数控恒压恒流源设计报告
数控恒流源实验报告设计
数控恒流源实验报告设计摘要：本系统是以msp430单片机为控制器,由矩阵键盘、液晶显示器、D/A转换电路、恒流源电路、电流采样电路及直流稳压电源电路组成的数控恒流源实验电路。
该电流源具有输出电流稳定、可调范围输出电流与输入电压呈线性关系的特点。
系统基本工作原理为：键盘设定直流电源的输出电流，单片机通过D/A转换电路控制恒流源的输入电压，由于恒流源输入电压与负载电流的线性关系且负载电流只随输入电压变化而变化从而实现数控恒流的目的，另外单片机通过电流采样电路及A/D转换回检负载电流并通过液晶将采样电流值显示出来。
最后经实验验证，本系统输出电流稳定，不随负载变化而变化。
关键字：键盘、D/A、恒流源、采样电路、A/D一、方案论证与比较1.1直流稳压电源方案一：采用单极开关电源，由220V交流整理后，经开关电源稳压输出。
该方案的优点是电路效率高，但是此方案产生的直流纹波和干扰比较大，而且开关电源结构复杂。
方案二：采用交流电压经桥式电路整流滤波输出，直接进入稳压电路。
此方案的优点是电路简单、容易实现、方便调试，只是该方案功率损耗较大，但是在小型非连续工作系统中这些功耗可以承受。
综合考虑，选择方案二。
1.2恒流源模块方案一：由运算放大器、大功率场效应管、采样电阻、负载电阻等组成恒流源。
此方案既能满足输出电流达到2A的要求，也能较好地实现电压近似线性控制电流。
方案二：可通过由集成稳压器构成开关恒流源来构成恒流电路。
通过三端集成稳压器可构成开关稳压源。
当把电阻设为一定值时，当回路中负载发生变化时可有集成稳压器进行自动补偿从而使输出电流保持不变，但此电路带负载能力及调节精度存在一定难度。
综合考虑，本系统采用了方案一。
集成稳压器构成的开关恒流源电路图如下：二、系统设计2.1系统方案设计本系统以直流电流源为核心，msp430单片机为控制器，通过矩阵键盘来设置直流电源的输出电流，由单片机程控输出数字信号，经过D/A转换模块输出模拟量，控制直流电流源的输入电压，随着输入电压的变化而输出不同的电流，设置步进等级可达1mA。
数控恒流源设计报告参考模板
数控恒流源的设计摘要：本设计采用STC单片机STC12C5A60S2作为直流恒流源的控制、显示和输出电流检测核心，实现了0A到2A数控可调直流恒流源。
系统的显示部分采用数码管实时显示设定电流值和实测电流值；输出电流控制采用STC12C5A60S2单片机的D/A口输出模拟量；电流测量采用基本没有温度漂移的康锰铜电阻丝作为精密取样电阻，利用TLV2543的A/D输入口进行电流检测和监控。
硬件电路恒流部分的控制端采用多个精密运算放大OP07接成闭环反馈控制形式，受控部分采用达林顿管进行扩流、精确输出设定电流。
电源部分采用大功率变压器供电，多级电容滤除纹波干扰；电源输出采用三端稳压芯片进行稳压，并且利用大功率达林顿管进行扩流以满足后级功率需求。
关键字：STC12C5A60S2 恒流源一、方案论证如题目要求，系统主要由控制器模块、电源模块、电流源模块、负载模块及键盘显示模块构成，下面分别论证这几个模块的选择。
1、控制模块的选择方案方案一：采用AT89C51单片机进行控制。
本设计需要使用的软件资源比较简单，只需要完成数控部分、键盘输入以及显示输出功能。
采用AT89C51进行控制比较简单，但是51单片机内存只有2k，程序比较多时可能存储不够。
方案二：采用STC12C5A60S2单片机进行控制。
STC12C5A60S2单片机具有强大功能的16位微控制器，它内部集成10位ADC和2通道10位 DAC，可以直接用于电流测量时的数据采集，以及数字控制输出；I/O口资源丰富，可以直接完成对键盘输入和显示输出的控制；存储空间大，能配合LCD液晶显示的字模数据存储。
采用SPCE061A单片机，能将相当一部分外围器件结合到一起，使用方便，抗干扰性能提高。
鉴于上面分析，本设计采用方案二。
2、电流源模块的选择方案方案一：由晶体管构成镜像恒流源该电路的缺点之一在于电流的测量精度受到两个晶体管的匹配程度影响，其中涉及到比较复杂的工艺参数。
数控直流恒流源设计报告
数控直流恒流源设计报告本系统以直流电流源为核心，AT89s52单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电流，设置步进等级可达1mA，并可由液晶显示电流设定值和实际输出电流值。
本系统由单片机程控设定数字信号，经过D/A转换器（tlv5618）输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电流。
单片机系统还兼顾对恒流源进行实时监控，输出电流经过电流/电压转换后，通过A/D转换芯片，实时把模拟量转化为数据量，再经单片机分析处理，通过数字量形式的反馈环节，使电流更加稳定，这样构成稳定的压控电流源。
实际测试结果表明，本系统能有效应用于需要高稳定度的小功率恒流源的领域关键字压控恒流源智能化电源闭环控制设计任务与要求1.1设计任务设计并制作一个数控直流电流源。
输入的交流电压220～240V,50Hz；输出的直流电压≤10V。
其原理示意图1如下所示。
图1 设计任务示意图1.2技术指标基本要求：（1）要求电压输出范围：200～2000mA；（2）可设置并输出电流给定值，要求输出电流和给定电流的偏差的绝对值≤给定值的1%+10mA；（3）具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤10mA；（4）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流的变化的绝对值≤ 输出电流的1%+10mA；（5）纹波电流≤ 2mA；（6）自制电源。
发挥部分：（1）输出电流范围为20~2000mA，步进为1mA；（2）设计、制作测量并显示输出电流的装置（可同时或交替显示电流的给定值或实测值），测量误差的绝对值≤测量值的0.1%+3个字；（3）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤ 输出电流的0.1%+1mA；（4）纹波电流≤0.2mA;（5）其他。
2．方案比较与论证2.1.1各种方案比较与选择方案一：采用中小规模集成电路构成的控制电路。
由三段可调式集成稳压器构成的恒流源。
数控恒压恒流源设计报告.
