F直流电子负载---设计方案.docx
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1、F 直流电子负载 - 设计方案直流电子负载的设计方案【本科组】设计输入:适当调整并明确设计输入要求。一、任务电子负载用于测试直流稳压电源、蓄电池等电源的性能。设计并制作一台电子负载,有恒流和恒压两种方式,可手动切换。恒流方式时要求不论输入电压如何变化(在一定的范围内),流过该电子负载的电流恒定,且电流值可设定。工作于恒压方式时,电子负载端电压保持恒定, 且可设定,流入电子负载的电流随被测直流电源的电压变化而变化。示意图二、要求( 1)负载工作模式:恒压( CV)、恒流( CC)、恒阻( CR)三种模式可选择( 2)电压设置及调节范围: 0.50V-30.00V ,相对误差小于 5%,调节时间小
2、于 3S。( 3)电流设置及调节范围: 0.010A-2.000A ,相对误差小于 5%,调节时间小于 3S。(4)具有自动过载保护报警设计。过载值可设。(5)负载参数可调节设置,数字设定。(6)电压电流同时显示。(7)电阻设置及调节范围:1-2000 ,相对误差小于5%,调节时间小于3S。(8)在原设计要求的范围内,相对误差应小于5%,调节稳定时间小于2S。设计方案:1. 核心控制部分:采用 MEGA88 单片机完成电流采样、 电压采样、恒流恒压恒阻的控制,以及逻辑控制、人机界面等工作,MEGA88 工作于 8MHz 。MEGA88 通过 10 位 ADC 采集负载电流,负载电压信号,通过按
3、键实现启停控制, CV/CC/CR 设定 ,恒压设定值、恒流设定值、恒阻电阻值、过流保护值的设定。单片机通过 PWM 口输出 PWM 平滑滤波、放大后控制功率 MOS 控制输出电压或电流。恒压控制:单片机采集负载电压 UL 与设定电压 US 进行 PI 调节,调节器输出通过单片机的 PWM 输出控制 MOS 管的放大状态,达到恒压控制的目的。(说明:如果理想电压源接入模拟负载,模拟负载将无法调节 UL,实际测试的电源应串入合适的电阻如 10 欧姆)恒流控制:单片机采集负载电流 IL,与设定值 Is 进行 PI 调节,调节器的输出通过单片机的 PWM 输出控制 MOS 管的放大状态,达到恒流控制
4、的目的。恒阻控制:单片机根据设定的阻值 Rs ,以及测量的电压 UL,计算输出电流给定值 Is,进行恒流控制,达到恒阻控制的结果。在通常情况下,通过数码LCD 屏可以同时显示电压、电流参数。进入参数选择显示及设定模式可以显示所有的参变量,如电阻、 Is、 US 等。gn dG NDGNDG NDJ4+5 V12G ND34IO15IO26IO17V out8PB 1C2.9主要电路PB 210a) 电压采样:C ON 1 0负载电压检测2 5V 分压到 5 VU Lv ccU 1 C 4R 1 31M9LM3 2 4IO1R 9108V o utC 3R 1 61 0 kR 15C 50. 1
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