论文 - 直流电子负载

直流电子负载姓名（学号） ******** 时间******班级 ********摘要本设计采用TI公司的MSP430F149型微处理器作为系统控制核心，主要由电压电流检测模块、过压保护模块、压控恒流电路模块以及液晶显示模块组成。

电压电流检测模块采用ADS1115DGSRAD转换器检测端口电压电流；过压保护模块主要采用OPA2340PA作为比较器控制压控模块的输出；压控恒流模块采用3DD15功率三极管作为功率器件；液晶模块采用12864作为系统的模式和数据显示屏。

数据结果给出了：恒流工作模式的电流范围为100mA～1000mA ，分辨力为10mA 时显示值与测量值；恒流工作模式下，电子负载两端电压变化10V时，输出电流前后数值；过压保护电路的阈值电压；实时流过电子负载的电压、电流以及直流稳压电源负载调整率。

本设计还具有自动电流、电压测量校准功能以提高测量精度。

关键词:MSP430F149；电子负载；恒流目录1系统方案 .............................. 错误！未定义书签。

1.1系统总体思路............................ 错误！未定义书签。

1.2系统方案论证与选择...................... 错误！未定义书签。

1.2.1 恒流电路模块论证与选择................ 错误！未定义书签。

1.2.2数据显示模块论证与选择................ 错误！未定义书签。

1.3系统总体方案设计........................ 错误！未定义书签。

2理论分析与计算 ........................ 错误！未定义书签。

3电路与程序设计 ........................ 错误！未定义书签。

3.1电路的设计.............................. 错误！未定义书签。

3.1.1 温度检测电路.......................... 错误！未定义书签。

目录摘要 (I)关键字 (I)Abstract (I)Key words (I)1 前言 (1)2 设计任务与要求 (3)2.1 设计任务 (3)2.2 设计要求 (4)2.2.1 基本要求 (4)2.2.2 发挥部分 (4)3 设计方案的选择与论证 (5)3.1 电子负载的工作原理 (5)3.1.1 恒定电流模式 (5)3.1.2 恒定电阻模式 (5)3.1.3 恒定电压模式 (6)3.2 系统整体设计方案论证 (7)3.2.1 负载器件选择 (7)3.3 负载工作模式的论证与选择 (7)3.3.1 恒流方案 (7)3.3.2 恒阻方案 (8)3.3.3 恒压方案 (8)3.4 电压电流检测方案论证与选择 (9)3.5 保护电路方案的选择 (9)4 可编程直流电子负载硬件的分析与计算 (10)4.1 系统总体方框图 (10)4.2 负载电路的分析与计算 (11)4.3 工作模式的分析与计算 (12)4.4 驱动电路的解析 (13)4.5 保护电路的分析 (13)5 电子负载流程图设计 (15)5.1 键盘识别处理与显示流程图设计 (15)5.2 电子负载计算值系统流程图设计 (16)6 系统测试与调试分析 (17)7 结论 (21)参考文献........................................... 错误！未定义书签。

致谢............................................... 错误！未定义书签。

附录A 可编程直流电子负载的供电电源............... 错误！未定义书签。

附录B 设计实物图................................. 错误！未定义书签。

可编程直流电子负载的设计与实现摘要本设计采用8个100W的MOS增强型功率场效应管并联连接作为电子负载，采用STC12C5A60S2低功耗单片机作为控制核心，控制电子负载的工作模式和系统的参数，电流、电阻、电压的数值可以通过键盘对其进行任意设置，而且还能够实时显示到液晶显示屏上。

电子设计大赛直流负载论文2012年山东省电子设计竞赛直流电子负载的设计制作（F题）目录摘要 (4)一、方案论证与设计 (5)1.1 模块方案比较 (6)1.1.1 负载参数预置方案 (6)1.1.2 电路设计方案 (7)1.2 自动过流保护设计 (9)1.3 显示方案选择 (9)二、软件设计及流程 (10)2.1 主程序流程图：....... 错误！未定义书签。

2.2定时中断流程图 (11)三、测试结果及分析 (12)3.1 恒电压模式测试 (12)3.2 恒电流模式测试 (12)3.3 测试器件.................................................................................... (11)四、设计总结和心得 (13)附录一 (14)直流电子负载的设计制作摘要本设计是基于TI公司的MSP460程控的电子负载，具有恒流、恒压、恒阻三种工作模式，通过矩阵键盘预先设定电子负载的值，手动开关和单片机结合实现三种负载模式的转换。