数控恒压恒流源学校:电子科技大学中山学院指导老师：刘根据参赛队员：李俊龙、梁创学、黄立群2013年12月20日目录摘要 (3)1.方案论证与比较 (4)1.1系统总体框图及设置 (4)1.2控制方案的比较论证 (4)1.3 输出方案 (5)1.4按键选择方案 (5)1.5提高效率的方案 (5)1.6 MULTISIM软件仿真 (5)2.电路设计与参数计算 (5)2.1 系统总体设计原理图 (5)2.2主回路器件的选择及参数计算 (5)2.2.1开关管的选择 (6)2.2.2电感的选择 (6)2.2.3电容的选择 (6)2.2.4采样电路的选择 (6)2.3控制电路设计 (6)2.3.1控制回路采样信号的处理 (6)2.3.2 PWM波的产生 (6)2.4效率的分析 (6)4.测试方法与数据 (8)4.1测方法试 (8)4.2测试仪器 (8)4.3测试数据 (8)5.测试结果分析 (8)5.1恒压源 (8)5.2恒流源 (9)5.3改进方案 (9)附录1：整体程序 (10)附录2：设计原理图 (18)摘要本系统以STC12C5A60S2为核心，实现电压可预置，步进电压为100mV，输出电压范围为5V到10V，输出电流为100-1000mA。
可显示预置电压，实测电压，实测电流，实测效率。
该系统主要由STC12C5A60S2单片机系统，PWM信号控制芯片TL494，斩波主回路，按键，A/D以及D/A等组成。
系统通过键盘预置电压值送给TL494形成闭环反馈电路，采样精密电阻上的电压，采样康铜丝上的电压间接推算出其电流并显示。
本系统具有调整速度快，精度高，电压调整率低，负载调整率低，效率高，输出纹波小等优点。
关键词：STC12C5A60S2、TL494、恒压、恒流1.方案论证与比较1.1系统总体框图及设置通过按键单片机对主电路进行恒压或恒流功能的切换，并且经单片机给控制芯片TL494提供一个基准电压，与采样电压进行比较，从而改变TL494输出波形的占空比，进而控制IRF540的开启与截至，从而控制主电路电压的大小，达到设定值。
数控恒压恒流电源设计
数控恒压恒流电源设计数控恒压恒流电源是一种在电子设备研发和制造工作中十分常见的装置，它能够提供稳定的电流和电压输出，广泛应用于电子元器件的测试、电子设备的加工和电子设备的研发等领域。
本文将详细介绍数控恒压恒流电源的设计原理、关键技术以及实际应用等内容。
一、设计原理当负载发生变化时，电源会检测到输出端的电压和电流的变化，然后通过反馈回路根据设定值进行调整，使输出端的电压和电流保持在设定值附近的范围内。
通过不断的反馈和调整，可以实现输出电压和电流的精确控制。
二、关键技术1.电压检测技术：设计电压检测电路，通过传感器或电路来实时检测输出端的电压。
可以使用电压分压器和运算放大器等电路来进行电压检测。
2.电流检测技术：设计电流检测电路，通过传感器或电路来实时检测输出端的电流。
可以使用电流采样电路和运算放大器等电路来进行电流检测。
3.反馈控制技术：通过比较检测到的电压和电流与设定值的差异，设计控制回路来实现恒压和恒流的输出控制。
可以使用控制芯片和电路来进行反馈控制。
4.保护技术：设计过流保护和过压保护电路，当输出端的电流或电压超过设定值时，能够及时切断输出，保护负载和电源设备的安全。
5.数控技术：设计数字控制电路，通过微处理器或可编程逻辑器件等实现对电源的数字控制和参数设定。
三、实际应用在电子设备测试中，数控恒压恒流电源可以提供稳定的电流和电压输出，用于测试电路的工作状态、负载能力等。
在电子设备加工中，数控恒压恒流电源可以提供稳定的电流和电压输出，用于控制电子设备的加工过程，确保电子设备的质量和性能。
在电子设备研发中，数控恒压恒流电源可以提供稳定的电流和电压输出，用于电路原型的调试、电路参数的测量和电路性能的验证等。
总结：数控恒压恒流电源是一种在电子设备研发和制造工作中常见的装置。
其设计原理基于电压和电流的控制回路，通过反馈控制实现稳定的恒压和恒流输出。
数控恒压恒流电源的设计涉及到多个关键技术，如电压检测、电流检测、反馈控制等。
高效数控恒流源设计报告
高效数控恒流源设计报告一、引言数控恒流源（Numerical Control Constant Current Source）是一种广泛应用于电子设备和工业生产中的电源设备，主要用于稳定输出恒定的电流信号。
在很多应用场景中，对电流的精确控制和稳定性要求较高。
本文将介绍一种高效数控恒流源的设计方案，并详细讨论其工作原理、电路结构和性能指标。
二、设计方案2.1 工作原理数控恒流源的工作原理基于负反馈机制，通过对输出电流进行监测并与设定值进行比较，调整反馈回路中的控制信号，使输出电流保持在设定值附近。
典型的数控恒流源由四个主要部分组成：直流电源、电流检测电路、比较器和功率调节器。
2.2 电路结构本设计方案采用基本的电流控制回路，电路结构如下：电路示意图电路示意图主要组成部分包括：•直流电源：提供基准电压以供电路工作。
•电流检测电路：通过高精度电流传感器对输出电流进行实时监测，并输出检测信号。
•参考电流源：提供设定值参考电流作为比较器的输入。
•比较器：将检测信号与设定值参考电流进行比较，并产生误差信号。
•误差放大器：对比较器输出的误差信号进行放大，以提供足够的调节信号给功率调节器。
•功率调节器：根据误差信号的大小和方向，控制输出电流的大小和稳定性。
2.3 性能指标为了评估数控恒流源的性能，我们需要考虑以下指标：•稳定性：输出电流的稳定性是衡量数控恒流源性能的重要指标，要求输出电流在设定值附近波动幅度小。
•精度：指数控恒流源输出的电流与设定值之间的偏差程度，要求尽可能小。
•响应速度：数控恒流源对于设定值的改变能够快速响应并调整输出电流，要求响应速度较快。
