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基于MCS51的数控恒流源设计

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文件信息 : 354 KByte / 30 Page / 10867 字
原文

0.引言
能够向负载提供恒定电流的电源称为恒流源,所谓“恒流”是一种习惯说法,并不是电流值绝对不变,只是这种变化很小,在一个规定的范围内保持足够的稳定性。在如图0.1所示的简化电路图中,r是电源E的内阻,RL为负载电阻,根据欧姆定律:流过RL的电流I为:
如果r很大如500KΩ,那么此时RL在1 KΩ—10 KΩ变化时,I将基本不变(只有微小的变化)因为RL相对于r来说太微不足道了,此时可以认为E是一个恒流源。为此推论出:恒流源是一个电源内阻非常大的电源。如果电源E的电压能够随着负载的变化而变化,保持RL中的电流不发生变化,也可以实现恒流。本世纪设计正是利用这个思路。实际上是可调压电压源,输出接负载后反馈到单片机。由单片机根据输出和给定值进行调整,保持RL中的电流恒定。
恒流源的应用范围非常广泛,并且在有些情况下是必不可少的。例如:a. 许多电真空器件的灯丝。在它们没有点亮的时候,电阻是接近零的恒流源比电压源更能保护灯丝。b. 通常用的充电机,也是采用恒流源。因为在充电过程中,畜电池的内阻不断变化,只有恒流源才能稳定充电。c. 电流表的校验。d. 为了避免传输线电阻对电压信号的影响,很多自动化采用电流源。[1]
1.电源概况
1.1 电源的分类
按照控制方式不同,高稳定度直流稳流电源还可分为以下几种:线性电源、相控电源和开关电源。
1.1.1 线性电源
线性电源利用大功率晶体管的放大特性来进行工作,它又分为串联调整稳流和并联调整稳流两种方式。线性电源的稳流特性好,动态响应快,噪声小,但是在大电流工作时,需要串联和并联较多数量的大功率晶体管,特别是作为低压大电流电源时,因为有调压器预调压,因此效率更低,响应很慢。
1.1.2 相控电源
晶闸管相控电源是利用晶闸管的相控特性来稳流的。
......


 \ 目录

0 引言
1 电源概况
2 MCS51基础
3 数控恒流源的设计


 \ 参考资料

[1] 陈凯良,竺树声,《恒流源及其应用电路》,浙江科学技术出版社,1992.8
[2] 周志敏,周纪海,《开关电源实用电路》,中国电力出版社 2005.9
[3] 王兆安,黄俊,《电力电子技术》,西安交通大学出版社
[4] 黄继昌、仝庆居,《电源专用集成电路及其应用》,人民邮电出版社 2006.4
[5] 肖金球,《单片机原理与接口技术》,清华大学出版社 2004
[7] 范风强, 兰婵丽,《单片机语言C51应用实战集锦》,电子工业出版社 2005
[8] 姜大源, 王胜元,《单片机技术》,高等教育出版社 2005
[9] 王川,《实用电源技术》,重庆:重庆大学出版社,2000.8,2-5页[31薛同泽,沙占友,张永昌,《开关电源的节能新技术》,河北科技大学学报,2003年第24卷第3期。
[10] 何希才,张明莉,《新型稳压电源及应用实例》,北京:电子工业出版社,2004.1
[11]赵家贵,《电子电路设计》,北京:中国计量出版社,2005.4,222—224
[12] 姜大源, 王胜元,《单片机技术》,高等教育出版社 2005原书第二版/(英)布朗(Brown,M)著;徐德鸿等译。《开关电源设计指南》,北京:机械工业出版社,2004.1,3—18页。
[13] 曲学基, 王增福, 曲敬铠,《稳定电源电路设计手册》,电子工业出版社 2003
[14] 曲学基, 王增福, 曲敬铠,《稳定电源实用电路选编》,电子工业出版社 2003
[15] 李祥臣,《模拟电子技术基础教程》,清华大学出版社 2005


 \ 简单介绍

电流源输出的电流与外部影响无关,是电子仪器设备的一个重要组成部分。随着信息时代的飞速发展,电源设备也逐渐向数字化的方向发展。电流源可以看做输出电压随着负载而变化,保证负载中的电流恒定不变。以此为思路,本设计介绍了一种具有开路和过载保护的数字电流源。采用MCS51作为控制电路,TL494作调整电路。整个电路效率高,输出较稳定,纹波电流较小。主要性能参数:最大输出电压25V;输出电流范围 ;步进值20mA。本文先介绍了电流源的应用,然后简要说明电力电子技术,数控技术的发展,开始分析电流源的电路相应参数的计算,最后分析控制电路。其中,以控制电路的分析为重点,着重说明MCS51在电路中的应用。先说明硬件电路的组成,然后分析各个程序,说明控制的原理。

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