恒流源工作模式时，不论输入电压如何变化（在一定范围内），流过该电子负载的电流依据所设定的电流值而保持恒定，与测量端输入电压的大小无关。

恒压工作模式及恒阻工作模式的特性与恒流工作模式类似。

系统包括控制电路(MCU)、驱动隔离电路(PWM波)、主电路、采样电路、显示电路等；能够检测被测电源的电流值、电压值；各个参数都能直观的在液晶屏上显示。

关键词：电子负载；单片机（MCU）；电子负载；数/模转换；电压电流采样一、方案论证与设计电子负载用于测试直流稳压电源、蓄电池等电源的性能。

我们设计的电子负载有恒流和和恒压以及恒阻以三种工作模式模式，可手动切换。

恒流方式时不论输入电压如何变化（在一定范围内），流过该电子负载的电流恒定，且电流值可设定。

工作于恒压模式时，电子负载端电压保持恒定，且可设定，流入电子负载的电流随被测直流电源的电压变化而变化。

2013全国大学生电子设计竞赛直流电子负载系统(高职高专组F)摘要本设计以STC89C52单片机为核心控制系统，采用了DA输出控制电路、AD电压电流检测电路、显示电路、键盘电路。

通过运放、负反馈控制环路来控制MOSFET的栅极电压使其内阻变化，从而实现恒流工作模式。

MOS管既作为电流的控制器件同时也作为被测电源的负载，控制部分采用STC89C52单片机来完成，设定值通过键盘输入送往单片机，再通过DA输出电路产生基准电压送往PI控制器与实际电压相比较，用A/D转换器把电路中的电压电流的模拟信号转换为数字信号，通过单片机来控制转化，然后用液晶显示显示出即时的电压电流。

关键词：电子负载；单片机；恒流模式；A/D转换；D/A转换Abstract: This design with the core of STC89C52 MCU , using Da output control circuit, ad voltage and current detection circuit, display, keyboard, ing negative feedback control loop amplifier, to control grid voltage of the MOS to its internal resistance change, resulting in constant current mode of operation.MOS both as a current control devices at the same time as the measured power load control part using stc89c52 single - chip computer to complete the set value input from the keyboard to the SCM, and then by DA output circuit voltage sent to the PI controller with the actual voltage compared.In A / D converter circuit for voltage and current analog signals into digital signals by single - chip Microcomputer to control the conversion, and then use the LCD display shows the instantaneous voltage and current.Key word :electronic load ; MCU; constant current mode ; Ad conversion ; DA conversion目录1.系统方案设计 (4)1.1系统总体方案设计论证 (5)1.2系统具体设计方案............................................................................................................................................................................................................................ .. (6)1.2.1控制单元模块论证与选择................................................................................................................................................... . (6)1.2.2显示模块论证与选择 (6)1.2.3键盘模块论证与选择 (6)1.2.4 D\A转换模块的论证与选择 (7)2.系统理论分析与计算 (7)2.1电子负载及恒流电路的分析 (7)2.2电压、电流的测量及精度分析 (8)2.3电源负载调整率的测试原理 (8)3.电路与程序设计 (8)3.1电电路设计 (8)3.1.1控制单元模块设计 (8)3.1.2恒流模块设计 (9)3.1.3 键盘模块设计 (10)3.1.4 A/D与D/A转换模块设计 (11)3.1.5 电源模块设计 (12)3.2程序设计 (13)4.系统测试 (13)4.1测试方案及测试条件 (13)4.1.1测试方案 (13)4.1.2测试条件 (14)4.2测试数据 (14)4.3测试结果分析 (15)5.结论 (15)参考文献 (16)1 系统方案设计电子负载系统由软、硬件共同组成。

