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摘要:电子负载的原理是控制功率器件的导通量,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.
本设计为了实现控制的功能扩展,以Buck降压斩波电路为核心主电路,以STC89C52单片机作为核心主控制器,包括电压电流检测电路,键盘电路,LCD显示电路和驱动电路的设计,通过软硬件的配合,实现了整个功能.利用集成运放组成的电压电流检测电路作为反馈量,经A/D模块采集、转化后,传送给核心控制器,再由单片机内部的控制指令进行PID控制作出相应调整,以输出不同的占空比来实现电子负载恒流模式,即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.该电路采用较好的人机交互模式,用液晶Nokia5110实时显示测得的电压和电流值.
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;AD转换
目录
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论-1
1.1负载的定义-1
1.2电子负载的定义-1
1.3直流电子负载的特点-1
1.4直流电子负载的工作区域-1
1.5直流电子负载的工作模式-2
1.6电子负载研究的现状-2
1.7 电子负载的国内外发展趋势-3
1.8 电子负载在各个行业的应用-3
第2章 智能电子负载系统设计方案-7
2.1 系统电路设计方案-7
2.1.1 系统设计要求-7
2.1.2 系统总体设计方案-7
2.1.3 系统具体设计方案-7
2.2 主电路的设计-8
2.2.1 开关管的选择-8
2.3 驱动电路的设计-9
2.3.1 IGBT驱动电路的设计要求-9
2.3.2 驱动电路具体方案-10
2.3.3 栅极驱动电阻的选择-11
2.4 核心处理器的设计-11
2.5 显示模块的设计-14
2.6 键盘模块的设计-16
2.7 A/D转换器的选择-17
2.8 电压采样电路的设计-19
2.9 电流采样电路的设计-20
2.9.1 电流采样电路的选择-20
2.9.2 电流传感器ACS712-20
2.9.3 电流采样电路的具体方案-22
2.10 恒流参数的设计-22
2.11 PID控制算法的设计-23
2.11.1 PID简介-23
2.11.2 PID控制原理-23
2.11.3 PID参数整定-24
2.11.4 采样周期的选择-25
2.11.5 本系统PID算法的设计-26
2.12 电源电路的设计-26
第3章 智能电子负载软件系统设计-29
3.1 开发软件介绍-29
3.2 软件主流程图的设计-30
3.3 电压电流A/D采样子程序的设计-31
3.4 液晶显示子程序的设计-32
3.5 键盘处理子程序的设计-33
3.6 PWM输出子程序的设计-36
第4章 结论与展望-37
4.1结论-37
4.2不足之处及未来展望-37
参考文献-38
致 谢-39
附录:程序-40