高效数控恒流源设计报告(最终版)VIP免费

代码：LG-3 - 本 -D 2010 年 TI 杯四川省大学生电子设计竞赛设计报告书设计题目：高效数控恒流电源 （ D 题） 参赛队代码：LG-3-本-D竞赛时间： 2010-7高效数控恒流电源（D 题）摘要SRUin+-UrTRLR1234111AVCCV+GNDV-Vin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部分三个功能模块组成。恒流源控制电路由硬件闭环稳流电路实现输出电流的稳定控制。DC/DC 转换模块采用单端正激式 DC/DC 变换电路，可实现降压和升压的功能，扩大输入电压范围至 8-20V。单片机控制模块以 MSP430 单片机为控制核心，结合键盘、DAC 和 LCD 实现系统的控制和显示功能。一、总体方案设计1、方案论证与比较（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 处理后送入 DAC 将其转换为电压信号从而控制输出电流。采样电路采集实际输出电流值，再经过 ADC 转换送回单片机，与预置电流值进行比较并通过适当的控制算法，调整输出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，根据集成运放的虚短概念，可得到：IL≈Vi/R1式中 IL为负载电流，R1 为取样电阻，Vi 为运算放大器同相端输入信号。若固定 R1，则 IL完全由 Vi决定，此时无论 Vcc 或是 RL发生变化，利用反馈环的自动调节作用，都能使 IL保持稳定。 方案 1 最大的问题是：若输入电源电压或负载发生变化，都需要经过一段时间调 整后才能使电流稳定。而方案 2 硬件电路不 仅简单而且又能快速得实现稳定的电流输出，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，Uout=Ur=Uin，并持续 t1时间。当开关切断时 Uout＝Ur＝0，并持续 t2时间，T＝t1＋t2为斩波器的工作周期，斩波器的输出波形如图 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。通常斩波器的工作方式有两种：一是脉宽调制工作方式，即维持 t1不变，改变 T；二是脉频调制工作方式，即维持 T 不变，改变 t1。当占空比 D 从 0 变到 1 时，输出电压的平均值从零变到Uin，也就是说输出电压可随 D 而改变。 ( (a) (b) 图 2 降压斩波电路原理在高频稳压开关电源的设计中，普遍采用的是脉宽调制方式。因为频率调制方式容易产生谐波...