直流“电子负载”设计直流电子负载是一种能够模拟真实工作情况并对电流进行调节的设备。

它可以用于测试和验证直流电源、电池、太阳能电池和风能电池等直流电源的性能。

本文将介绍直流电子负载的设计原理、主要特点以及在各个领域的应用。

一、直流电子负载的设计原理直流电子负载的设计原理主要基于非线性电阻网络和控制电路。

通过控制电阻网络的状态，可以实现对电流的调节。

整个直流电子负载主要包括两个部分：控制电路部分和非线性电阻网络部分。

控制电路主要负责接收控制信号，并对非线性电阻网络进行控制。

控制信号可以来自于外部的操作控制台或者计算机控制界面。

在得到控制信号后，控制电路会根据信号的大小和方向调整非线性电阻网络的状态，从而实现对电流的调节。

非线性电阻网络由多个管脚连接起来，形成一个复杂的电阻网络。

通过调整各个管脚之间的电阻状态，可以实现不同的电流调节要求。

非线性电阻网络的设计需要考虑到电流的范围、精度和稳定性等因素，以确保直流电子负载的性能达到设计要求。

二、直流电子负载的主要特点1.高精度控制：直流电子负载能够对电流进行精确控制，可以满足各种电流调节要求，尤其适用于对电源和电池性能的测试和验证。

2.大电流容量：直流电子负载具有较大的电流容量，可以承受较高的电流负载，同时保持稳定的输出。

3.快速响应：直流电子负载能够迅速响应控制信号，并在极短的时间内实现电流的调节，以满足实时的工作需求。

4.多功能应用：直流电子负载可以根据需要进行不同的电流调节模式，如恒流、恒压、恒功率等模式，适用于不同的测试和验证场景。

5.保护功能：直流电子负载具有多种保护功能，如过流保护、过压保护、过功率保护等，可以有效保护被测试设备以及负载本身的安全性。

三、直流电子负载的应用领域1.电源测试：直流电子负载可以模拟负载情况，测试电源的性能指标，如输出电流、输出电压、稳定性等。

2.电池测试：直流电子负载可以模拟不同工作条件下对电池进行测试，如充放电测试、容量测试、循环寿命测试等。

简易直流电子负载设计【摘要】电子负载可以模拟真实环境中的负载（用电器），与传统的模拟电阻性负载相比具有节能、体积小、重量轻、成本低、效率高等优点。

本系统详细讨论了直流电子负载系统的硬件电路和软件实现，给出了较为合理的解决方案。

为了便于控制和功能的实现，采用了TI公司的MSP430高性能控制模块，设计了AD控制电路和相关的检测电路、校正电路、键盘电路、显示和驱动电路等，通过软硬件的协调配合，完成了整个的设计，较好实现了题目所要求的各项功能，且各项指标均达到要求。

【关键词】MSP430F149单片机；A/D转换；开关管一、系统设计方案1.总体方案设计电子负载系统采用MSP430F149单片机、LCD液晶显示、键盘操作、PWM 移相控制、功率管电路、A/D转换结合的技术方案；集控制、检变、显示等功能于一体的设计方法。

总方案设计框图如图1所示。

2.电流源方案比较方案一：根据传统线性恒流源的原理，以集成纹样芯片（LM337）与数字电位器构成电源的主体部分，通过单片机改变数字电位器的阻值，以及实现对恒流源输出值的调整，并使用LCD12864显示其数值，其原理方框图如图2所示。

由于流过的电流较大，需要并串多个数字电位器才能满足输出的电流要求，且系统的开环控制稳定性较差，精度较低。

方案二：根据开关电源的原理，经AC/DC变换过程来实现可调稳流的功能，主电路由整流滤波电路、斩波电路和恒流电路构成。

其工作过程如下：市电经变压器降压后，通过整流桥，电容器滤波，变成平稳的直流电，该方案可靠性高，编程容易。

电源设计框图如图3所示。

比较两种方案，最终选择方案二。

3.采样方案方案一：采用外置A/D转换器，如10位A/D转换器TLC1549系列对功率器件两端电压取样，并进行转换、控制、存储和显示。

TLC1549采用CMOS工艺。

内部具有自动采样保持、可按比例量程校准转换范围、抗噪声干扰功能，而且在设计时使在满刻度时总误差也不高，因此广泛应用于模拟量和数字量的转换电路。

直流电子负载的应用及其校准方法的探讨一、引言电子负载是一种起程控电能吸收装置作用的仪器。

其主要应用是对直流电源进行测试。

不过，它也可用于其它场合，如制造或研发期间的电池测试、固态半导体大功率元件测试、直流电动机测试、直流发电机测试和固态电动机控制的测试。

通常，电子负载具有允许输出电压和输出电流迅速改变的高输出阻抗。

由于电子负载要吸收能量，故常常称之为“电流吸收器”。

典型情况下，电子负载的额定值从几十W到几kW，电流额定值从几A到几百A，电压额定值从几V到1kV左右。

电子负载有固定电流（CC），固定电压（CV），固定电阻（CR）模式，可分别用于不同的电源参数的测量。

电子负载在作为一个可变或恒定电阻时，还可以作为直流电压、直流电流的测量，而且有保护功能。

这既利于提高测量速度也方便测量。

因此，电子负载的正确使用和测试是很重要的。

二、直流电子负载的特点1.直流电子负载能在设定的模式下显示电压、电流，可以代替直流数字电压表；可以测量直流恒流源的输出电流，特别是10A～100A以上的大电流。

2.直流电子负载在设定为固定电流模式下允许同极性的模块并联使用，此时负载电流为所有电子负载的电流之和，负载功率也为所有负载功率之总和。

但切记不可以串联使用。

3.当测量电源的CV态的负载调整率、输出电压调整或动态模拟负载时，使用固定电流模式比较合适；4.当测量电源的CC态的负载调整率、输出电流调整或动态模拟负载时，使用固定电压模式比较合适；5.使用面板操作时能控制负载电流上升或下降的变化率，可以将感性引线的压降现象降低到最低程度，或测试待测电源供应器的输出暂态反应特性。

