数控电流源开题报告

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1、2014山东科技大学本科毕业设计（论文）开题报告题目0-10A数控电流源设计学院名称电气与自动化工程学院专业班级自动化2010级3班学生姓名林宗萍学号201001100612指导教师槐瑞托填表吋间:填表说明1.开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之O2.此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期完成，经指导教师签署意见、相关系主任审查后生效。3.学生应按照学校统一设计的电子文档标准格式，用A4纸打印。4.参考文献不少于8篇，其中应有适当的外文资料（一般不少于2篇）。5.开题报告作为毕业设计（论文

2、）资料，与毕业设计（论文）一同存档。设计（论文）题目0-10A数控电流源设计设计（论文）类型（划“V”）工程实际科研项目实验室建设理论研究其它7一、本课题的研究目的和意义数控电流源是指数字控制的恒流电源。恒流源是指其输出为恒定电流值，与其电路中所带负载大小无关。由于电流源内的内阻相对与外接负载的阻抗非常大,所以外部负载的阻抗对于整个系统电路的阻值基本没有影响，对电流值的大小也就没有本质的影响。在一般恒流电路中大多采用电流负反馈来恒定电流，负反馈的作用就是“使之稳定”。通过吋刻“检査”控制对象的状态，并进行调整。发现小了，就设法使之增大，发现

3、大了，就设法使之减小。形象地说，电流负反馈电路则是采样输出电流，计算误差，据此调节自身状态，使输出电流稳定，因而，输出特性接近恒流源。随着电子技术的不断进步对电子仪器的要求不断提高，电源作为电路的动力源泉更是扮演着越来越重要的角色，不论是学校实验室还是维修中心都离不开实验电源，然而传统的电源不论是在控制精度还是输出特性上都无法满足要求。首先从精度上来看传统电流源的调整大多采用旋转电位器的方式，在调整时电流值主要从电位器的刻度读出，容易产生读数误差。从可操作性来看传统电流原电位器上的刻度有限，不可能非常精细，仅仅靠电位器的几个刻度对操作者的技

4、巧要求比较高，同时误差也比较大。传统的实验电源急待改进电源。由于单片机技术的不断发展和D/A,A/D元件的普及使得数控电源成为可能,数控电源不论是在控制精度还是在可操作性上都有传统电源无法比拟的优势，由于单片机的平民化，使得数控电源与传统电源的成木tl益接近。另外，SMT技术也是飞速发展，使得数控电源体积和重量都大大减小，为其在特殊领域的应用奠定了基础。本次研究0的是设计一个精度较高、简单易行、基于STC12C5A60S2单片机的数控电流源，使输岀电流0〜10A连续可调。系统具有按键与显示功能.短路保护，过流，过压保护等功能.采用降压斩波电

5、路作为功率主电路，用单片机输出PWM信号通过驱动电路驱动主电路中的功率开关。同吋，采用采样电阻或霍尔电流传感器实现输出电压的检测勾反馈，使系统稳定性和准确性进一步提高。二、本课题的主要研究内容（提纲）所设计的数控电流源结构如图1所示。图中以STC12C5A60S2单片机为控制核心，系统具有按键与显示、短路保护、过流、过压保护等功能。采用降压斩波电路作为功率主电路，用单片机输出PWM信号通过驱动电路驱动主电路中的功率开关。同时，采用采样电阻或霍尔电流传感器实现输出电压的检测与反馈，使系统稳定性和准确性进一步提高。图1数拧电流源结构框图具体设计

6、内容如下：2.1以STC12C5A60S2为核心的控制模块的设计采用STC12C5A60S2单片机作为控制核心，内部有PWM信号发生器和A/D、D/A单元，PWM信号用来通过驱动电路功率主电路中的功率幵关。2.2PWM接口与驱动电路设计PWM信号发生器与驱动电路之间采用光耦TLP521-1进行光隔离，驱动电路中使用了芯片TLP251。2.3功率主电路主电路的主体是降压斩波电路，采用功率Mosfet作为主功率开关器件。2.4模拟量接口电路设计2.4.1电压及电流检测采用采样电阻或霍尔电流传感器实现输出电压的检测与反馈。2.4.2保护电路由过电

7、压保护、过电流保护、主电路器件保护等儿部分组成，保证电路的运行安全。2.5人机接门通信模块通过键盘设置电流值，并用LED/LCD进行显示。此外，在硬件设计成熟的基础上，还需要进行软件设计及仿真，控制各部分的功能的实现。三、文献综述（国内外研宄情况及其发展）传统的电流源的控制部分一般采用模拟电路，即用电位器对基准电压源进行分压，再进行电压一电流转化，其电路设计简单，制造成本低廉，该电路原理框图如图2所示：从框图我们不难发现传统的电流源方案存在着非常明显的缺点，首先，输出电流无法精确掌握。旱期的电流源输出电流仅仅靠标在电位器或者指针表的读数读出

8、，不仅读取很不方便.度数误差比较大，从实用的角度考虑，现在有些模拟电流源也使用Y数字电流表作为电流显示，提高了其精确性.但是在可操作性方面依然存在一定的不足.另外用电位器产生参考