•效率：数控恒流源的电能转换效率，要求尽可能高。
三、实验步骤3.1 集成电路选择和布局设计为了实现高效的数控恒流源设计，我们首先需要选择适合的集成电路并进行布局设计。
考虑到稳定性和性能需求，我们选择了XXX型号的集成电路，并根据电路结构进行布局设计。
3.2 元器件选型和连接根据设计方案，选择适合的元器件，并根据电路结构进行连接。
设计报告恒流源.doc
数控恒流电源设计报告摘要：本系统创造性地采用精密低功耗仪表运放INA118和DC-DC变换器及低功耗单片机MSP430F149结合的方式，很好地实现了题目输出电流变化范在200mA～2000 mA,并且电压输出值小于10V，输出噪声纹波电流小于等于30 mA，整机效率达到70%以上。
高效数控恒流电源可预测并显示，经测试，基本指标已达到要求。
关键词：数控恒流电源MSP430F149 DC/DC变换电路目录1.总体方案论证与比较： (1)1.1.DC/DC变换电路的方案论证和选择 (1)1.2.控制电路的方案论证和选择 (2)1.3.开关电源模块的方案论证和选择 (2)1.4.显示模块的方案论证和选择 (4)1.5.电流取样电阻的方案论证和选择 (4)2.硬件电路的设计 (5)2.1.系统电路方框： (5)2.2.各部分模块电路简介： (5)2.2.1.DC/DC变换电路.................................................................................................................. 错误！未定义书签。
2.2.2.采样电路的设计，由低噪声高精度满量程运放INA118芯片与精密低功耗仪表放大器TLC2202组成。
. 6 2.2.3 MSP430内部A/D与外部D/A转换电路（核心芯片） (6)2.2.4.键盘控制电路的设计 (8)2.2.5.液晶显示的设计 (8)3.．软件设计 (10)3.1.软件流程设计 (10)4.系统仿真和实际电路测试数据 (13)4.1.测试方法与数据分析 (13)4.2.输出电流测试表表1： (13)4.3.电流调整率 (13)4.4.负载调整率 (13)4.5.输出噪声纹波电流 (13)4.6.整机效率 (14)4.7.过压保护电压 (14)4.8.误差的分析与进一步改进： (14)5.参考文献 (14)6.附录1：所使用的TI芯片清单及其它的基本特性 (16)7.附录2 系统整体原理图： (17)8.附录3 作品照片 (18)1.总体方案论证与比较：经过仔细地分析和论证，我们认为此次高效数控恒流电源可分为电源电路，整流滤波电路，DC/DC 转换电路，负载电路，放大电路，单片机控制电路，人机界面这几个模块。
高效数控恒流源设计报告最终版
高效数控恒流源设计报告最终版本报告主要介绍了一种高效数控恒流源的设计方案，该方案采用了一种基于集成电路控制的恒流源电路，其具有响应速度快、精度高、稳定性好等优点，可以用于正负载电压变化大的场合，能够有效地提高恒流源的输出精度和稳定性。
本报告结合具体设计实例，详细介绍了该恒流源电路的设计原理、电路结构、参数选择等关键技术，以及在实验验证中的性能表现。
本文旨在为电子工程师和研究人员提供参考，供其在设计和应用过程中参考。
一、方案设计原理在电子设备中，恒流源作为一种重要的电源单元，通常用于需要稳定电流输出的场合，例如电池充电、LED 灯驱动、电流测量等等。
传统的恒流源通常采用电阻调节电流大小，但这种方式存在电流漂移大、电阻热耗大、温度漂移大等缺陷。
为解决这些缺陷，本设计方案采用了一种基于集成电路控制的电路方案。
该电路的基本原理是利用采样电阻将负载电流转化为一个电压信号，然后经过运算放大器等电路进行放大，再利用控制器对输出电压进行控制，以保证输出电流的大小。
其中，控制器可以选用数字型或模拟型，数字型采用微处理器或FPGA芯片，更能提高设备的灵活性和精度；而模拟型则采用集成运算放大器，实时控制输出电流。
这种电路方案具有响应速度快、精度高、稳定性好等优点，能够满足大部分恒流源的应用需求。
二、方案设计细节1. 采样电阻的选取采样电阻是恒流源电路中的重要元器件之一，它起到将负载电流转化为电压信号的作用。
为保证其响应速度和精度，需要选用阻值尽可能小、精度尽可能高的采样电阻。
同时，为避免采样电阻过小导致的功耗过大和温度漂移过大，还需根据负载电流和制程工艺等因素进行合理的选择。
2. 运算放大器的设计由于采样电阻的阻值较小，其输出电压也相应很小，需要经过放大才能得到较大的量级。
因此，在电路中采用高精度的运算放大器进行放大，并对其负载容量、增益稳定等因素进行严格控制，以保证输出电压与输入电流之间的比值达到恒定。
3. 控制器的选取恒流源的控制器可以选择数字型或模拟型，其中数字型采用微处理器或FPGA 芯片，更能提高设备的灵活性和精度；而模拟型则采用集成运算放大器，实时控制输出电流。
数控恒流源系统设计
数控恒流源系统设计数控恒流源系统是一种集数字控制和恒流源技术于一体的电子控制系统。
它主要应用于自动化生产线上的电子设备，能够实现对电子设备的稳定供电，从而保证设备的正常运转。
本文将详细介绍数控恒流源系统的设计方案、工作原理等内容。
一、设计方案1.系统组成数控恒流源系统由功率负载、分流器、电流检测器、控制器、电源及散热系统组成。
2.系统技术方案（1）分流器技术：分流器是指将输入电流分成不同的等份，以便控制其输出。
在数控恒流源系统中，分流器被用于分配电流。
分流器可以采用电阻、晶体管等器件构成，其中采用现代的导电聚合物技术制作的微型分流器更具有优势。
（2）电流检测技术：电流检测器可以实现对电流的精确检测和稳定输出。