6.用直流电子负载测量电源时，要保证两者正负对应连接，反接会损坏负载的模块。

7.电子负载基本上都有远端电压的测量功能，即配有电压敏感设置和端口测量，以减小在电流时测量引线引起的分压，避免测量误差。

三、主要应用1.把电子负载设定在CC模式，负载关闭，此时用电子负载以电压表形式测量直流稳压电源CV态的开路输出电压；2. 把电子负载设定在CC 模式，打开负载及其短路设置，此时用电子负载以电流表形式测量直流稳压电源CC 态的输出电流；3. 直流电源的稳压即CV 态的负载调整率的测量：例如有一台电源，规格30V/30A ，（把电压调节到最小，电流调节到适当值），则设置负载在CC 状态，打开负载（LOAD ON ），设置负载的CC 值为30A ，调节电源的电压值，此时负载值随着外加电压的改变而变化，直到调节电压为30V 时，电子负载测量出电源带载的实际输出电压Um 和回路电流。

摘要电子负载的原理是控制内功率MOSFET或晶体管的导通量，靠功率管的耗散功率消耗电能的设备，它的基本工作方式有恒压、恒流、恒阻、恒功率这几种。

本设计从直流电子负载系统方案分析入手，详细讨论了整个系统的硬件电路和软件实现，并给出较为合理的解决方案。

为便于控制的实现和功能的扩展，采用了STC89C52 单片机作为核心控制器，设计了DA输出控制电路、AD电压电流检测电路、键盘电路、显示电路和驱动电路，通过软、硬件的协调配合，实现了整个设计。

通过运放、PI调节器及负反馈控制环路来控制MOSFET的栅极电压，从而达到其内阻变化。

这个控制环路是整个电路的核心实质，MOS管在这里既作为电流的控制器件同时也作为被测电源的负载。

控制MOS管的导通量，其内阻发生相应的变化，从而达到流过该电子负载的电流恒定，实现恒流工作模式。

本设计能实现电子负载的恒流控制：能够检测被测电源的电流、电压及功率并由液晶显示。

在额定使用环境下,恒流方式时不论输入电压如何变化（在一定范围内），电子负载将根据设定值来吸收电流，流过该电子负载的电流恒定。

关键词：电子负载；恒流模式； PI调节器； AD转换； DA转换毕业论文（论文）ABSTRACTABSTRACTThe principle of electronic load is control of transistors inside power MOSFET or the guide flux of power tube, it is a consumption power equipment which depends on the dissipation power of tube, there are four basic working ways that persistence pressure, constant current, the constant resistance, constant power .This design start with the analysis of DC electric load system solutions, it discussed the realization of the whole system hardware circuit and software in detail, and give a reasonable solution. In order to realize the control and the expansion of function conveniently, we adopted the STC89C52 microcontroller as the core controller, and designed the DA output control circuit, AD voltage current detection circuit, keyboard circuit, display circuit and drive circuit, through the coordination between hardware and software, finally, we realized the whole design. PI adjuster and negative feedback control loop of the circuit which control the grid voltage of MOSFET, so as to change its resistance. The core essences are the op-amp, MOS tube here both as a control device and as a power load tested. Controlling the guide flux of the MOS tube, the resistance of the MOS tube will change accordingly, thus the current which flows the electronic load current will constant, At last, we realized constant current work pattern.This design can realize the Constant-current control of the electronic load: it can measured the current, voltage and power of Measured power and the LCD display. If it use situations in rated, no matter how the input voltage change in the constant-current mode (within a certain range), the electronic load will be based on setting to absorb the current, the current which flows the electronic load will constant.Key words:electronic load; constant-current pattern; PI adjuster; AD transform; DA conversion东华理工大学毕业设计（论文）目录毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

摘要摘要随着电力电子技术的、计算机技术和自动控制技术的迅速发展，为电源检测技术带来了革命性的变化。

由于铁道电气化供电、电气牵引、信号控制、无线通信、计算机指挥调度中心及家庭日常生活等应用领域都在大量应用各种各样的电源，因此人们对电子负载的需求越来越多，对其性能要求也越来越高。

而传统的电源检测技术面临着极大的挑战。

为准确检测电源的可靠性和带载能力，因此把电力电子技术和微机控制技术有机地结合起来，实现电源的可靠检测。

本系统主要以89c51单片机为控制核心；设计恒流方式的电子负载，即无论电压如何变化，流过该电子负载的电流恒定，且电流值可设定。

包括控制电路(MCU)、驱动隔离电路(PWM波)、主电路、采样电路、显示电路等；能够检测被测电源的电流值、电压值；各个参数都能直观的在数码管上显示。

关键词：电子负载；单片机（MCU）；数模（D/A）；PWM。

AbstractWith the power electronics technology, computer technology and the rapid development of automatic control technology for power detection technology brings revolutionary change. As the railway electrification power supply, electric traction, signal control, wireless communication, computer and family life control center applications such as a large number of applications in a variety of power supply, so people need more and more electronic load on performance requirements are also increasing. The traditional power detection is facing a great challenge. For the accurate detection of power supply reliability and load capacity, so the power electronics technology and computer control technology combined organically to achieve reliable detection of power supply.System mainly 89c51 microcontroller to control the core; design constant current mode of electronic load, that is, no matter how the change in voltage, current through the electronic load current constant, and the current value can be set. Including the control circuit (MCU), drive isolation circuit (PWM wave), the main circuit, sampling circuit, display circuit, communication circuit, the keyboard scanning circuit.Key Words: E-LOAD, SingleChip(MCU), Analog to Digital Convertor,Digital to Analog Convertor，PWM。

