基于降压式斩波电路的基准恒流源设计.pdf

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1、基于降压式斩波电路的基准恒流源设计肖林京。等DesignoftheReferenceConstant·currentSourceBasedonBuckChopperCircuit苟林煮仫梧磐于砉囊常龙(山东科技大学机电学院，山东青岛266590)摘要：以控制芯片TL494为核心，设计了一款电流调节区间在0—10A的恒流源系统。系统基于降压型斩波电路，主要用于锂电池电源管理系统的放电试验。工作时，TL494电路生成的PWN信号经IP,21lO电路驱动后，控制场效应管开关，实现降压式主回路的导通、闭合。改变TL494电路的输入电压可

2、调整生成的Ic,WN信号的占空比，从而达到电流可调的目的，而串联在电流主回路中的霍尔电流传感器反馈信息到PI调节电路，构成闭环控制，使电流恒定。利用Simulink对系统进行仿真，并根据仿真结果进行试验，实测数据表明，该恒流源可输出稳定度优于0．01、相对误差小于l％的稳定电流。关键词：TL494恒流源闭环控制Simulink斩波电路稳定度中图分类号：TH89；TM933文献标志码：ADOI：10．16086／j．enki．issnl000一0380．201510020Abstract：Withtheeonlro]chipTL4

3、94幽theCOle-theconstantcttrrent80llrcesystemwithintheadjustingrangeof0一lOAhasbeendesigned．Thesystemisbasedonbuckchoppercircuit。mainlyusedfordischargetestoftheLithiumbatterypowermsl389emen

4、system．Inoperation，thePT,rblsi础generatedbyTL494circuit8redrivenbyIR2110circuit-t

5、henimplementsOil·offofthebuckmainloopbycontrollingFETswitch．ThedutycycleofthePWIVIsignalscanbeadjustedthroughchartingtheinputvoltageofTL494。thusthecurrentcanbeadjustable；theHallcurrenttrltl3Sdllo_ⅪrthatconnectedinseriesinmaincurrentloopfeedbacksinformationtoPIregulat

6、ioncircuitandbuildstheclosedloopcontroltomaketheconstantcurrent．ThesystemissimulatedbyadoptingSimulink。andthetestisconductedinaccordancewiththesimulationresult．Thepracticaltestresultindicatesthatthisconstantcurrent80Ul'eecarIoutputstablecurrentwithstabilityof0．0l-and

7、relativeerrorlessthanl％．Keywords：TL494Constant—current80Ul'CeClosed·loopcontrolSimulinkChoppercircuitStability0引言从电真空器件到集成电路，恒流源经历了几十年的发展，在各个领域有了丰富的应用⋯。目前，比较智能的恒流源系统如电子负载等价格都比较昂贵，在进行蓄电池简易放电试验时，需要一件低成本的恒流源设备。恒流源的设计方法一般有3种：利用稳压源和电阻构成、利用恒流器件构成和利用负反馈放大器构成旧1。本文采用第二种方法，通过P

8、I控制电路对霍尔电流传感器负反馈与给定量差值的控制，调节电流源稳定输出。系统结构简单、经济耐用，主回路直流电压小于等于24V，输出电流范围为0—10A。l恒流源电路结构与原理恒流源系统的设计思想如图1所示，图1(a)所示结构框图和图1(b)所示功能框图一一对应。(a)结构框图(b)功能框图图1系统的主要设计思想Fig．1Maindesignideaofthesystem山东省科技发展计划基金资助项目(编号：2012GSFll606)。修改稿收到日期：2014一09—23。第一作者肖林京(1966一)，男，2001年毕业于北京科技

9、大学机械设计制造及其自动化专业，获博士学位，教授；主要从事机电传动与控制技术、仿生摩擦学、散料输送技术、新能源技术与装备等方面的教学与研究工作。M由图1可以看出，恒流源系统由TL431基准电路、PI调节电路、TL494发生电路、IR2110驱动电路和Buck主回