高精度闭环数控恒流源的设计
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恒流源在现代检测计量领域中发挥了极其重要的作用。
在浙江虎王公司开发的“线缆自动化检测设备”系统中,恒流源是重要的组成部分。
只有开发出精度高、输出功率大、可调范围广的高精度恒流源,“线缆自动化检测设备”才能满足“精准、快速、智能地检测各类线缆”的技术要求。
因此,本文着重探讨该系统中高精度可调恒流源的设计问题。
一、系统设计高精度可调恒流源主要由两部分组成:一是电流源主电路,二是控制电路。
其中主控电路主要由两块场效应管产生输出所需的大电流,控制电路主要由PWM控制芯片SG3525及运放构成闭环负反馈。
系统结构图如图1所示。
图1恒流源主电路由整流滤波、MOS管驱动、电流输出等三部分电路模块组成。
其中MOS管驱动电路如图2所示,图中开关管Q1、Q4是电压驱动全控型MOSFET,具有输入阻抗高、驱动电路简单、驱动功率小、开关速度快及安全工作区大等优点。
半桥式逆变电路一个桥臂由开关管Q1、Q4组成,另一个桥臂由电容C6、C9组成。
通过调节开关管的占空比,就能改变变压器二次侧整流输出平均电压Vo,经全波变换和电感去噪后,对外输出电流。
图2场效应管选择2SK2648型芯片,它的最大漏极电流9 A,最大功耗150W。
由于流过场效应管的电流较大,场效应管的发热比较严重,为保证恒流源的可靠工作,可以给场效应管加装合适大小的散热片。
恒流源控制电路由信号采样、比较放大、PWM控制、推挽等电路模块组成,是稳定恒流输出、提高调节精度的关键所在,控制环节的好坏直接影响电路的整体性能。
如图3所示,本设计采用以SG3525芯片为核心的恒频脉宽调制控制方式。
SG3525芯片的脚5和脚7间串联一个电阻Rd,可以在较大范围内调节死区时间。
SG3525的振荡频率可表示为:式中CT,RT分别是与脚5、脚6相连的振荡器的电容和电阻,Rd是与脚7相连的放电端电阻值。
取值分别为浅谈高精度可调恒流源的设计文/高建强 李 博1(0.73)sT T dfC R R=+OCCUPATION812011 3OCCUPATION2011 3822200p、10k、150,即频率为61khz。
一种高精度数控双极性恒流源电路的设计引言近年来,随着计算机使用的普及,在实际的测量和控制中,特别是由计算机参与的测控过程中,数控恒流源往往是电路中不可缺少的组成部分。
随着大规模集成电路的发展,测控技术在精度方面提出了更高要求。
本文设计的高精度数控双极性恒流源电路主要由D/A 芯片AD5542,基准源芯片ADR433,高精度运放OP97 和三极管来实现。
系统硬件设计该高精度数控双极性恒流源的系统框图如图1 所示,它由总线端、数字隔离电路、D/A 转换电路、V/I 转换电路组成。
计算机通过总线传送给D/A 芯片码值,D/A 将码值转换成相应的电压,然后通过V/I 转换电路将电压转换成电流,由于该D/A 输出的电压是双极性的,因此可以获得双极性的电流。
D/A 转换电路数字隔离电路就是用专门的磁隔SI8440 芯片来对计算机输出的数字信号和D/A 输出的模拟信号进行隔离。
D/A 转换电路中的D/A 芯片采用ADI 公司的AD5542,这是一款单通道、16 位、串行输入、电压输出数模转换器,采用5V 单电源供电;采用多功能三线式接口,并且与SPI、QSPI、MICROWIRE、DSP 接口标准兼容;其具有±0.5LSB 的积分非线性典型值,±0.5LSB 的微分非线性为-1.5LSB 的增益误差,±0.1 ppm/℃的增益误差的温度系数,±1 LSB 的双极性零点误差,±0.2 ppm/℃的双极性零点误差的温度系数,-VREF~VREF 的输出电压范围,在常温下无需进行任何调整就可提供16 位性能;其输出不经过缓冲,可。
2017毕业论文-数控恒流源的设计2017毕业论文-数控恒流源的设计兰州工业高等专科学校毕业论文摘要恒流源,是一种能够向负载提供恒定电流的电源。
恒流源的应用范围非常广泛,并且在许多情况下是必不可少的。
本文设计了一种基于单片机控制的数控直流恒流源。
该恒流源以AT89S52为控制核心,采用了高共模抑制比低温漂的运算放大器OP07和达林顿管TIP122构成恒流源的主体,配以高精度采样电阻及12位D/A芯片MAX532、16位A/D芯片AD7715,完成了单片机对输出电流的实时检测和实时控制。
人机接口采用4×4键盘及LED数码管显示器,控制界面直观、简洁,具有良好的人机交互性能。
在软件设计上采用增量式PID控制算法,即数字控制器的输出只是控制量的增量。
该系统已基本达到预期的设计目标,具有功能强、性能可靠、体积小、电路简单的特点,可以应用于需要高稳定度的小功率恒流源的领域。
关键词:恒流源;AT89S52;PID控制算法;数字控制。
The abstract Constant current, is one kind can provide theconstant current to the load the power source.The constant current application scope is extremely widespread, and in many situations is essential.This article has designed one kind the numerical control cocurrent constant current which controls based on the monolithic integrated circuit. This constant current take