直流稳流电源设计报告

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1、x学院电子设计竞赛摘要电流输出、输入电流可预置、可步进调节输入电流、输出电流及设定电流显示等特点。它以STC89C52作为核心控制器包括电源、取样放大、A/D和D/A转换、键盘控制与显示等模块。可以直接通过键盘设置，修改系统的输出电流，使用方便；利用A/D、D/A芯片进行检测和控制，控制部分电路简单明了连线较少结构紧凑；电源部分由压控电流源而成，能够大大提高电源稳度和精度，使电流输出较为平稳。关键字：稳流压控电流源x学院电子设计竞赛x学院电子设计竞赛目录引言1一、目标要求：11.1任务11.2要求11.2.1基本要求11.2.2发挥部分1二、系统方案论证：22.1恒

2、流源部分的方案选择与比较：22.2控制电路的方案选择与比较：2三、系统硬件设计：33.1系统框架33.2单片机电路33.3A/D和D/A模块43.4恒流源模块53.5键盘模块63.6LCD显示模块73.7供电系统模块7四、系统软件设计8五、总结8参考文献911x学院电子设计竞赛引言恒流源是能够向负载提供恒定电流的电源，应用范围非常广泛，比如电阻器阻值的测量和分级，电缆电阻的测量等，且电流越稳定，测量就越准确它既可以为各种放大电路提供偏流以稳定其静态工作点，又可以作为其有源负载，以提高放大倍数，并且在差动放大电路脉冲产生电路中得到广泛应用，针对恒流源系统内部和外部四个

3、方面的原因引起的输出电流不够稳定以及精度不高的缺点，设计了数字控制的恒流源系统，但是共同特点就是系统比较复杂，或者精度不够高，因此本文设计基于单片机STC89C51为控制核心的简易数控恒流源系统，实现了电流2A以内的数字控制任意可调的恒流源系统。一、目标要求：1.1任务设计并制作直流稳流电源。输入直流电压15～30V；输出直流电压≤10V。1.2要求1.2.1基本要求（1）输出电流范围：200mA～1A；（2）输出电流稳定度：设置输出电流为1A，输出电压10V，改变输入电压15～30V内，要求输出电流变化的绝对值≤20mA；（3）设置输出电流为1A，改变负载电阻，输

4、出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤15mA；（4）可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的绝对值≤给定值的1％+10mA；（5）纹波电流≤1mA；（6）自制电源。1.2.2发挥部分（1）具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤10mA；输出电流范围为20mA～1000mA，步进1mA；11x学院电子设计竞赛（1）设计、制作测量并显示输出电流的装置(可同时或交替显示电流的给定值和实测值)，测量误差的绝对值≤测量值的0.1％+3个字；（3）纹波电流≤0.2mA；（4）其他创新。二、系统方案论证：2.1恒流源部分的方案选择与比较：方案一：采用

5、恒流二极管或者恒流三极管，其精度比较高，但能能实现的恒流范围很小，只能够达到十几毫安，不能满足设计的要求。方案二：利用三端可调直流稳压集成芯片，通过调整其输出电压来实现负载的恒流特性。其特点就是直接利用稳压片提供所需功率，只需要提供相应控制电路即可实现设计的大部分要求，但是其电流调整率指标只能够达到0.5%——0.15%，不能够满足设计要求。方案三：用“运放+场效应管”的结构构成由电压控制的恒流源。其特点是性能满足设计要求，同时可以通过选用场效应管的不用容量来满足不同的应用要求。该方案在保证运放处于线性放大状态，输出电压小于10v的条件输出电流能够达到1000mA,

6、能满足设计要求，因此本设计采用此方案。2.2控制电路的方案选择与比较：方案一：采用各类数字电路来组成键盘控制系统，进行信号处理，如选用CPLD等可编程逻辑器件。本方案电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于系统的扩展，且信号处理比较困难。方案二：采用89C52系列单片机作为整体机制单元，通过改变的输入数字量经过模数转换电路输出电压值，从而使输出功率管的基级电压发生变化，间接的改变输出电流的大小。利用采样元件检测电流的变化经模数转换器送给单片机，实时对电压进行采样，然后进行数据处理及显示。此系统比较灵活，采用软件方法来解决数据的预制及电流的步进控制，使得系统硬件更加简洁，

7、各类功能易于实现，能更高地满足设计要求。比较以上两种方案的优缺点，由于方案二间接、灵活、可扩展性好，能达到设计要求，所以这里采用方案二。11x学院电子设计竞赛三、系统硬件设计：3.1系统框架本系统的的输出电流范围较大，并且输出电流与给定偏差的绝对值及纹波电流较小。系统总体框图如图1，它主要分为以下几个组成部分：单片机电路、A/D和D/A模块、恒流源模块、键盘模块、LCD显示模块、供电系统模块。图13.2单片机电路本设计采用STC公司的STC89C51单片机作为控制系统的核心。STC89C51在指令系统、硬件结构和片内资源上与标准8052单片机完全兼容，DIP40