电子负载机的设计论文
【硕士论文】基于DSP控制的交流电子负载的研究
根据处理电能方式的不同，交流电子负载可分为能量消耗型和能量回馈型 两大类。本文首先针对交流电源产品的功能性测试应用场合，提出了一种新的 能量消耗型交流电子负载结构和相应的控制方法。然后重点介绍了能量回馈型 交流电子负载的工作原理及其控制策略。分析了功率电路中主要元件参数的选 取方法。其中，对工作在任意功率因数情况下的单相 PWM 整流器中交流滤波电 感的取值作了重点讨论。在 Saber 软件中建立了系统的仿真模型，设计了一台以 TMS320F2812 DSP 芯片为控制核心的能量回馈型交流电子负载原理样机，仿真 和实验结果验证了系统方案的可行性和正确性。最后针对交流电子负载的并网 能量回馈功能，初步分析了一种基于正反馈思想的并网系统孤岛检测方法，并 进行了仿真验证。
论文.可编程直流电子负载的设计与研究讲解
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。
简易直流电子负载设计
简易直流电子负载设计报告摘要：本文论述了简易直流电子负载的设计思路和过程。
直流电子负载采用MSP430G2553单片机作为系统的控制芯片，可实现以下功能：在恒流（CC）模式下，不管电子负载两端电压是否变化，流过电子负载的电流为一个设定的恒定值。
AD模块接收电路电压和电流模拟信号，转化为数字信号，经液晶模块12864同步显示电压和电流。
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、基准电路等；具有过压保护功能;能够检测被测电源的电流值、电压值；具有直流稳压电源负载调整率自动测量功能；各个参数都能直观的在液晶模块上显示。
关键词：电子负载；单片机（MCU）；模数（A/D）.PWM波.一、引言电子负载用于测试直流稳压电源的调整率，电池放电特性等场合,是利用电子元件吸收电能并将其消耗的一种负载。
电子元件一般为功率场效应管（Power MOS）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等功率半导体器件。
由于采用了功率半导体器件替代电阻等作为电能消耗的载体，使得负载的调节和控制易于实现，能达到很高的调节精度和稳定性。
同时通过灵活多样的调节和控制方法，不仅可以模拟实际的负载情况，还可以模拟一些特殊的负载波形曲线，测试电源设备的动态和瞬态特性。
二，总体方案论证与设计设计和制作一台电子负载，在恒流（CC）模式下，不管电子负载两端电压是否变化，流过电子负载的电流为一个设定的恒定值。
要求：（1）负载工作模式：恒流（CC)模式；（2）电压设置范围：0～10V；（3）电流设置范围：100mA～1000mA，设置分辨率为10mA，设置精度为±1%；（4）直流稳压电源负载调整率：测量范围为0.1%～19.9%，测量精度为±1%。
（5）显示分辨能力及误差：至少具有3位数，相对误差小于5%。
恒流模块和恒压模块共用一个基准电压12v，并且通过开关实现两种模式的转换，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，然后通过单片机来程控从而重置电压电流，用数码管液晶显示同时呈现即时电压电流。
电子设计大赛直流负载论文
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。
简易直流电子负载设计
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。
基于单片机的电子负载计的设计毕业论文(含原理图+程序)
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。
电子负载设计论文
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
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
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。
一种基于80C196KC单片机的新型电子负载的设计
学位论文作者签名 日期 年 月 日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留 使用学位论文的规定 即 学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版 允许论文被查阅和借阅 本 人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索 可以采用影印 缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文
华中科技大学 硕士学位论文 一种基于80C196KC单片机的新型电子负载的设计 姓名：杨凡 申请学位级别：硕士 专业：控制理论与控制工程 指导教师：周永鹏 20040701
摘
要
ＵＰＳ 的生产和研制
随着 ＵＰＳ 不间断电源在国民生产各部门中的应用越来越广泛 已经成为电力电子行业的一大热点
而对这些 ＵＰＳ 在使用前进行检验是非常必要的
II
design method of system software. It presents the selection method of digital control PI adjusting parameter on the basis of simulating model. And it also presents a part of hardware schematics and software flowcharts. At the end of this dissertation, the experiment results of the system are provided, and these results show that the system can obtain well output current following performance and unit power factor. And in the experiment process, the voltage and current do not shift, and the process of lock-phase is very quick and smooth. The system basically realizes the function that the energy discharged by UPS is transferred back to AC power network.
