數控恆流源設計

1、設計任務如下：

設計並製作乙個數控恆流電源，實現以下要求：

1）基本要求

（1）u2=20v，負載不變的條件下，實現i2恆流，恆流電流在1~2a 範圍內步進可調，步進值不大於0.1a，電流控制精度不低於 5%；

（2）設定i1=2a，調整負載改變輸出電壓，使負載兩端電壓從3v~13v範圍內變化時，要求電流i2的變化率不大於1%；

（3）測量並顯示i2，測量精度不低於2%；

（4）設定 i1=1.5a，調整負載改變輸出電壓，使負載兩端電壓為10v，要求變換器2的轉換率不低於90%；

2）發揮部分

（1）具有過壓保護功能，設定i2=2a，當負載上電壓超過閾值15v時，報警停止輸出；

（2）設計變換器1連線到u2，使輸入電壓u1的變化範圍為8~15v，輸出u2保持20v不變，變換器1的轉換效率不低於93%；

（3）在滿足要求的前提下提高效率、減小體積，使系統整機體積不大於10x10x6cm3；

2、分析如下

（1）針對變換器1，實現公升壓到20v電壓，而且需要實現變換器1輸出電壓恆定，故變換器1的方案是boost公升壓電路，同時加入電壓的ad採集，形成電壓反饋，實現穩壓；

（2）針對變壓器2，實現電流恆定，故需要實現電流值恆定，即電流取樣，實現整體輸出電流恆定。

3、電路設計

（1）boost公升壓電路

boost公升壓電路

原理，其實跟降壓型也一樣，還是通過調節占空比，占空比大電壓就大。

（2）buck降壓電路

電路原理，本電路為buck降壓型dcdc變換電路，通過改變pwm占空比改變輸出電壓。在本題運用中，微控制器輸出pwm經過tlp250驅動晶元放大pwm訊號足矣驅動mos，改變輸出電壓，當採集到輸出電壓時，比較輸出電壓與期望電壓，輸出電壓小了就把pwm占空比增大，然後電壓就增大了，繼續不斷的採集比較判斷調節，知道輸出電壓達到期望電壓為止，當然，恆流也如此，電流小就增大占空比反正就減小占空比。但是這個占空比的增減演算法不是簡單的加加減減，本設計採用pid演算法中的pd演算法。

電流取樣方法；電流經過電阻就有電壓，然後知道電壓值和電阻阻值就可以算出電流值，本電路中利用放大器將電壓放大20倍，所以採集出運放輸出的電壓就可以算出電流。

電壓取樣；採用分壓取樣，電壓電阻有這麼個關係： vo/(r2+r3)=vadc/r3;其中vadc為微控制器採集的電壓，

4、軟體設計

包括1602顯示、ad採集、pwm波形生成，驅動mos管工作，實現電路電壓的放大，此外，還有pid調節程式設計，其主函式程式設計如下：

#include "stm32f10x.h"

#include "lcd1602.h"

#include "adc.h"

#include "timer2_interrupt.h"

#include "pwm_output.h"

#include "control.h"

#include "bsp_key.h"

uint32_t qw_v=20000,qw_i=1100;

uint32_t jishu=0;

void pre()

if(adc_convertedvaluelocal[0]>15090)

jishu++;

// get_adc();

if(jishu>5)

display_lcd1602(0, 0, " warning ");

display_lcd1602(1, 0, " pretect ");

display_lcd1602(1, 0, " v a ");

while(1)

tim3->ccr3=0;

int main(void)

uint16_t i=0;

lcd_init();

adc1_init();

tim3_pwm_init();

key_gpio_config();

// tim2_init();

display_lcd1602(0, 0, " a v");

display_lcd1602(1, 0, " a v");

tim3->ccr3=1200;

tim3->ccr4=1200;

while(1)

i++;

get_adc();

tim3->ccr4=c_v(20000,adc_convertedvaluelocal[2]); tim3->ccr3=c_i(qw_i,adc_convertedvaluelocal[1]);

pre();

if(i==20)

i=0;

write_bsg(0,0,qw_i);

write_bsg(1,0,adc_convertedvaluelocal[1]);

write_v(1,9,adc_convertedvaluelocal[0]);

write_v(0,9,adc_convertedvaluelocal[2]);

if( key_scan(gpiob,gpio_pin_15,0) == key_on )

qw_i-=500;

if(qw_i<1000)qw_i=1000;

if( key_scan(gpiob,gpio_pin_14,0) == key_on )

qw_i+=100;

if(qw_i>2000)qw_i=2000;

if( key_scan(gpiob,gpio_pin_13,0) == key_on )

qw_i-=50;

if(qw_i<1000)qw_i=1000;

if( key_scan(gpiob,gpio_pin_12,0) == key_on )

qw_i+=50;

if(qw_i>2000)qw_i=2000;

5、課題難度不大，讀者可自行研究實現，另發現問題可深入互相學習。

數控恆流源設計

精密恆流源設計

恆流源電路

基於STM32的恆流源設計

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