它可以监测电子设备的电流信息，并纠正输出电流，确保恒流源输出恒定的电流。
（3）控制器技术：控制器是整个系统的核心部件。
采用先进的数字信号处理器（DSP）技术，可以实现对电压、电流的精确控制，确保系统稳定性。
控制器还提供了人机界面，可通过屏幕显示数字信息和交互指令。
3.系统特点（1）数控恒流源系统采用数字控制技术，具有稳定性好、响应速度快、精度高等特点。
（2）系统采用恒流源技术，能够实现输出固定的电流，从而保证电子设备正常工作。
（3）系统具有反馈控制功能，可以实时监测电流变化，从而自动调整电流输出。
二、工作原理数控恒流源系统的工作原理可以简单概括为三个过程：采样、比较和控制。
1.采样过程该过程是指通过电流检测器对电流进行采样。
检测器可以检测来自负载的电流信息，并将其转换成数值信号，提供给控制器进行处理。
采样周期一般越短，监测到的电流变化越精细。
2.比较过程该过程是指将采样到的电流值和系统设置的目标电流进行比较。
如果采样到的电流值与目标电流值相等，则直接通过恒流源源测出固定电流给负载；如果不相等，则控制器发出控制信号，调整恒流源输出的电流。
3.控制过程该过程是指控制器根据电流检测器采样到的实际电流值进行比较，对恒流源输出的电流进行调整。
数控恒流源设计
数控恒流源设计数控恒流源是一种常见的电子设备，其主要功能是对电流进行精确的控制和稳定。
在许多工业和科学领域中，数控恒流源被广泛应用，提供了有效、可靠的电流输出。
以下是关于数控恒流源设计的详细介绍。
一、数控恒流源的定义和优势数控恒流源通常包括电路、控制系统、开关电源和显示屏等组件。
通常，该设备的输出电流可通过特定的控制方式进行设置和调整，实现对电流的精确控制，从而实现恒定电流的输出。
这种电流输出的优点是输出稳定、可靠，从而可以满足工业、科学和医学领域的人员需求。
数控恒流源的优点在于其控制方式灵活多样，可以根据需求进行精确控制。
此外，该设备具有高效、可靠、稳定的特点，可以满足长时间连续工作的需要。
数控恒流源的应用范围非常广泛，其主要应用于自动化设备、实验室、医学仪器等领域中。
二、数控恒流源的设计数控恒流源设计可以分为电路设计、控制系统设计、开关电源设计以及显示和用户界面设计等步骤。
首先是电路设计。
电路设计包括电路板的设计和电源系统的设计，其中电源系统可以选择电池、直流电源或交流电源等。
通常，为了保障设备的输出稳定，电路板部分会使用高精度的电子元件。
其次是控制系统设计。
控制系统设计主要包括数据采集系统、控制算法和控制器的选取等内容。
数控恒流源的控制系统需要使用高精度的传感器进行电流的采集，并需要借助特定的控制算法进行电流控制。
开关电源设计是设计中的关键部分。
开关电源可以通过目标的各种控制方式，如模拟控制和数字控制来实现输出的电流和电压的精确调节，具有较小的尺寸和体积，高效的功率转换，使用寿命长，能够应对各种复杂的工作环境等好处。
最后是显示和用户界面设计。
数控恒流源的显示可以使用LED数字显示、点阵显示等技术，用于显示输出的电流大小、电压、状态和故障等信息。
由于该设备需要接受用户控制，因此需要设计友好的用户界面，以便用户能够轻松掌握其使用方法。
三、数控恒流源的使用方法数控恒流源的使用步骤非常简单。
首先，需要将设备连接到所需的载体上，然后设置所需的电流和电压，最后启动设备即可完成任务。
数控恒压源报告课程设计
数控恒压源报告课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数控恒压源的概念、原理及应用场景；2. 掌握数控恒压源电路的组成、工作原理及功能；3. 学会分析数控恒压源电路的性能，并能进行简单的电路计算。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计简单的数控恒压源电路；2. 培养实际操作能力，完成数控恒压源电路的搭建与调试；3. 提高查阅资料、分析问题和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术课程的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的团队协作精神，提高沟通与交流能力；3. 增强学生的环保意识，认识到节能降耗的重要性。
课程性质：本课程为电子技术学科的一门实践性课程，旨在帮助学生掌握数控恒压源电路的相关知识，培养实际操作能力。
学生特点：学生为高中二年级学生，已具备一定的电子技术基础知识和实验操作能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调实际操作，鼓励学生动手实践、自主探究，提高解决问题能力。
通过本课程的学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均取得具体的学习成果。
二、教学内容1. 数控恒压源基础知识：- 恒压源的定义、分类及特点；- 数控恒压源的基本原理与工作方式；- 数控恒压源的应用领域及发展前景。
2. 数控恒压源电路分析：- 电路组成：运算放大器、MOSFET、稳压芯片等；- 电路工作原理及性能分析；- 电路参数计算与调整方法。
3. 数控恒压源电路设计与实践：- 设计要求与步骤；- 电路搭建与调试方法；- 故障分析与排除技巧。
4. 教学内容的安排与进度：- 第一周：数控恒压源基础知识学习；- 第二周：数控恒压源电路分析与计算；- 第三周：数控恒压源电路设计与实践；- 第四周：总结与评价。
教材章节及内容：- 教材第四章第二节：恒压源的特性及分类；- 教材第四章第三节：数控恒压源的基本原理与电路分析；- 教材第四章第四节：数控恒压源的设计与实验。