AT89S52 as the control core, has used operational amplifier OP07 and Darington which Gao Gongmu the rejection ratio low temperature floats manages the TIP122 constitution constant current the main body, matches by the high accuracy sampling resistance and 12 D/A chip MAX532, 16 A/D chip AD7715, has completed the monolithic integrated circuit to the output current real-time examination and the real-time control. The man-machine connection uses 4×4 the keyboard and the LED nixietube monitor, the control interface is direct-viewing, is succinct, has the good man-machine interaction es the increase type PID control algorithm in the software design, namely the digital controller output only is controls the quantity the increase. This system had achieved basically the anticipated design goal, has the function strongly, the performance reliable, the volume small, the electric circuit simple characteristic, may apply in needs the high stability the low power constant current domain. Key word: Constant current;AT89S52; PID control algorithm; Numerical control. 目录第1章绪论5 第2章系统的总体设计6 2.1 设计指标要求6 2.2 总体方案的选取及系统6 2.2.1 方案一:6 2.2.2 方案二:7 第3章系统的硬件设计8 3.1 单片机的功能介绍8 3.1.1 主要功能特性:8 3.1.2 引脚功能说明8 3.1.3 时钟电路及复位电路11 3.2 恒流源基本设计原理与实现方法13 3.2.1 引起稳定电源输出不稳定的主要原因13 3.2.2 恒流源的基本设计原理14 3.2.3 系统电源设计15 3.3 A/D 模块选择16 3.3.1 AD7715简介16 3.3.2 硬件电路设计18 3.4 D/A 模块选择19 3.4.1 MAX532简介19 3.4.2 硬件电路设计21 3.5 键盘接口电路设计22 3.5.1 键盘工作方式23 3.5.2 接口电路设计23 3.5.3 按键抖动及消除24 3.6 显示器接口电路设计25 第4章系统的软件设计27 4.1 控制算法27 4.2 软件流程图29 4.2.1 主程序流程图29 4.2.2 键盘中断子程序30 4.2.3 显示中断子程序31 第5章总结33 致谢34 参考文献35 附录A 总电路图36 第1章绪论恒流源,是一种能向负载提供恒定电流之电路。
数控恒流源的设计与实现熊 建 (成都电子机械高等专科学校 四川 成都 610031)摘 要:恒流源在实际工程中是一种用途广泛的检测设备。
本设计基于AT89s51作为核心控制模块,通过D/A变换实现输出电流可调,采用精密运算放大器和达林顿管进行扩流,设计出了能精确输出20mA~2000mA数控可调直流恒流源。
关键词:AT89s51 恒流源 D/AAbstract:Const current s ource is a widely used detecti on facilities in engineering.This design is based AT89s51cli p as the core of contr ol,using D/A conversi on t o perfor m the trans2 fer of the out put current,adop ting p recise operati onal a mp lifier and Darlingt on transist or t o a m2 p lify the current.A t last W e designed the digital contr olled const current s ource with p recise out put fr om20mA t o2000mA.Key words:AT89s51 const s ource D/A中图分类号:T N710 恒流源是模拟系统中广泛使用的一种单元电路或测试平台,在实际工程中也有广泛的用途,是电导测量、开关电源、功放等场合不可替代的检测设备。
本文主要介绍了数控恒流源的硬件电路和软件设计,同时给出了系统测试结果,实现了在20mA~2000mA的电流范围内,电流恒定为1mA 的准确度。
1 硬件电路设计本系统的硬件部分主要包括三大部分:DA 和AD转换电路、恒流源电路和键盘电路。