数控直流电流源.doc

包含作品的设计论文doc文档，可直接修改，适合于电赛备赛、课程设计、毕设参考等。 摘要: 本设计由三个部分组成，键盘与显示，基于单片机的控制器，稳流电源。以89C52为主控单元，以数模转换器DAC0832输出参考电压，以该参考电压控制电压转换模块LM350K的输出电压大小，设计实用，精度高。 ### 数控直流电流源知识点详解 #### 一、设计概述 **数控直流电流源**是一种能够根据用户设定的参数自动调节输出电流大小的设备。该设计主要包括三个核心部分：键盘与显示模块、基于单片机的控制器以及稳流电源。 #### 二、设计方案 ##### 1. **电源部分** - **方案一：开关电源** - 优点：电路效率较高，可达70%-80%，甚至在良好条件下可达到90%。 - 缺点：会产生较大的直流纹波和干扰，结构相对复杂，不易控制，可能导致设计失败或技术参数超标。 - 结论：考虑到时间和电路可靠性，未选择此方案。 - **方案二：线性电源** - 优点：电路简单易实现，调试方便。 - 缺点：功率损耗稍大，但对于小型非连续工作的电源来说是可以接受的。 - 结论：选择了线性电源方案。 ##### 2. **稳流部分** - **方案一：内环反馈** - 通过在DAC0832输出电压值后与LM350K输出电压进行比较，产生误差信号，利用负反馈原理减少误差，提高输出性能。 - 电路简单有效，易于实现。 - **方案二：双闭环控制** - 在内环反馈的基础上增加外部负反馈，将输出电压经过A/D转换后再与D/A转换前的电压值比较，进一步优化输出精度。 - 实际调试中发现单环反馈已能满足需求，因此未采用双闭环控制。 #### 三、主要元器件选择 ##### 1. **HD7279A与8279** - **8279**：实现键盘输入管理和LED显示控制，但没有驱动功能，需要额外的驱动器件，增加电路复杂度。 - **HD7279A**： - 改善了8279的不足之处，同时驱动8位共阴式七段LED数码管或64个独立LED。 - 提供多种控制功能，支持多达64键的键盘矩阵管理。 - 采用串行接口，节约I/O口线资源。 - 特别适用于单片机不作总线扩展，仅使用片上I/O接口的情况。 ##### 2. **LM317与LM350K** - **LM317**：输出电压范围广（1.2V-37V），最大电流1.5A。若需更大电流（如本设计要求2A），需两片并联，但会导致负载不均。 - **LM350K**： - 最大电流可达5A，满足设计要求。 - 解决了多片并联时的同步问题，提高电路稳定性。 - 需选用金属外壳封装，并配备大面积散热片以适应大电流输出需求。 ##### 3. **DAC0832** - **DAC0832**：用于数字控制输出电流，具有电压输出模式和电流输出模式两种连接模式。 - 本设计选择电压输出模式，便于实现。 - 支持不带缓冲、单缓冲和双缓冲三种工作方式，可根据具体需求选择。 #### 四、设计亮点 - **高效节能**：通过线性电源方案实现较高的电路效率。 - **精准控制**：采用内环反馈机制，确保输出电流的准确性。 - **智能显示与操作**：使用HD7279A实现便捷的键盘输入管理和LED显示控制。 - **灵活性**：可根据实际需求调整输出电流范围。 #### 五、结论 该数控直流电流源设计综合考虑了效率、稳定性和实用性，通过对不同方案的比较与选择，最终形成了一个既能满足基本功能需求又能保持高精度的控制系统。通过对主要元器件的选择和合理配置，实现了对输出电流的有效控制，同时具备良好的用户体验。