教学内容科学系统，注重理论与实践相结合，引导学生掌握数控恒压源电路的相关知识，培养实际操作能力。
恒压、恒流源数电设计报告
电路设计--恒压、恒流源电路设计报告专业：测控技术与仪器班级：姓名：学号：邮件：手机：一、恒流当开关合上即将R2短路时，VF1超过限定电压5V时，U4输出为低，则电流将会流经二极管SD1和U4迫使VF1降为5V，故VF1最大为5V。
而VF2最大为10V，输出电流Io=10V/(10R3)=100mA则负载的临界值为R0=5V/100mA=50欧当负载R4为0~50欧之间时，经仿真输出电流恒为100mA，此时为恒流状态。
二、恒压开关断开，负载电压V o最大为10V，但VF2受到U4的限制，其输出超过设定电压5V时，降为5V，故VF2最大为5V，所以此时输出电流Io为50mA，则负载的临界值为R=10V/50mA=200欧当负载R4<200欧时，经仿真Io=50mA，为恒流状态；当负载R4>200欧时，经仿真V o=10V，为恒压状态。
三、既非恒压又非恒流1、设电源电压V3=5V，V6=10V，开关打到恒流模式时，当R4>9.4欧时，Vo=5V，电路处于恒压状态，工作在第四象限；此外电路既非恒压也非恒流状态。
2、设电源V3=5V，V6=-10V，开关打到恒流模式时，当VF1（或Vo）处于-10V~5V时，经计算与仿真，负载电阻R4在50~200欧范围内时为恒流状态，恒定电流为100mA，电路工作于第一或第四象限；R4在14.7~50欧之间，V o=-10V，为恒压状态，工作于第二象限；R4>200欧时，V o=5V，电路处于恒压状态，工作在第一象限；此外既非恒流也非恒压。
3、设电源电压V3=-5V，V6=10V，开关打到恒流模式时，负载电阻R4在100~250欧之间时为恒流模式，此时恒定电流为-100mA，电路工作于第三或第四象限；经仿真，R4在10~100欧之间时，V o=5V，电路为恒压状态，工作于第四象限；R4>250欧时，V o=-10V，电路处于恒压状态，工作在第三象限；此外既非恒流又非恒压。
数控恒流源设计报告加程序
数控恒流源设计报告背景数控恒流源是单片机运用数字控制技术控制恒流源的一种设计方案。
当前，数字化数控恒流源的应用,随着电子技术的发展使用范围越来越广，在电子测量仪器、激光、传感技术、超导、现代通信等高新技术领域，恒流源都被广泛应用,且发展前景较为良好。
同时，也不仅局限于此。
电子领域,数控恒压技术已经很成熟，但是恒流方面特别是数控恒流的技术是有待发展，高性能的数控恒流器件的开发和应用存在巨大的发展空间。
所以设计一个数控恒流源方案来提高恒流源的稳定性、适用范围以及精度很有必要。
目录第一章设计方案第二章恒流电路第三章ＭSP43０F149单片机及电源第四章 AD模块第五章DA模块第六章键盘模块和显示模块第七章软件设计第八章实验总结第一章设计方案本设计本设计是基于单片机控制的直流恒流源,分为以下几个组成部分：单片机控制系统、A／Ｄ和D/A转换模块、电源模块、恒流源模块、负载及键盘液晶显示模块, 系统框图如图所示。
系统框图用430单片机作为整机的控制单元，通过改变Ｄ/Ａ转换器的输入数字量来改变输出电压值,从而间接地改变压控恒流源的输出电流大小。
为了能够使系统具备检测实际输出电流值的大小，可以将电流转换成电压,并经过A/D转换器进行模数转换，用单片机实时对电压进行采样，与输入预期值比较,并通过430单片机进行进行数据处理微调输出,提高精度实时显示。
第二章恒流电路数控直流电流源可以采用电流输出型Ｄ/Ａ转换器来实现，单由于其输出电流的幅值一般在u Ａ数量级，因此需要进行电流放大若干倍才能达到所需要的要求电流值，电路实现很困难。
若选择电压输出型DAC,再通过V-Ｉ转换电路变成与之成比例的电流信号,则电路实现相对简单，因此设计直流电源时常采用该种方案实现,在这种方案中,V/I转换电路设计是关键。
通常的Ｖ/I转换有两种方式,一种是负载共地的方式,一种是负载共电源的方式。
我们选用的是负载共地的方式,因为有很多电路负载在连接的时候需要进行共地。
高效数控恒流源设计报告
2020年TI杯四川省大先生电子设计竞赛设计报告书设计标题：高效数控恒流电源〔D题〕参赛队代码：LG-3-本-D竞赛时间：2020-7摘要本数控恒流源系统主要由恒流源控制电路、DC/DC变换电路和单片机控制局部三个功用模块组成。
恒流源控制电路由硬件闭环稳流电路完成输入电流的动摇控制。
DC/DC转换模块采用单端正激式DC/DC变换电路，可完成降压和升压的功用，扩展输入电压范围至8-20V。
单片机控制模块以MSP430单片机为控制中心，结合键盘、DAC和LCD完成系统的控制和显示功用。
一、总体方案设计1、方案论证与比拟〔1〕恒流源电路方案方案1：采用软件闭环控制方式。
键盘预置电流值，经MCU处置后送入DAC将其转换为电压信号从而控制输入电流。
采样电路采集实践输入电流值，再经过ADC转换送回单片机，与预置电流值停止比拟并经过适当的控制算法，调整输入电流值使其与设定电流值相等，从而构成闭环控制系统。
方案2：采用硬件闭环控制。
硬件的闭环稳流的典型电路如图1所示，依据集成运放的虚短概念，可失掉：I L≈Vi/R1式中I L为负载电流，R1为取样电阻，Vi为运算缩小器同相端输入信号。
假定固定R1，那么I L完全由V i决议，此时无论Vcc或是R L发作变化，应用反应环的自动调理作用，都能使I L坚持动摇。
方案1最大的效果是：假定输入电源电压或负载发作变化，都需求经过一段时间调整后才干使电流动摇。
而方案2硬件电路不仅复杂而且又能快速得完成动摇的电流输入，故本系统采取方案2。
图1 硬件闭环稳流电路〔2〕DC/DC电压转换电路方案最基本的斩波电路如图2所示，斩波器负载为R。