程控直流电子负载的研究与设计摘要：文章为解决在交直流电源的测试中，需要不断的改变负载，传统的滑动电阻器使用不方便且效率较低。

利用MSP430F449单片机为控制核心，功率三极管为电子负载控制对象，通过对DA、AD硬件控制与PID软件结合，实现程控直流电子负载和恒流源，提高交直流电源参数测试的效率。

关键词：交直流电源；PID；程控直流电子负载；恒流源直流电子负载是一种能以手控或程控方式吸收电能的仪器，起到可变电流吸收器、可变电源电阻器或分路电压调节器的作用，当它吸收可变电流时，将维持某一固定电压。

系统主要工作于恒压、恒流和恒阻三种工作模式，可用于交直流电源的测试。

1 总体设计方案整个系统由单片机控制模块、电子负载模块、功率驱动模块、采样模块、显示模块和电源模块构成。

单片机采用MSP430，较之51系列具有I/O口多、内部集成AD模块、低功耗等优点。

基本的工作原理是：通过键盘设置功率驱动模块使得电子负载工作在恒流状态下，通过一个0.05 Ω的电阻与3DD15D串联来对电流进行采样。

将流过电阻的端电压经过INA282组成的电流采样模块后送到MSP430单片机。

采用0.05 Ω的小电阻与3DD15D串联使得电阻的分压减小，从而将系统的误差降到最小。

基于单片机的恒流工作模式的直流电子负载原理框图如图1所示。

此方案采用单片机编程控制整个系统，电子负载模块采用晶体三极管3DD15D与取样电阻组成。

由OPA2227组成的功率驱动模块通过单片机的控制使得3DD15D工作在一个设定的恒流条件下。

通过一个0.05 Ω的电阻与3DD15D 串联。

将电阻两端的电压经过INA282放大后通过单片机采集，由单片机计算出流过电子负载的电流并经LCD1602显示。

将功率器件的端电压经过由OPA2340与OPA2227组成的电压衰减模块后送入单片机进行采集，由单片机计算出功率器件的端电压并送入LCD1602显示。

2 单元电路设计单元电路设计主要包括以下几个部分。

直流电子负载设计与实现申屠磊璇【摘要】随着科技的进步，各式电源设备被大量使用。

为保障电源各种性能符合应用要求，电源测试工作的重要性日益显著。

特别是电子负载以其优良的负载精度、负载稳定性和调节控制的方便性，以及强大的测量和分析控制功能，在电源测试中广泛使用。

本文通过对国内外电子负载研究现状的分析，设计并制作了一台高性能、多功能的直流电子负载。

%With theprogress of science and technology,all kinds of power equipment has been widely used. In order to guarantee the power supply performance in line with the application requirements,the importance of increasing power test.Especially the electronic load with the advantages of good accuracy,stability and load,load control,as well as the measurement and analysis of the powerful control function,widely used in power measurement.In this paper,through the analysis of the domesticand foreign research present situation of the electronic load,the designand fabrication of a high performance DC electronic load,multi function.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】6页(P3-8)【关键词】电子产品;直流电子负载【作者】申屠磊璇【作者单位】武汉理工大学，430070【正文语种】中文0 引言0.1 研究背景随着科技的进步，各类电力电子产品应用越来越广泛，各种电源设备被大量使用。

直流电子负载2010111王士凡、曹伟、檀胜顺【摘要】本设计主要以运放OP07DP和具有自我保护功能的大功率场效应管IRFB41N15D为核心构成电压反馈和电流反馈电路；实现具有恒流、恒压、恒阻三种方式的直流电子负载电路，电路具有预置电流、电压值的功能。

系统包括恒流电路，恒压电路，过流保护电路，采样电路、显示电路等；能够检测被测电源的电流值、电压值；检测值通过AD转换发送给51单片机，由单片机控制1602显示各个参数。

关键字：电子负载，1602，OP07DP，51单片机,IRFB41N15D一、设计方案论证与选择1、总体设计方案的论证与选择按照系统的功能设计要求，直流电子负载的设计采用以恒流方式电路和恒压方式电路为核心实现，由恒流模块、恒压模块、恒阻模块、显示模块等模块组成。

