智能直流电子负载的研制

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1、学位代码308学校代码10298学号3120189岛京林此大学士研究生学位论文论文题目：智能直流电子负载的研制作者:王鑫鑫专业：控制理论与控制工程研究方向：智能化仪表与设备指导教师：肩国平副教授二〇一五年六月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论

2、文作者（本人签名）:蠢矣煎年“&学位论文出版授权书本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》（以下简称“章程”，见WWW.cnki.net)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。论文密级：开口保密（_年_月至_年_月）（係

3、密的嗲依论式在斛密后裘違守此你试)Mijr年〈月ir曰年心月日致谢光阴荏苒，三年硕士阶段的求学之路即将画上句号。值此论文完成之际，首先要向我的导师周国平副教授表达最衷心的感谢。本文无论是从题目的选定、研究方案的制定、论文的修改和定稿无一不倾注了导师的心血。周老师渊博的学识，严谨的思维，孜孜不倦的态度为我树立了科学工作者的榜样；周老师睿智的生活态度、明快的言谈举止给予我人生极大的启迪。这三年里，不管是学术还是思想都得到了升华，这为我以后的生活工作打下基础，在此，我对周老师表示崇高的敬意!在硕士阶段学习过程中，我有幸得到封维忠老师以及电工

4、组各位老师的大力帮助，在此向各位老师表示诚挚的感谢，正是有了老师们的指导和帮助，我收获了很多知识。同时还要感谢实验室全体同门的关心与支持，正是有了你们的陪伴，我的生活才会更加多姿多彩。最后感谢我的父母和家人，他们在生活上给予我充足的物质支持，在精神上给了我极大的肯定与鼓励，使我走完这段求学之路，并激励我永远自强不息，奋发向上！作者：王鑫鑫二〇一五年六月五日摘要在电器设备性能测试时，通常需要接入不同性质和阻值的负载，传统的测试方法有很大的局限性。直流电子负载与传统的模拟电阻性负载相比,具有能耗低、体积小、容易携带、精度高、操作方便等特点

5、。电子负载在电源、汽车、蓄电池等性能测试领域得到了广泛的应用，并且已经成为目前研究的热点。电子负载由核心控制器、电流和电压检测电路、散热片温度检测电路、E²PROM存储电路、USB接口电路、风扇驱动电路、系统保护电路等组成，核心控制器控制MOSFET的导通量（占空比大小），实现对电路参数的稳定控制。本文首先对直流电子负载的总体的设计进行了相关的介绍，通过几种方案的比较，得到了本系统的设计思路。本设计从选定的直流电子负载系统方案的分析入手，详细讨论了整个直流电子负载系统的硬件电路与软件设计思路，并且给出了比较合理的最终解决方案。为便于控

6、制的实现和相关功能的扩展，采用MSP430F149作为核心控制器，设计了控制电路、电压和电流检测电路、键盘电路、LCD12864显示电路、散热片温度检测电路等。通过增量式PID控制技术与软、硬件的协调配合，实现了直流电子负载的整个设计。单片机MSP430F149输出占空比不同的PWM波形，控制MOS管的导通与关断的时间，通过调节流过场效应管的电流和被试设备两端的电压，实现恒流、恒压、恒功率、恒电阻的四种工作模式。通过软硬件测试结果表明，本设计的电子负载能实现300W范围内的恒流、恒压、恒功率和恒电阻四种工作方式的手动切换并且具有很高的

7、精确度。关键词：直流电子负载、MSP430F149、增量式PIDAbstractWhenthepowerperformancetestingusuallyrequiresaccesstothedifferentnatureandtheresistanceoftheload,thetraditionaltestingmethodshavesignificantlimitations.DCelectronicloadwithtraditionalanalogresistiveload,comparedwithlowenergyconsum

8、ption,smallsize,easytocarry,highprecision,easytooperate,thepowersupply,automotive,batteriesandotherfieldshasbe