当开关S合上时，U out=U r=U in，并继续t1时间。
当开关切断时U out＝U r＝0，并继续t2时间，T＝t1＋t2为斩波器的任务周期，斩波器的输入波形如图1〔b〕所示。
定义斩波器的占空比D＝t1／T，t1为斩波器导通时间，T 为通断周期。
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数控恒压恒流源学校:电子科技大学中山学院指导老师：刘根据参赛队员：李俊龙、梁创学、黄立群2013年12月20日目录摘要 (3)1.方案论证与比较 (4)1.1系统总体框图及设置 (4)1.2控制方案的比较论证 (4)1.3 输出方案 (5)1.4按键选择方案 (5)1.5提高效率的方案 (5)1.6 MULTISIM软件仿真 (5)2.电路设计与参数计算 (5)2.1 系统总体设计原理图 (5)2.2主回路器件的选择及参数计算 (5)2.2.1开关管的选择 (6)2.2.2电感的选择 (6)2.2.3电容的选择 (6)2.2.4采样电路的选择 (6)2.3控制电路设计 (6)2.3.1控制回路采样信号的处理 (6)2.3.2 PWM波的产生 (6)2.4效率的分析 (6)4.测试方法与数据 (8)4.1测方法试 (8)4.2测试仪器 (8)4.3测试数据 (8)5.测试结果分析 (8)5.1恒压源 (8)5.2恒流源 (9)5.3改进方案 (9)附录1：整体程序 (10)附录2：设计原理图 (18)摘要本系统以STC12C5A60S2为核心，实现电压可预置，步进电压为100mV，输出电压范围为5V到10V，输出电流为100-1000mA。
可显示预置电压，实测电压，实测电流，实测效率。
该系统主要由STC12C5A60S2单片机系统，PWM信号控制芯片TL494，斩波主回路，按键，A/D以及D/A等组成。
系统通过键盘预置电压值送给TL494形成闭环反馈电路，采样精密电阻上的电压，采样康铜丝上的电压间接推算出其电流并显示。
本系统具有调整速度快，精度高，电压调整率低，负载调整率低，效率高，输出纹波小等优点。
关键词：STC12C5A60S2、TL494、恒压、恒流1.方案论证与比较1.1系统总体框图及设置通过按键单片机对主电路进行恒压或恒流功能的切换，并且经单片机给控制芯片TL494提供一个基准电压，与采样电压进行比较，从而改变TL494输出波形的占空比，进而控制IRF540的开启与截至，从而控制主电路电压的大小，达到设定值。
采样得到的电压值、电流值在液晶12864上进行实时显示。
1.2控制方案的比较论证方案一：直接用单片机产生PWM 波控制开关管，这样编程变得很复杂，干扰较大。
方案二：用芯片TL494去控制PWM 波的产生，单片机编程简单，并且TL494的占空比调节范围大，易于进行控制。
综上所述，选用方案二用TL494芯片去控制PWM 波的产生。
降压斩波电路负载双三极管 隔离采样 电 路开关管CD4051 TL494显示DA 转换 AD 转换单片机系统按键1.3 输出方案方案一：选用1602，但1602界面简单，只能显示字母和阿拉伯数字。
方案二：选用12864，12864除了现实字母与阿拉伯数字外，还可以显示汉字，人机界面比较好。
综上所述选用方案二用12864作为显示。
1.4按键选择方案方案一：矩阵按键的编程复杂，在使用时要时刻扫描，浪费单片机的资源。
方案二：独立按键编程简单，在该系统中使用了外部中断，并且只用到四个按键，这样就不用时刻扫描，因此可以节省资源去处理DA和AD转换。
综上所述选用方案二用按键进行控制。
1.5提高效率的方案开关管，电感电容的选择很重要。
开关管要注意导通压降，开关速率，额定电流。
电感要注意在设定频率下工作是否会饱和。
电容要注意耐压。
各器件的额定电流值尽量大于导通电流的两倍以上。
主通路线路尽量粗，减少导通电阻。
1.6 MULTISIM软件仿真在进行系统实现之前，先用MULTISIM软件对所需要满足的指标进行仿真。
输入指标为最大输入电压Vinmax=24V，最小输入电压Vinmin=10V，输出电压Vout=5-10V，输出电流Iout=100m-1000mA2.电路设计与参数计算2.1 系统总体设计原理图：见附件22.2主回路器件的选择及参数计算2.2.1开关管的选择场效应管选用开关频率高，导通电阻小的IRF540。
其开关频率可以达到100k以上。
2.2.2电感的选择电感的选择在综合考虑电感的品质系数，电路的工作频率，是否饱和，最大纹波电流，工作在连续模式还是断续模式等因素后，鉴于此电路输出3A，选用额定为5A的电感，电感值最小为L=5(Vin-Vout)*Vout*T/(Vin*Iout)=3.7mH，这里选用5mH的电感与电容组成pi型滤波。
2.2.3电容的选择电容起到滤波储能的作用，电容选用耐压50V的电解电容，最小值为C=0.2*65*10-6 *Iout/Vout=4400uF，这里选用多个电容并联。
2.2.4采样电路的选择电流采样电阻采用0.02欧的电阻，分压小，且电阻值随温度的变化小，精度高。
电压采样利用精密电阻分压采样。
2.3控制电路设计2.3.1控制回路采样信号的处理采波通过光电隔离器件TL250驱动开关管或者进入单片机的AD口中进行电压电流实时显示。
样后电压经过跟随器（采样电流还有放大器）通过多路开关CD4051后进入固定频率脉宽调制器件TL494的输入端产生PWM2.3.2 PWM波的产生TL494是一种固定频率脉宽调制电路。
它内部电路由基准电压产生电路、振荡电路、间歇期调整电路、两个误差放大器、脉宽调制比较器以及输出电路等组成。
输入的采样信号与基准信号进行比较，通过脉宽调制比较器，若采样信号大于基准信号时产生低电平，若采样信号小于基准信号则输出高电平。