用1602来实现电压以及电流的显示。

电路系统框图如图1所示。

图一、总体电路图2、各电路模块设计方案的论证与选择（1）恒流模块方案一：采用简单的三极管构成的恒流模块的电路；方案二：采用运放构成的放大电路，反馈电路和恒流模式；由于方案一的设计中采用的是简单的三极管构成的恒流模式电路，由于我们要求可调，且稳定性好，功率较大，三极管并不具有我们想要的精度要求，而场效应管具有与我们符合的精度要求，所以我们选用方案二，采用运放和场效应管构成的恒流模块。

具体的方案框图如下图2二所示。

图二、恒流模块电路设计图（2）恒压模块方案一：采用一个稳压二极管构成的恒压电路。

方案二：采用运放，场效应管构成的恒压模块。

由于方案一的设计中输出电压被限制在所接稳压二级管的稳压值，且最重要的一点是该稳压管稳定的电压不可调节，极度严重的不符合我们的设计需要，而方案二中虽然电路相对比较复杂，但有着很好的稳压作用，且还具有可调功能，符合我们的设计要求，方案二的具体设计方案方框图如下图3所示。

图三、恒压模块电路设计图（3）显示方案的选择方案一：采用单片机控制1602来显示。

简易直流电子负载（C题）【本科组】摘要：本文论述了直流电子负载的设计思路和过程，设计制作了一种具有高精度的直流电子负载。

以C8051F020单片机作为核心系统，内置高性能、低功耗的12位A/D和D/A转换电路，由D/AC产生控制电压，通过负载电路产生恒流输出，同时进行的A/D采样，将采样到的电流反馈，实现输出电流的闭环控制。

显示模块选用lcd12864液晶显示器，可同时显示输出电压和输出电流值，数据直观易读。

在恒流工作模式下可实现100mA-1000mA的电流变换，电流分辨率达到1mA，符合设计要求。

此外，设计还增加了过阀电压警报提醒，负载调整率自动测量，电流电压值输出曲线显示等实用功能。

关键字：C8051F020单片机；恒流；直流电子负载一、系统框图本系统由以下部分组成：核心控制电路C8051F-020单片机、功率控制电路、电压、电流采样电路、运放电路、LCD12864显示电路和报警电路。

系统总体结构框图如图1所示：C8051F020单片机lcd12864显示屏报警电路运放电路电压采样电路电流采样电路D/A输出功率器件POWER+POWER-按键输入图1 系统框图二、方案论证1.核心系统方案设计方案一：采用C8051F020单片机作为核心控制单元，内部包含12位A/D、D/A转换功能，精确度高。

通过软件编程可以实现对电压、电流预设置、 A/D采样比较、D/A输出、LCD显示、过压控制、过流控制和过功率控制等多种功能，并且外围电路简单,控制效果好。

方案二：采用纯硬件方式控制设计电路，电压、电流预设置通过调节电位器实现，电流、电压取样反馈值送入比较电路，实现恒压、恒流和恒阻的功能，电路相对比较复杂，且可实现的功能有限，在短时间内制作会比较粗糙，工作量较大。

通过比较，采用方案一可以很好地完成设计基本任务，同时可以实现多种扩展功能，所以我们选择方案一。

2.显示界面方案方案一：用LCD12864显示，LCD是点阵式的显示，可以有汉字、数字、波形等多种方式显示，灵活性大，且同一界面可以同时显示电压、电流等多种参数。

Science &Technology Vision科技视界0引言在电源、通信、蓄电池、能源等领域中,需要使用一些静态负载,通常采用电阻、电容、电感等或将它们的串并联组合来模拟实际负载情况,其缺点是负载占用较大的空间、精度差、形势单一且负载大小不能进行连续调节。

直流电子负载的基本原理是利用功率场效应管(MOS),绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等功率半导体电子元件吸收电能并消耗电能。

依靠功率半导体器件作为载体,实现了负载参数可调的功能,具有体积小和很高的调节精度和稳定性,能很好地模拟实际的负载,在电源设备测试中得到了广泛的应用。

本文针对传统负载的弊病,提出了以STC12C5A60S2微控制器为核心,尽可能通过软件替代硬件,使其具有硬件结构简单、功能强、控制灵活的特点。

1系统整体方案设计基于单片机控制的直流电子负载系统结构框如图1所示:图1单片机控制的系统结构框图本系统由以下部分组成:核心控制电路(单片机)、电子负载电路、采样电路、LCD 显示电路和电源电路。

该系统方案的整体结构简易明了,将恒压电流、恒流电路有机的结合在了一起,并接入电子开关,操作时只需通过电子开关对模式进行手动切换,以STC12C5A60S2单片机为控制核心,通过程序实现恒压恒流值的调节、端口电压的采集及显示等核心功能。