设计和制作一台电子负载有恒流和和恒压两种模式可
设计和制作一台电子负载有恒流和和恒压两种模式可引言：电子负载是一种测试和模拟电源输出特性的设备，常用于电源和电池等电器产品的研发和测试中。
本文将设计和制作一台具有恒流和恒压两种模式的电子负载。
一、设计方案：1.功能需求：电子负载需要具有恒流和恒压两种模式。
在恒流模式下，能够设定电子负载所需的恒定电流；在恒压模式下，能够设定电子负载所需的恒定电压。
并且能够实时显示输出电流和电压。
2.参数需求：电子负载需要能够承受一定的电流和电压。
例如，电流范围为0-10A，电压范围为0-50V，功率范围为0-500W。
3.控制需求：电子负载需要使用简单的控制方式，可以通过旋钮或按钮来设定电流和电压。
二、电子负载设计与制作：1.电路设计：根据上述需求，可以设计以下电路：使用稳压器电路实现恒压模式，使用可调电阻电路实现恒流模式。
a.恒流模式：利用可调电阻电路，可以通过调整电阻使电流维持在设定值。
b.恒压模式：利用稳压器电路，可以通过调整输出电压维持在设定值。
2.元器件选择与组装：根据设计的电路，选择合适的元器件进行组装。
例如，稳压器选择常见的LM317芯片，可调电阻选择带旋钮的电位器。
其他元器件如稳定电阻、电容等根据实际需求进行选择。
3.输出与显示：为了实时显示输出电流和电压，可以设计一个小型的LCD显示屏来显示这两个数值。
通过连接显示屏和控制电路，可以实现电流、电压的实时显示。
4.电源与过载保护：为了提供电源给电子负载，可以使用交流变直流的方式，或者使用直流电源。
同时，在设计中加入过载保护电路，当电流或电压超出设定范围时，自动切断电源，保护负载电器。
5.外壳与散热设计：为了保护电路，可以设计一个外壳，将电子负载与外界隔离。
同时，考虑到电子负载的功率，需要合理设计散热结构，以确保负载长时间工作时不过热。
三、结论：通过以上的设计与制作，一台具有恒流和恒压两种模式的电子负载可以得到。
该负载可以满足一定的电流和电压范围，并通过显示屏实时显示输出电流和电压。
电子负载设计
题目：直流电子负载的设计摘要由大功率晶体管构成的功率恒流源充当负载，通过吸收电源提供的大电流，从而模拟复杂的负载形式，测试电能输出装置或转换装置的输出性能。
在对比传统测试所用的静态负载的基础上，提出新型电子负载实现的基本功能，并作了原理和电路分析及电路调试，同时进行了功能完善、性能改善及智能控制探讨。
实验证明，该装置解决了传统测试中用电阻、电阻箱、滑线变阻器等模拟不了复杂负载的问题。
关键词负载；电子负载；定电流模式；定电压模式输出电能或转换电能的设备或部件各式各样，如何对其输出特性进行可靠、全面且比较简单、快捷的测试，一直是仪表测试行业研究的问题。
传统测试中，常采用静态负载（作为消耗能量的器件广泛地称为负载）。
实际上负载的形式较为复杂,常为一些动态负载，如:负载消耗的功率是时间的函数，或者负载工作在恒定电流、恒定电阻、恒定电压方式以及不同的峰值因数、功率因数或负载为瞬时短路负载等，传统负载模拟不了这些复杂的负载形式。
本文研制的电子负载就是针对实际应用中负载比较复杂的情况而设计的测试设备。
1工作原理为了使电子负载有具有定电流（CC）、定电阻（CR）、定电压（CV）、定功率（CP）等工作模式.采用以单片机为核心的控制电子负载的工作模式,通过检测电源输出的电压和输出电流.根据电子负载设定的模式，控制电源输出电流的大小,使电子负载具有定电流(CC)、定电阻(CR)、定电压(CV)、定功率(CP)等工作模式.电流采用滞环控制方式，功率管工作在开关状态，产生的能量大部分消耗在功率电阻上，功率管的损耗小，温升低.图1为恒流型电子负载的结构框图.各部分的功能分别为:电流控制电路是控制被测电源的负载的电流，能按设定的电流给电源加载，功率消耗电路是把电流控制产生的能量以热的形式消耗掉，显示及键盘电路主要是满足人机界面，CPU主要完成人机交互，测量电压电流，计算出放电的能量，以及根据要求产生电压信号控制负载的电流；电源电路产生合适电源为其它电路提供工作电源。
高性能电子负载的设计
高性能电子负载的设计【摘要】随着科学技术的发展，各种类型的电源设备被大量使用。
为了保证各种规格的电源满足应用要求，对电源的检测变得越来越重要。
