创新性实验报告高效直流电源

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1、2014-2015学年1学期山东科技大学电子通信与物理学院创新性实验报告实验项目名称：高效直流电源组长姓名马力学号201201101821联系电话15764246346E-mail2469442811@qq.com成员姓名张宝奎学号201201101634成员姓名陈长军学号201201101801专业电子信息工程班级2012级2班指导教师及职称范迪老师2015年1月22日-18-/19目录一．实验摘要…………………………………………2二．实验目的…………………………………………2三、实验场地及仪器、设备和材料…………………2四、实验内容………………………

2、…………………31.功率放大电路……………………………………………32.滤波电路…………………………………………………43.稳压电路…………………………………………………54.采样电路…………………………………………………55.PWM发生…………………………………………………76.按键电路…………………………………………………87.显示电路………………………………………………10五、实验结果与分析……………………………….11六、实验结论……………………………………….12附件…………………………………………………121.参考资料………………………………

3、……………………122．源程序………………………………………………………123．原理图………………………………………………………17-18-/19一、实验摘要由于MSP430低功耗，内部资源丰富和处理能力强的特点，可用其监控输出电压，通过电压反馈保证输出电压的稳定，得到0~1.5A连续可调节的输出电流。该系统以MSP430F149芯片作为主控制器，设计制作的线性直流电源可以实现键盘控制输出，实时显示输出电流的功能，具有易于操作、精度高、稳定度好的特点。文中主要阐述了采样模块、反馈模块、键盘输入模块、滤波模块及单片机控制模块的原理设计及详细制作流程。整个系

4、统的设计是以16位的MSP430单片机为核心完成对数据的测量和处理，控制输出电流的变化，整个系统通过实物测试分析，基本满足了设计指标，取得了良好的效果。在本组中，陈长军主要负责硬件电路的布置与焊接，张宝奎主要负责MSP430软件的编写，马力主要负责整合实验步骤并书写报告二、实验目的利用MSP430，产生占空比可控的PWM波。通过功率放大电路放大PWM波的幅值，再通过一阶RC低通滤波电路，将PWM波转化成直流电压。进行稳压后输出，采集电流并反馈给MSP430自带的AD转换模块，将采集的模拟量转换为数字量后与设定的电流值进行比较，重新调节占空比以达到调节输出

5、电流的目的三、实验场地及仪器、设备和材料实验场地：S1-434仪器：DS102E示波器数字万用表设备：MSP430F149、功率放大模块材料：电容：4.7uF×4、220uF×1电阻：4.7KΩ×4、500mΩ康铜丝电阻开关：按键开关×4数码管：共阳极数码管×2LM358、LM317-18-/19四、实验内容我们设计的直流稳压电源以MSP430为控制中心，产生占空比可控的PWM波。通过功率放大电路放大PWM波的幅值，再通过一阶RC低通滤波电路，将PWM波转化成直流电压。进行稳压后输出，采集电流并反馈给MSP430自带的AD转换模块，将采集的模拟量转换为数

6、字量后与设定的电流值进行比较，重新调节占空比以达到调节输出电流的目的。系统设计的流程图如4-0-1所示键盘电路LED显示微控制器MSP430I/ADPLD功率驱动滤波电路负载电流取样16V输入输出PWM波图4-0-11.功率放大电路本部分使用以L298N为核心的功率放大电路，将PWM波的幅值放大。具体电路图如图4-1-1-18-/19图4-1-12.滤波电路本系统采用一阶RC低通滤波电路将PWM波转换为直流电压，由于这里面低通滤波器的电容大小要根据PWM频率计算一下，截止频率要小于3次谐波。这里的PWM频率是1KHZ，则低通滤波器的截止频率在2K-6K之

7、间，计算公式是fL=1/(2*pai*RC)。通过调整电容和电阻大小，即刻获得需要的频率。这里选择的电阻为5个5Ω的电阻并联，电容为220uF，电路图如图4-2-1所示-18-/19图4-2-13．稳压电路LM317是应用最为广泛的电源集成电路之一，它不仅具有固定式三端稳压电路的最简单形式，又具备输出电压可调的特点。此外，还具有调压范围宽、稳压性能好、噪声低、纹波抑制比高等优点。lm317是可调节3端正电压稳压器，在输出电压范围1.2伏到37伏时能够提供超过1.5安的电流，此稳压器非常易于使用。具体接法如图4-3-1所示。图4-3-14.采样电路本系统使

8、用小阻值的康铜丝采样电阻进行阻采样采样，并将采样后的电压相减。由于采样电阻阻值已