硬件电路中含有的运算放大器具有很大的电源电压抑制化,可以大大减小输出端的纹波电压。

2硬件电路设计本智能控制系统由以下部分组成:核心控制电路(单片机)、功率控制电路、采样电路、运放比较电路、LCD 显示电路和电源电路。

2.1核心控制电路设计采用STC12C5A60S2单片机作为核心控制单元,STC12C5A60S2系列单片机是宏晶科技生产的单时钟、机器周期(1T)的单片机,是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代单片机。

内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D 转换(250K/S),包含8位A/D、D/A 转换功能,精确度高。

电子负载论文：直流电子负载控制算法的研究【中文摘要】随着科技的发展,各类电力电子产品得到了越来越广泛的应用。

然而目前对这些产品的试验多以滑线变阻器和电阻箱等作为负载。

这些负载采用的是有级调节,阻值和负载特性曲线都是固定的,负载形式比较单一,而且也较功率小;输入这些负载的电能全部被消耗掉,造成经济上的浪费;并且占用了一定的安装空间。

因此,在电源测试系统中为了提高生产率,电子负载起着重要的作用。

PID控制指的是比例积分微分控制,是最早发展起来的控制策略之一。

经过多年的更新换代,PID控制得到了不断的发展。

PID控制通常和顺序装置、逻辑、选择器及一些较简单的功能块组成非常复杂的控制系统。

将一些复杂的智能控制算法与经典的PID控制策略结合在一起,获得的控制效果明显比单纯的PID控制策略要好很多。

在计算机控制出现后,由最初的模拟PID转化为现在的数字PID控制,数字PID控制器更显示出参数调整灵活、算法变化多样、简单方便的优点。

但用其对具有复杂非线性特性的对象或过程进行控制难以达到满意的效果。

本文在传统PID控制算法的基础上设计了模糊PID控制器,并对模糊PID 自整定控制系统进行仿真,取得了不错的效果。

另外,本文还探讨了基于神经元的神经网络控制方法,神经...【英文摘要】With the development of science and technology, various kinds of power electronic products have been applied more and more. Yet the measurement for these products usuallyapply slip line rheostat and resistance box etc. as load. Theseload employ level adjustment, both resistance and load characteristic curve are fixed, the form of load is single, andthe power is small. All the power input these load is consumed, causing economic waste and the load occupy a certaininstallation space. Therefore, in order t...【关键词】电子负载 PID 模糊PID 神经网络【英文关键词】electronic load PID Fuzzy PID Neural network【索购全文】联系Q1：138113721 Q2：139938848 同时提供论文写作一对一辅导和论文发表服务.保过包发【目录】直流电子负载控制算法的研究摘要4-5Abstract5第一章绪论9-12 1.1 论文的研究背景9-10 1.2 电子负载的研究现状和发展趋势10-11 1.2.1 负载的定义10 1.2.2 传统的负载10 1.2.3 现代的电子负载10-11 1.2.4 电子负载的发展趋势11 1.3 研究的主要内容11-12第二章电子负载系统的概述12-19 2.1 电子负载的基本结构12 2.2电子负载的工作原理及功能12-17 2.2.1 电子负载的工作原理12-13 2.2.2 电子负载的功能13-16 2.2.3 电子负载的应用及举例16-17 2.3 目前电子负载存在的问题和解决方法17-18 2.3.1 存在的问题17-18 2.3.2 解决方法18 2.4 本章小结18-19第三章电子负载系统总体设计19-32 3.1 控制系统结构19-20 3.2 功率电路和采样电路介绍20-23 3.2.1 功率电路20-22 3.2.2 采样电路22-23 3.3 硬件电路设计23-25 3.3.1 电源模块23-24 3.3.2 通信模块24 3.3.3 串行EEPROM 电路24-25 3.4 系统的软件设计25-30 3.4.1 DSP 芯片介绍25-26 3.4.2 DSP 开发工具简介26-27 3.4.3 软件总体设计思想27-28 3.4.4 初始化函数28-29 3.4.5 A/D 转换函数29 3.4.6 I/O 端口初始化函数29-30 3.5 本章小结30-32第四章传统 PID 控制器的研究及分析32-39 4.1 引言32 4.2 PID 控制策略32-35 4.2.1 模拟PID 控制32-33 4.2.2 数字PID 调节器基本原理33-35 4.3 PID 参数自整定方法35-38 4.3.1 PID 参数整定的一些准则35-36 4.3.2 PID 参数自整定方法36-38 4.4 本章小结38-39第五章电子负载控制器的设计39-59 5.1 模糊 PID 控制器的设计39-44 5.1.1 模糊控制器的结构39-40 5.1.2 各变量隶属度函数的确定40-41 5.1.3 模糊控制规则表的建立41-43 5.1.4 Matlab 仿真结果43-44 5.2 BP 神经网络44-50 5.2.1 BP 网络结构44-45 5.2.2 BP 神经网络算法45 5.2.3 BP 神经网络PID 控制器的设计45-47 5.2.4 Matlab/Simulink 仿真47-50 5.3 电子负载系统的 RBF 神经网络控制50-54 5.3.1 RBF 神经网络控制50-51 5.3.2 RBF 神经网络控制系统设计51-53 5.3.3 Matlab/Simulink 仿真53-54 5.4 DSP 程序设计与算法实现54-58 5.4.1 DSP 代码的自动生成55-56 5.4.2 数据类型的选取56-58 5.5 本章小结58-59第六章实验波形及数据分析59-64 6.1 实验波形及数据59-63 6.2 实验数据分析63-64第七章全文总结及展望64-657.1 全文总结647.2 展望64-65参考文献65-67发表论文和参加科研情况说明67-68致谢68。