特别是，电子负载被广泛用于测试电源，因为它们具有很强的负载稳定性、精度、调整和控制简单性以及强大的分析和控制功能。
【关键词】电子负载；STC12C5A60S2单片机；电源检测1电子负载的工作原理电子负载是一种被部署在电子设备上的“电子负载”功能,它的输出连接遵循欧姆规则。
具体而言,负载电子的原理是一种控制设备（导电性任务周期内MOSFET或晶体管的）用能量管消耗能量。
电子负载一般有几种模式,可以模拟不同的负载条件,如恒流、恒阻、恒压、恒功率。
1.1恒定电流模式电子负载在额定使用直流模式下会根据设定值吸收电流。
当电压为5 ~ 10v 时,电流设置为100ma。
当设置电压值时,负载值必须保持在100毫安。
此时加载值为变量。
在直流模式下,可以检查电源电压和控制电源负载。
负载规则是由负载变化引起的负载输出的变化。
负载提高,效率下降。
相反,负载减少,性能提高。
电源输出电压偏差百分比是衡量电源质量的一个指标。
1.2恒定电阻模式在不改变的电阻模式下,所安装的负载电阻和输入电压决定了提供给电子负载的负载电流,负载电流与输入电压成正比。
换句话说,线性电子负载吸收输入电压。
当负载设置为1 kΩ并且输入电压的变化设置为从1~10 V,则电流的变化将会从1~10mA。
该比率为设置的负载电阻,即负载电阻保持设置。
恒阻功能,在一些数值电子负载中,不计算特殊电路。
电流计算采用直流电压电路,通过微控制器检测到输入电压,实现不改变的电阻函数。
当MCU检测到输入电压为20v时,它将跟踪输出电流上升到2A。
然而,这种方法只适用于输入电压变化缓慢、响应缓慢和要求不高的情况。
在硬件中可以找到具有固定电阻的专业电子负载。
1.3恒定电压模式无电压模式是指电流负载是根据所设置的负载电压提供给电子负载的。
一种直流电子负载的设计
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。
电子负载设计范文
电子负载设计范文电子负载是一种用于测试电源和电子设备的仪器，能够模拟负载电流和电压，以检测设备的性能和稳定性。
电子负载通常包括负载板、开关电源、控制电路和显示屏，其设计需要考虑功率、精度、可靠性和安全性等因素。
首先，电子负载的功率是设计的重要考虑因素之一、功率决定了负载的最大输出能力，一般分为低功率和高功率两种。
低功率电子负载适用于一些小型电子产品的测试，如手机、数码相机等，而高功率电子负载适用于电源、电机、电动汽车等大功率设备的测试。
因此，在设计电子负载时，需要确定负载的功率需求，并选择适当的电源和散热装置来满足功率要求，并确保电子负载的稳定性和可靠性。
其次，电子负载的精度是设计中的另一个重要因素。
精度是指负载对输入电流和电压的测量精确度，通常用百分比表示。
电子负载的精度直接影响到测试结果的准确性，尤其对于一些高精度的电子设备来说。
因此，在设计电子负载时，需要选择合适的传感器和测量电路，并采取相应的校准措施，以提高负载的测量精度，并确保测试结果的可靠性。
此外，电子负载的可靠性也是设计中需要考虑的因素之一、可靠性是指负载在长时间工作中的稳定性和可靠性，主要包括电子元件的选用、电路的布局和故障保护等方面。
在设计电子负载时，需要选择高质量的电子元件，具备稳定性和耐用性，并合理布局电路，以提高负载的可靠性和寿命。
同时，还需要考虑故障保护电路的设计，如过流保护、过热保护和过压保护等，以避免负载和被测试设备的损坏。
最后，电子负载的安全性也是设计中需要关注的因素之一、安全性主要包括电源的选择、绝缘设计和防火设计等。
在选择电源时，需要满足负载的功率要求，并具备电流、电压和功率的保护措施，以确保负载的安全使用。
在绝缘设计中，需要考虑电子负载与被测试设备之间的隔离和保护，以确保测试过程的安全。
此外，还需要合理设计散热装置，以防止负载因过热而引发火灾危险。
综上所述，电子负载的设计需要综合考虑功率、精度、可靠性和安全性等因素。
一种新型智能电子负载的设计
一种新型智能电子负载的设计
0 引言
电子负载具有体积小，调节方便，工作方式灵活，性能稳定，精度高等优点，被广泛应用于电源类产品和各类电子元器件的实验.测试.检定和老化环节.该方
案基于51 单片机，设计了一种智能电子负载，与其他同类设计相比，具有直
流稳压电源负载调整率自动测试功能.
