电子设计大赛直流电子负载设计Word文件下载.docx
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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：
1-2000Ω，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。
2.主要电路
a）电压采样：
通过电阻分压，将最大25V电压降为5V，通过跟随器增加驱动能力。
b）电流采样：
通过0.1欧姆采样电阻将2.5A（最大）电流转换为0.25V电压，通过上述电路，放大到5V（最大）。
c）PWM转电压：
将单片机输出PWM平滑为0~5V电压，通过放大器放大到0~10V，驱动MOS管，产生需要的电压电流。
改图已经修改，电流跟踪为硬件实现，单片机输出0~5V，硬件跟踪输出0~2.5A电流。
d）总图：
3.
显示索引：
显示序号
参数意义
数值及范围
是否可修改
Case0
直流电压Vo（显示值）
XX.XXV（0~9999）
NO
Case1
直流电流Io1
X.XXXA（0~9999）
Case2
直流电阻R=Vo/Io1
XXXXΩ（0~9999）
Case3
过流保护值
00.00~2.500A
YES
Case4
输出方式
0、1、2（默认恒流）
1恒压、0恒流、2恒阻
Case5
恒压设定值
XX.XXV（0.50V~25.00V）
Case6
恒定电流值
X.XXXA（0.010~2.500A）
Case7
恒阻设定值
XXX．XΩ（0.1~200.0）
Case8
直流电流ADC0
采样值最大1023
Case9
直流电压ADC1
CaseA
过流
=1过流
CaseB
PWM_OUT
PWM脉宽值
CaseC
PWM_HAND
空
YES（=512自动）
CASED
电压XX.XX+电流X.XXX
4.程序流程：
5.
面板操作说明：
按下翻页、上翻页可以分别查看上表的各项数据信息，CASEC以后，下翻页将同时显示电压、电流，格式为电压XX.XV电流X.XXXA
翻看参数时，按动参数修改键，参数闪烁，可修改的参数可以通过增加键、减小键、快加键、快减键修改，再次按动参数修改键可以保存参数。
6.参数设定说明：
电子负载接入供电电源，通过面板设为恒流模式，将输出电流设定为2A，外接电流表，接通测试电源，电压调为20V，调节输出电流调整电位器，使输出电流为2A。
调节采样电流电位器，使LCD显示电流为2A。
将输出电流设定为0.5A，调节测试源电压为20V，调节采样电压调整电位器，使LCD显示电压为20Ｖ。
通过面板设为恒压模式，将输出电压设定为20V，将测试源电压设为２５V,电流限定为0.5A,接通测试电源，测试源被限制在20V。
将输出电压设定为10V，测试源被限制在10V。
通过面板设为恒阻模式，将电阻设为20欧姆，将测试源电压设为２0V，电流限定为2.5A,接通测试电源，查看电压、电流、电阻参数是否正确。
更改电阻及输入电压查看电阻控制误差。
说明：
不具备零点调整电位器；
电压输出控制由单片机控制，输出电压与单片机测量电压误差相同。
7.过流保护
电子负载设为横流模式，将输出电流保护值设为2.2A，测试源电压设为5V，缓慢提高输出设定电流，至LED指示灯点亮，电子负载电流停止输出。
查看参数CASEA=1.掉电后可以复位过流保护。
过流保护后，负载电流变为0，电阻实际为无穷大。
8.注意事项：
由于散热器无风机通风，当电子负载功率最大时为2.5A*25V=62.5W，此时，温度上升很快，应注意防止过热！
测试电流时可以降低电压，测试电压时可以降低电流。
长期工作估计耗散功率不大于20W。
恒阻模式建议电源不串联电阻！
恒压模式电源必须串联电阻，否则电源不稳定！
安装时应将功率板散热器悬浮（散热器与输入正直接连接）！
事先准备物料：
开关电源+5/+-12V一只，（已经购买两只。
）
无快加、快减按键的设备不好调试与测试，需要增加按键。
接线说明：
内部接线均已经有连接器，且经过调试，只需在功率板接入测试电源，通常红线为正。
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