【精品论文】直流电机负载下的开关电源控制问题研究直流电机负载下的开关电源控制问题题目研究学院自动化学院专业电气工程与自动化班级学号学生姓名指导教师完成日期杭州电子科技大学本科毕业设计摘要本课题主要研究一种能适于反电势负载的AC/DC开关电源的控制方法。

虽然开关电源技术发展迅速，但是针对开关电源给电机类负载的供电问题，国内外暂无有效的解决方案。

因为电动机的起动、制动电流往往高过其额定值的许多倍，使得开关电源给相应功率的电机类负载供电时常因过电流保护关机而无法工作、或需要大幅降额使用而造成极大浪费。

为解决以上问题，探讨一种适于直流电动机负载的新型开关电源系统方案。

本文首先提出系统的总体方案，对其可行性进行了分析，然后建立了该系统对象的数学模型，研究综合控制算法，其中电压环(AVR)采用ID调节器整定成,,典型型系统，电流环(ACR)采用PI调节器整定成典型型系统，再用Matlab仿真分析，并与传统的稳压控制进行比较，系统仿真得到了较好的电压、电流波形曲线，实现了最大动态电流的约束控制和稳压控制的目的，最后设计电源控制器，包括电源控制器的总体结构框图，硬件电路设计和程序设计。

电源控制器硬件电路采用单片机进行控制，单片机选用ADμC812，采用基于串行通信的ZLG7290芯片作为LED数码管与按键的人机界面接口电路，本设计采用4个按键和3个LED。

关键词:直流电机;开关电源;电源控制器;ADμC812杭州电子科技大学本科毕业设计ABSTRACTThe paper focuses on Study for a kind of back-EMF load of AC / DC switching power supply control method.Although the rapid development of switching power supply technology, for switching power supply to the electric power load category, there are no effective solution at home and abroad. Because the start-up, brake current of motor are often many times higher than its rating, the switching power supply always unable to work forshutdown of over-current protection when power supply to the corresponding power motor type load, or need to significantly reduced the amount of use so as to caused a great waste and . To solve the above problem, investigate a new type of switching power supply system for DC motor load.In this paper, propose overall proposal of the system first,analysis of its feasibility, and then establish the object mathematical model of the system, research integrated control algorithm, automatic voltage regulator (AVR) use regulator of ID to Setting the ,system to Typicalsystem, automatic current regulator (ACR)regulator of PI to Setting,the system to Typicalsystem, use MATLAB to simulation and analysis, comparisonwith the traditional voltage regulator control, we get nice wave curve of voltage and current, reached the purpose of the maximum dynamic current control and Voltage stability control ,finally, design the power supply controllers, including the design of the overall structure of power supply controllers, hardware circuit and program.The hardware circuit of power supply controllers uses single-chip to control, the single-chip selected ADμC812, Use ZLG7290 which based on serial communication forman-machine interface circuit of LED digital tube and button, this design uses four buttons and three LED digital tubes.Key words:DC Motor;Switching Power Supply;Power Supply Controllers ;ADμC812杭州电子科技大学本科毕业设计目录摘要ABSTRACT1 前言..............................................................1 2 总体方案及其可行性分析.. (4)3 系统建模、控制算法及仿真分析 (6)3.1 对象建模 (6)3.2 综合控制算法研究 (9)3.2.1 电压调节器(AVR)的设计 (11)3.2.2 电流调节器(ACR)的设计 (12)3.3 系统仿真分析 (13)3.3.1 仿真参数计算 (13)3.3.2 系统仿真及结果分析...................................14 4 电源控制器的技术实现 (17)4.1 电源控制器的总体结构框图 (17)4.2 电源控制器的设计 (17)4.2.1 硬件电路设计 (17)4.2.2 程序设计 (23)5 总结.............................................................30 致谢................................................................31 参考文献............................................................32 附录电源控制器硬件电路图 (33)1 前言现实生活中常用的电源，可以分为发出电能的电源和变换电能的电源两大类。