1 系统原理整个智能电子负载系统由单片机.恒流控制电路.功率负载器件.电压电流检测电路.过压保护.供电电源等构成，系统原理框图如图1 所示.
电子负载工作在定电流模式时，被测直流稳压电源输出的电流不变(以被测电源能提供相应电流为前提).测试直流稳压电源负载调整率时，连接好测试电路，按键选定电源负载调整率测试功能，输入被测电源的额定电流.电压值，即可自动测试被测电源的负载调整率.
2 硬件电路设计
2.1 恒流及电压电流检测电路
设计恒流电路使流过功率负载器件的电流值与数/模转换器的输出电压成线性关系.单片机控制数/模转换器输出电压，使恒流控制电路控制功率负载器件流
过所需电流.电压电流检测电路把被测电源的输出电压和电流线性地转化成适合模/数转换器测量的量程，单片机控制模/数转换器测量电压电流检测电路的输
出电压，达到测量被测电源输出电压和电流的功能.恒流及电压电流电测电路如图2 所示，其中Q1 是功率负载器件，用于吸收被测电源输出的功率.
图2 中数/模转换器输出的电压经过电压跟随器U1B 输入运算放大器U3 的同相输入端，运算放大器U3 通过采样电阻R6 .差分放大器U4 等建立了深度负反馈.将运算放大器看做理想的放大器，由虚短.虚断可得：。
电子负载机的设计论文
2.5.1SPI接口时序写数据/命令10
2.5.2Nokia5110的初始化10
2.5.3设置Nokia5110液晶的坐标10
2.5.4显示英文字符11
2.5.5显示汉字11
2.6MOSFET场效管的应用11
2.6.1MOS型场效应管的特点11
2.6.2MOS型场效应管的输出特性曲线11
v
图1-1电子负载的恒定电流工作方式
1.2
在定电压工作模式时，电子负载所流入的负载电流依据所设定的负载电压而定， 此时负载电流将会增加直到负载电压等于设定值为止，即负载电压保持设定值不变。
1.3
在定电阻工作模式时，电子负载所流入的负载电流依据所设定负载电阻和输入电 压的大小而定，此时负载电流与输入电压呈正比例， 比值即是所设定的负载电阻，即 负载电阻保持设定值不变。
第十二届“挑战杯”中国大学生
参
赛
作
品
作品名称：电子负载机的设计 参赛姓名：肖新清、侯飞、邓玉龙 参赛类别：科技发明制作B类
二0一一年四月
摘要2
引言2
1电子负载的原理概述3
1.1定电流模式（CC mode3
1.2定电压模式（CVmode）3
1.3定电阻模式（CRmode）4
1.4定功率模式（CPmode）4
转换结果。首先移出上一次转换结果数字量对应的最高位，下一个I/O CLOCK勺下
降沿驱动。DATA OUT俞出上一次转换结果数字量对应的次高位，第9个I/OCLOCK
的下降沿将按次序驱动DATAOUT俞出上一次转换结果数字量的最低位，第10个I/OCLOC的下降沿，DATA OU俞出一个低电平，以便串行接口传输超过10个时钟；I/O CLOCKS主机串行接口接收长度在10〜16个时钟的输入序列。
电子负载论文：电子负载 PID 模糊PID 神经网络
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第十二届“挑战杯”中国大学生课外学术科技作品竞赛江西赛区参赛作品作品名称：电子负载机的设计参赛姓名：肖新清、侯飞、邓玉龙参赛类别：科技发明制作B类二〇一一年四月电子负载机的设计目录摘要 (2)引言 (2)1 电子负载的原理概述 (3)1.1 定电流模式（CC mode） (3)1.2 定电压模式（CV mode） (3)1.3 定电阻模式（CR mode） (4)1.4 定功率模式（CP mode） (4)2 电子负载硬件系统设计 (4)2.1 电子负载机设计模块方框图 (5)2.2 单片机的选择及应用 (5)2.3 D/A转换芯片 (6)2.3.1 TLC5615的特点 (6)2.3.2 TLC5615引脚说明 (6)2.3.3 TLC5615的时序分析 (6)2.4 A/D转换芯片 (7)2.4.1 工作原理： (7)2.4.2 输入的模拟量采样： (8)2.4.3 数字量的传输： (8)2.5 液晶显示模块 (9)2.5.1 SPI接口时序写数据/命令 (10)2.5.2 Nokia5110的初始化 (10)2.5.3设置Nokia5110液晶的坐标 (10)2.5.4 显示英文字符 (11)2.5.5 显示汉字 (11)2.6 MOSFET场效管的应用 (11)2.6.1 MOS型场效应管的特点 (11)2.6.2 MOS型场效应管的输出特性曲线 (11)2.6.3 MOS型场效应管的选型 (12)2.7 按键识别电路 (12)2.8 集成运算放大器的应用 (13)3 系统软件设计 (14)3.1 主程序流程图 (14)3.2 D/A基准电压输出子程序设计 (14)3.3 电压电流检测程序设计 (14)3.4 液晶显示子程序 (14)3.5 键盘识别处理程序设计 (15)结论 (16)参考文献 (17)附录A：整体电路原理图 (18)附录B：负载机设计主程序 (18)第十二届“挑战杯”中国大学生课外学术科技作品竞赛江西赛区东华理工大学参赛作品摘要电子负载与传统的模拟电阻性负载相比具有节能、体积小、效率高等优点，在电源、蓄电池等领域得到了较好地应用，并己成为当前研究的热点。
