单片机数控直流恒流源的设计+电路图(2)

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1 绪论

1.1 概述

恒流源就是输出电流极其稳定，不随负载变化。为了保证输出的电流不变，输出电压必须始终符合公式V=I*R，即负载需要多大电压，恒流源就必须输出多大电压，“无条件”给与满足。在实际电路中，当R大到一定程度，电压输出能力就会不够，输出电流必然下降，不再恒定。在一般恒流电路中大多数都采用电流负反馈来恒定电流。负反馈作用就是使之稳定，通过时刻检查来控制对象的状态和进行调整。

随着计算机和通讯技术发展带来的现代化信息技术革命，给数控电源提供了广阔的发展前景，同时也对它提出更高的要求。在能源竞争激烈的今天，多种多样的电源在冶金、能源、化工等国民生产的领域内得到广泛地应用，电源是人们生产以及生活中不可缺少的条件。本课题主要来源于是电瓶车的蓄电池充电，对蓄电池充电时，随着蓄电池端电压的逐渐升高，电流就会相应减少。为了保证恒流充电，必须随时提高充电器的输出电压，如果采用恒流源充电就可以不必调整其输出电压，从而降低劳动强度，提高了生产效率。

数控直流恒流源与传统稳压电流源相比，具有操作方便、输出电流稳定度高的特点。随着单片机的不断发展，它的稳定性得到了提高，使得数控直流恒流源成为可能。数控直流恒流源是由数字控制器、检测与驱动电路、通讯电路等组成，数字控制器控制MOSFET或晶体管的导通量，实现对电源参数的稳定控制。

1.2 工作原理

数控直流恒流源系统采用51系列单片机作为控制核心，它包含许多模块，如单片机主控模块、键盘输入模块、LCD显示模块、恒流源模块、A/D和D/A模块。单片机主控模块负责控制与协调其他各个模块，并进行简单的数字信号处理。本设计实现的是通过键盘设定电流值，单片机对设定值按照一定的算法进行处理，再经D/A输出电压控制恒流源电路并输出相应的电流值。单片机根据采样恒流源电路上串接的采样电阻的电压计算出输出电流值，并与设定的电流值进行比较，以控制D/A的输出从而实现对电流源的输出电流进行调节，使输出电流值与设定的电流值相等。设定的电流值是通过按键实现的，它还可以进行对电流值的微调。输出的电流值是通过LCD显示的，输出电流即使负载和环境改变了，它还是保持不变的。

1.3 种类和发展趋势

我国是以电力电学为核心的电源产业，从二十世纪六十年代中期到九十年代，电源产业进入了快速发展时期。一方面，电源产业的规模的发展在加快；另一发面，电源产业界出现了一些新的技术，还出现了一批具有代表性的研究成果和产品。目前国内还展开了跟踪国际多方面前沿性课题和基础创新的研究。国内厂家生产的直流稳压电源虽然在向数字化方向发展，但绝大多数只能实现输出数值通过数码管显示或实现多组数值预置。虽然我国在电源产业方面有了一定的发展，但与国外相比，在电源产业方面还是存在很大的差距与不足的，如电源产品的质量、可靠性、工艺水平、智能化、网络化、创新能力等方面。在利用单片机和可编程系统器件来控制数字化电压方面，我国相较于发达国家，还是比较落后的，效果也不如国外的理想。

负载器件有晶体管负载器件、场效应管负载器件、绝缘栅双极晶体管负载器件，每种负载器件都有其各自的特点。晶体管负载器件应用十分广泛，具有对电信号放大和开关的功能；而场效应负载器件，其控制灵敏度高，速度快，适用于电流较小的负载；绝缘栅双极晶体管复合型器件，是由场效应晶体管与晶体管技术相结合，它具备两者的优势，比晶体管的速度快。