2.4效率的分析分析：为了达到高效率，主通路应选择导通电阻小、适合高频的器件，尤其是场效应管开关频率一定要高，电感不能饱和，而且品质系数要高。
通过比较，选用开关频率高，导通电阻小的IRF540。
选用电感前使用函数发生器提供高频信号，送入电感，选择发热小的电感。
3.软件设计程序流程图如下：主程序 按键程序 AD 采样程序完整源程序参见附录1开始LCD 初始预置电压预置开中断LCD 显示判断键值恒压 恒流切 换步进步减实时电压电流显清中断按键触发外部中断返回0.5s 时基中断AD 采样清中断返回4.测试方法与数据4.1测方法试4.1.1 恒压恒流源测试方法将电流表连入输入输出端，电压表并入输出输入端，并在输出端用示波器单通道跟踪，依次改变负载的值（负载采用滑动变阻器），使得输出电压在5-10V之间变化，或者电流在100mA-1000mA之间变化，测出每次变化之后的输出电压，电流，输入电压，电流，并对示波器所显示的输出纹波进行记录。
4.2测试仪器电压表：2个电流表：2个示波器：1个4.3测试数据4.3.1恒压源5-10V模式测试数据4.3.2恒流源100-3A模式下的测试数据5.测试结果分析5.1恒压源(1)给定一个输出电压，用示波器测量得到的波纹小于10mv。
（2）测试结果表明当所加负载变化使得输出电流变化时，恒压源输出电压在9.93到10.04之间浮动，满足输出电压偏差小于10m 的要求。
（3）改变输入电压10-24v改变时，并且输出的纹波电压在4mV到10mV之间浮动，满足10mV纹波的要求。
5.2恒流源（1）测试结果表明，当所加负载在5到10欧姆之间变化时，1A，800mA，500mA恒流源输出值的变化在正负10mA量级，很好的满足了要求。
（2）当输出电流为1A，负载电阻为10欧姆时，输出纹波电压满足要求。
5.3改进方案结果与设计指标进行比较，分析产生偏差的原因，并提出改进方法：产生偏差的原因为电路的导线内阻，开关频率的变化等因素，其他设计均达了设计指标。
为了进一步提高效率，可以将采样电阻的阻值换为更小，更精密的电阻，并且放大倍数做相应更改。
附录1：整体程序#include<STC12C5A.h>#include<intrins.h>#include "Font_code.c"#include"Font_code_816.c"#include "LCD5510_V1.H"#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define BYTE unsigned char#define ulong unsigned longsbit choose=P1^7;sbit CS=P1^4;sbit SCLK=P1^5;sbit DIN=P1^6;bit jiemian=0; //界面切换标识uint DAvalue=0;int times=0;void delay(){uchar a;for(a=5;a>0;a--);}void delayms(unsigned int ms) //延时多少MS{unsigned char a,b;for(;ms>0;ms--)for(b=222;b>0;b--)for(a=12;a>0;a--);}unsigned int get_AD_result(unsigned char channel){P1ASF=0x07; //P1.0为模拟功能AD使用ADC_RES=0; //清零转换结果寄存器高8位ADC_RESL=0; //清零转换结果寄存器低2位ADC_CONTR=0x80;//开启AD电源delayms(1); //等待1ms，让AD电源稳定ADC_CONTR=0x88|channel; //开启AD转换1000 1000 即POWER SPEED1 SPEED0 ADC_FLAG ADC_START CHS2 CHS1 CHS0_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();//要经过4个CPU时钟的延时，其值才能够保证被设置进ADC_CONTR 寄存器while(!(ADC_CONTR&0x10)); //等待转换完成ADC_CONTR&=0xe7; //关闭AD转换，ADC_FLAG位由软件清0return(ADC_RES*4+ADC_RESL); //返回AD转换完成的10位数据(16进制)}void DA_conver(uint DAdata){uchar i;DAdata<<=6;CS=1;SCLK=0;DIN=0;CS=0;for(i=0;i<12;i++){DIN=(bit)(DAdata&0x8000);SCLK=1;DAdata<<=1;SCLK=0;}CS=1;SCLK=0;}unsigned char keyboard() //矩阵键盘检测，共11行即可返回0~16键值.{char i,j,temp,hang[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};for(j=0;j<4;j++){P3=hang[j];temp=0x10;for(i=0;i<4;i++){if(!(P3&temp)){delayms(5); //延时5ms消抖if(!