电子负载由数字控制器、检测与驱动电路等组成，数字控制器控制MOSFET或晶体管的导通量，实现对电源参数的稳定控制。
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检测电路、键盘电路、显示电路和驱动电路，通过比较电路及软、硬件的协调配合，实现了整个设计。
单片机输出比较器基准电压，比较电路比较控制MOS管的导通量，调节流过场效应管的电流和被试电源两端的电压，实现恒流、恒压两种工作模式。
能实现以下功能：可手动切换恒流和恒压两种模式；能够检测被测电源的电流、电压及功率并由液晶显示。
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。
软、硬件联调结果表明，本设计能实现100W范围内的恒流、恒压工作方式。
进一步研究可以多加恒阻、恒功率模式，实现多种测试条件，综合测试电源性能。
关键词：电子负载机，单片机，AD转换，DA转换引言在人们生活的多个领域都要用到负载测试。
如充电电源试验、蓄电池放电试验以电子负载机的设计及购买电池、电源时等都需要负载测试。
当前，国内外对上述产品的试验一般都采用传统的静态负载(如电阻、电阻箱、滑线变阻器等)能耗放电的办法进行。
电子负载就是在实际应用中负载比较复杂的情况下而设计生产的测试设备。
它能替代传统的负载，如电阻箱、滑线变阻器、电感、电容等。
尤其对吸收恒定电流或以恒定电压吸收电流等传统方法不能解决的领域里，更能显示出优越性能。
其中的电子元件一般为功率场效应管（Power MOS ）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT ）等功率半导体器件。
由于采用了功率半导体器件替代电阻等作为电能消耗的载体，使得负载的调节和控制易于实现，能达到很高的调节精度和稳定性。
本文就采用功率场效应管（Power MOS ）设计了直流电子负载机，总体实现了恒流和恒压两种模式下的正常工作。
1 电子负载的原理概述电子负载用于测试直流稳压电源、蓄电池等电源的性能。
本制作的电子负载，有恒流和和恒压两种模式，可手动切换。
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。
1.1 定电流模式（CC mode ）在定电流工作模式时，电子负载所流入的负载电流依据所设定的电流值而保持恒定，与输入电压大小无关，即负载电流保持摄定值不变。
图1－1 电子负载的恒定电流工作方式1.2 定电压模式（CV mode ）在定电压工作模式时，电子负载所流入的负载电流依据所设定的负载电压而定，此时负载电流将会增加直到负载电压等于设定值为止，即负载电压保持设定值不变。
v第十二届“挑战杯”中国大学生课外学术科技作品竞赛江西赛区东华理工大学参赛作品图1－2 电子负载的恒定电压工作方式1.3 定电阻模式（CR mode ）在定电阻工作模式时，电子负载所流入的负载电流依据所设定负载电阻和输入电压的大小而定，此时负载电流与输入电压呈正比例，比值即是所设定的负载电阻，即负载电阻保持设定值不变。
图1－3 电子负载的恒定电阻工作方式1.4 定功率模式（CP mode ）在定功率工作模式时，电子负载所流入的负载电流依据所设定的功率大小而定，此时负载电流与输入电压的乘积等于负载功率设定值，即负载功率保持设定值不变。
本电子负载机实现了在恒流和恒压模式下一定范围内的正常工作，比较器的基准电压由单片机D/A 转换输出并且通过控制P2.5电平的高低控制继电器开与断关实现两种模式的转换。
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，然后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。
2电子负载硬件系统设计I电子负载机的设计2.1 电子负载机设计模块方框图2.2 单片机的选择及应用本系统采用STC89C52系列单片机，其硬件设计简单，指令系统设计精练，端口数量能够满足设计需求。
