毕业论文数控恒流源设计内容.doc

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1、数控恒流源设计题目任务要求1、任务设计并制作数控直流电流源。输入交流200～240V，50Hz；输出直流电压≤10V。其原理示意图如下所示。2、要求1>基本要求（1）输出电流范围：200mA～2000mA；（2）可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的绝对值≤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，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的1％+10mA；（5）纹波电流≤2mA；（6）自制电源。2>发挥部分（1）输出电流范围为

2、20mA～2000mA，步进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和实测值)，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≤输出电流值的0.1％+1mA；（4）纹波电流≤0.2mA；（5）其他。总体方案用单片机和FPGA数控恒流源。通过键盘预置电流值，单片机输出相应的数字信号给D/A转换器，D/A转换器输出的模拟信号送到运算放大器，控制主电路电流大小。实际输出的电流再通过采样电阻采样变成电压信号，A/D转换后将

3、信号反馈到单片机中。单片机将反馈信号与预置值比较，根据两者间的差值调整输出信号大小。这样就形成了反馈调节，提高输出电流的精度。本方案可实现题目要求，当负载在一定范围内变化时具有良好的稳定性，而且精度较高。具体电路设计1.电源电路控制部分供电电源电路还需要大功率供电电源，专门为VMOS管供电。因为负载中最大电流要达到2A，输出直流电压≤10V，所以该电源的输出功率至少要大于210=20W。作为大功率电源，我们选用220V-16V/50W的变压器，稳压芯片是金属封装的三端可调稳压芯片LM317KSTEELP+，理论上安装散热

4、片后最大输出电流可达3.4A，经实际测试，能够输出2A电流的指标。电路图如下：恒流源部分供电电源电路2.恒流源电路恒流源电路由N沟道的MOSFET、高精度运算放大器、采样电阻等组成，其电路原理图如下图所示。利用功率MOSFET的恒流特性，再加上电流反馈电路，使得该电路的精度很高。图中R1为负载电阻，输出电压变化的范围U<=10V，Imax<=2A，可以得出负载电阻R1<=5欧。R2为取样电阻，是专门的发热电阻(阻值随温度变化较小)，R2=0.5欧。运算放大器的输出控制着MOSFET的VGS，因此运算放大器输出的稳定性将直

5、接决定系统输出电流的稳定性；同时，运算放大器还决定着系统输出电流的精度。为了满足系统的精度及纹波要求，选用精密运算放大器OP07。3.D/A，A/D电路经过理论分析，D/A转换器和A/D转换器都应该选择10位以上的，才能满足转换精度.。D/A我们选择MAXIM公司的MX7541。MX7541是12位低电源供电的D/A转换器转换器。电路图如下：而对于A/D采样，一方面我们要求采样值的精度要高，另一方面我们要求采样转换速率要快。根据这两点我们选择了MAXIM公司的12位高速A/D转换芯片MAX197。系统软件设计在这个实验中

6、,需要单片机处理的任务主要有两个部分：其一，基本工作，包括LCD显示,键盘扫瞄,各功能电路的送控制字.。其二，核心处理工作，MAX197将采样电阻上的电压采进单片机以后，单片机必须根据所采进来的值，判断我们所指定的电流值准不准确。如果实际值比设定值大的话，那么就减小D/A输出的电压；如果实际值比设定值小的话，则增大D/A输出的电压值。然后往复比较，直到采样值与设定值的差别在误差允许范围之间即可。下图是单片机处理的流程图：1.为何LED灯总是驱动电源在坏？从可靠性设计理论上讲，由于驱动电源的比灯珠复杂很多，电源中的电子元器

7、件种类数量都很多，有电阻电容电感变压器二极管三极管mos管等等，数量种类愈多，发生故障的几率愈高，电源的失效几率至少比灯珠高一个数量级。由于LED灯的80%以上的功率转换为热能，灯体温度一般都较高，这对电源的要求非常高，远远超过了通讯电源中的要求极高的基站电源，基站电源很少满载工作，而LED灯很少不是满载工作。高温满载长时间工作，这对电源是非常严酷的要求。然而，在现实中，能做基站电源的公司寥寥无几，而做LED驱动电源的厂家遍地都是，有些58年大炼钢铁的气势，有悖常理，也就注定了设计不过关，选材不合理，粗制滥造。。。。。。

8、品质可想而知，不一而掬。2.如何提高大功率led灯具的可靠性？在可靠性设计中，提高可靠性的最有效最常见的方法是提供备份的方法，飞机采用双发动机就是最经典的方法。在自然界中，动物的眼睛，耳朵，鼻孔，肾脏等关键器官都有两个，其中一个都是备份。在通讯系统中，高要求的电源系统都是采用n+1备份。这些都是面对并接受电源易损坏这