电子负载的供电电源25附录B设计实物图28可编程直流电子负载的设计与实现摘要本设计采用8个100W的MOS增强型功率场效应管并联连接作为电子负载，采用STC12C5A60S2低功

3、耗单片机作为控制核心，控制电子负载的工作模式和系统的参数，电流、电阻、电压的数值可以通过键盘对其进行任意设置，而且还能够实时显示到液晶显示屏上。恒流模式电流的可调范围为0-10A，恒压模式电压的可调范围为5V-40V，恒阻模式电阻的可调范围为10-200Ω，电子负载的计算采用了逐次逼近法使电子负载的各个参数与设定参数无限接近，所以系统的准确度高，稳定性强，同时还具有过压、欠压、过流、过热及防反接功能。关键字STC12C5A60S2;电子负载;场效应管;恒流DesignandRealization

4、oftheProgrammableDCElectronicLoadAbstractThedesignadopted8enhancedpowerMOSFET(100W)connectedinparallelaselectronicload,andadoptSTC12C5A60S2lowconsumptionSCMasthemaincontrollertocontroltheelectronicload'sworkingmodeaswellasitsparameters,thefigureofcur

5、rentresistanceandvoltagecanberandomlysettedthroughthekeyboard,andit'scanalsobedisplayedintheLCDsimultaneous.Adjustableextentforconstantcurrentmodeisbetween0Ato10A,forconstantvoltagemodeis5V-40V,andforconstantresistancemodeis10-200Ω,theelectronicloada

6、doptsuccessiveapproximationtomakeitsparametersinfinitelyclosetothefigureswhichhavebeensettedbefore,thereforethesystemhavehighaccuracyandstability,andalsohavefunctionwhichcanguardagainstover-voltage,owepressure,overflow,Ioverheating,andwrongconnecting

7、.KeywordsSTC12C5A60S2;Electronicload;MOSFET;ConstantcurrentI1前言在人们生活的多个领域都要用到负载测试，如充电电源试验、蓄电池放电试验以及衡量购买电池、电源的特性时等都需要负载测试。当前，国内外对上述产品的试验一般都采用传统的静态负载(如电阻、电阻箱、滑线变阻器等)能耗放电的办法进行，此种方法存在操作不方便，散热性欠佳，准确率低等缺陷[1]。随着电力电子技术的、计算机技术和自动控制技术的迅速发展，为电源检测技术带来了革命性的变化。由于铁

8、道电气化供电、电气牵引、信号控制、无线通信、计算机指挥调度中心及家庭日常生活等应用领域都在大量应用各种各样的电源，电子负载被广泛用于生产线(手机充电器，手机电池，电动车电池，开关电源，线性电源)，科研机构，汽车电子，航空航天，船舶，太阳能电池，燃料电池等行业[2]。因于人们对电子负载的需求越来越多，对其性能要求也越来越高。而传统的电源检测技术面临着极大的挑战。为准确检测电源的可靠性和带载能力，因此把电力电子技术和微机控制技术有机地结合起来，实现电源的可靠检测，大力发展动态负载或是可编程的电子负载