其结构特点如下:(1) 增强80C51内核，运行速度比普通8051快8～12倍。
(2) 宽工作电压(3.5～5.5 V ，2.2～3.8 V)，不怕电源抖动；(3) 工作时钟：外部晶振或内部RC 振荡器可选，在ISP 下载编程用户程序时设置。
(4) 片内有512~1280字节RAM 。
引脚功能说明：Vcc:电源电压；GND:接地端P0口: P0口是一组8位漏极开路型双向I/O 口,也即地址/数据总线复用口。
P1口：P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O 口，对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此 图2－1 单片机引脚图 时可作输入口。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O 口，当P2口被写“1”时，其管第十二届“挑战杯”中国大学生课外学术科技作品竞赛江西赛区东华理工大学参赛作品脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。
P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能。
XTAL1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。
XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。
2.3 D/A转换芯片本系统的D/A采用的是TLC5615串行数模转换器。
TLC5615为美国德州仪器公司的产品，是具有串行接口的数模转换器。
2.3.1 TLC5615的特点①10位CMOS电压输出；②5V单电源供电；③与CPU三线串行接口；④最大输出电压可达基准电压的二倍；⑤输出电压具有和基准电压相同极性；⑥带有上电复位功能，即把DAC寄存器复位至全零。
2.3.2 TLC5615引脚说明TLC5615有小型和塑料DIP封装，DIP封装的TLC5615芯片引脚排列如图3－2所示。
图2－2 TLC5615的时序图图2－3 TLC5615与单片机接口电路引脚功能说明如下：DIN：串行数据输入端；SCLK：串行时钟输入端；CS：芯片选用通端，低电平有效；DOUT：用于级联时的串行数据输出端；REFIN：基准电压输入端；OUT：DAC模拟电压输出端；2.3.3 TLC5615的时序分析电子负载机的设计TLC5615的时序如图3－3所示。
由时序图可以看出，当片选CS为低电平时，输入数据DIN由时钟SCLK同步输入或输出，而且最高有效位在前，低有效位在后。
输入时SCLK的上升沿把串行输入数据DIN移入内部的16位移位寄存器，SCLK的下降沿输出串行数据DOUT，片选CS的上升沿把数据传送至DAC寄存器。
图3－4给出了TLC5615和单片机的接口电路。
在电路中，单片机的P3.0－P3.2分别控制TLC5615的片选CS，串行时钟输入SCLK和串行数据输入DIN。
电路的连接采用非级联方式。
根据开关电源的设计要求，可变基准电压范围为0V～4V。
因此，TLC5615的基准电压选为2.048V，其最大模拟输出电压为4.096V。
可满足开关电源的要求。
2.4 A/D转换芯片TLC1549系列是美国德州仪器公司生产的具有串行控制、连续逐次逼近型的模数转换器，它采用两个差分基准电压高阻输入和一个三态输出构成三线接口，其中三态输出分别为片选(CS低电平有效)，输入／输出时钟(I／O CLOCK)，数据输出(DATAOUT)。
TLC1549引脚排列如图1所示。
TLC1549能以串行方式送给单片机，其功能结构如图2所示。
由于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，而且开关电容设计使在满刻度时总误差最大仅为±1 LSB(4.8 mV)，因此可广泛应用于模拟量和数字量的转换电路。
图2－4 tlc1549引脚图图2－5 tlc1549内部框图2.4.1 工作原理：TLC1549具有6种串行接口时序模式，这些模式是由I／O CLOCK周期和CS定义。
根据TLC1549的功能结构和工作时序，其工作过程可分为3个阶段：模拟量采样、模拟量转换和数字量传输。
图3所示为TLC1549的时序图。
第十二届“挑战杯”中国大学生课外学术科技作品竞赛江西赛区东华理工大学参赛作品图2－6 tlc1549时序图2.4.2 输入的模拟量采样：在第3个I／O CLOCK下降沿，输入模拟量开始采样，采样持续7个I／O CLOCK 周期，采样值在第10个I／O CLOCK下降沿锁存。