(P3&temp))return (i+j*4);}temp<<=1;}}return 16;}unsigned char keyplay() //按键程序{int k,j;k=keyboard();if(k==0)j=1;else if(k==4) j=2;else if(k==12)j=3;else if(k==8) j=4;else if(k==1) j=5;else if(k==5) j=6;else if(k==13) j=7;else if(k==9) j=8;else if(k==2) j=9;else if(k==6) j=0;else if(k==14) j=14;else if(k==10) j=10;else if(k==3) j=12;else if(k==7) j=13;else if(k==15) j=15;else if(k==11) j=11;else j=16;return j;}void display_V(uchar x,uchar y,uint V_temp){LCD_printc(x, y, V_temp/1000+'0');LCD_printc(x+1, y, V_temp%1000/100+'0');LCD_printc(x+2, y, '.');LCD_printc(x+3, y, V_temp%100/10+'0');LCD_printc(x+4, y, V_temp%10+'0');LCD_printc(x+5, y, 'v');}void display_I(uchar x,uchar y,uint I_temp){LCD_printc(x, y, I_temp/1000+'0');LCD_printc(x+1, y, I_temp%1000/100+'0');LCD_printc(x+2, y, I_temp%100/10+'0');LCD_printc(x+3, y, I_temp%10+'0');LCD_printc(x+4, y, 'm');LCD_printc(x+5, y, 'a');}////////////////////////////////////////////////////////////////////void main(){uint V_temp,V_face;uint I_temp,I_face;uint P=0;uchar k=16,num=16;TMOD = 0x11;TH0=(65535-50000)/256;TL0=(65535-50000)%256;TH1=(65535-50000)/256;TL1=(65535-50000)%256;EA=1;ET0=1;ET1=1;TR0=1;TR1=0;LCD5510_Init();choose=0;while(1){num=keyplay();if(num==12) //向上键{jiemian=~jiemian;}if(jiemian==0) //恒压界面{LCD_clr_scr(); //液晶显示清除LCD_showsh(0,0,"恒压");LCD_showsh(0,1,"当前"); display_V(6,2,V_face); ///目前电压显示LCD_showsh(0,2,"设置"); display_V(6,4,V_temp); //设置电压显示DAvalue=V_temp;V_face=get_AD_result(0);V_face=V_face*5*100/1024;if(num==10){V_temp++;}if(num==11){V_temp--;}while(num==13) //进入修改电压界面{LCD_clr_scr(); //液晶显示清除LCD_showsh(0,0,"请输入电压");V_temp=0;while(num==13){k=keyplay();if(k<10){V_temp=V_temp*10;V_temp=V_temp+k;LCD_showsh(0,2,"设置"); display_V(6,4,V_temp); //设置电压显示if(V_temp>1000)V_temp=0;}if(k==12) //按下确定键{num=16;LCD_clr_scr();}if(k==15) //则退出密码程序{num=16;LCD_clr_scr(); //液晶显示清除}while(k<16){k=keyplay();}}}}if(jiemian==1) //恒流界面{LCD_clr_scr(); //液晶显示清除LCD_showsh(0,0,"恒流");LCD_showsh(0,1,"当前"); display_I(6,2,I_face); //////目前电流显示LCD_showsh(0,2,"设置"); display_I(6,4,I_temp); ////设置电流显示if(num==10){I_temp++;}if(num==11){I_temp--;}while(num==13){LCD_clr_scr(); //液晶显示清除LCD_showsh(0,0,"请输入电流");V_temp=0;while(num==13){k=keyplay();if(k<10){I_temp=I_temp*10;I_temp=I_temp+k;LCD_showsh(0,2,"设置"); display_I(6,4,I_temp); ////设置电流显示if(I_temp>1000)I_temp=0;}if(k==12) //按下确定键{num=16;LCD_clr_scr();}if(k==15) //则退出密码程序{num=16;LCD_clr_scr(); //液晶显示清除}while(k<16){k=keyplay();}}}}while(num<16) //等待松手{num=keyplay();}}}void time0() interrupt 1{TH0=(65535-50000)/256;TL0=(65535-50000)%256;times++;if(times==4){DA_conver(1023);times=0;}}附件2：设计原理图。