数控恒流源设计文献综述

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1、大学毕业设计(论文)综述报告题目基于单片机的恒流源设计学院名称机械工程学院指导教师职称班级学号学生姓名2010年5月28日1、研究的目的和意义：随着电子技术的发展、数字电路应用领域的扩展，现今社会，产品智能化、数字化已成为人们追求的一种趋势，设备的性能、价格、发展空间等备受人们的关注，尤其对电子设备的精密度和稳定度最为关注。性能好的电子设备，首先离不开稳定的电源，电源稳定度越高，设备和外围条件越优越，那么设备的寿命更长。普通直流恒流源品种很多,但均存在以下问题:输出电流是通过粗调(波段开关)及细调(电位器)来

2、调节。这样,当输出电流需要精确输出,或需要在一个小范围内改变时，困难就较大。另外,随着使用时间的增加,波段开关及电位器难免接触不良,对输出会有影响。因此，人们对数控稳定恒流器件的需求越来越迫切．当今社会，数控恒压技术已经很成熟，但是恒流方面特别是数控恒流的技术才刚刚起步且有待发展，高性能的数控恒流器件的开发和应用拥有巨大的发展空间。本文正是应社会发展的需求，设计出一种基于单片机的高精度数控直流恒流源。本数控直流恒流源系统输出电流稳定，输出电流可在200mA～2000mA范围内任意设定，不随负载和环境温度变化，

3、并具有很高的精度，输出电流误差范围小，因而可实际应用于需要高稳定度小功率直流恒流源的领域。本设计介绍了一种数控恒流源的设计原理和实施方案，该方案采用D/A转换器、运算放大器等器件来控制场效应管导通状态的原理，从而达到输出恒流的目的。整个系统采用单片机作为主控部件，将预置电流值数据送入D/A转换器，经硬件电路变换为恒定的直流输出，同时采用基本没有温度漂移的康锰铜电阻丝作为精密采样电阻。采用性能优于普通晶体管的场效应管作为恒流源的主要部件，大功率晶体管作为扩流电路的主要器件，结合三端稳压管和多层滤波使得整个系统性

4、能提升一个层次，从而实现了高精度恒流源的目的。系统还对输出电流进行实时采样，通过A/D转换器采样回单片机与用户设定的电流值进行比较，处理之后再输出。同时通过键盘的控制,实现了输出电流值可预置，可步进调整、输出的电流信号可直接数字显示的功能。与以往的恒流源相比，此次所设计的恒流源具有精度高、结构简单、工作稳定、操作方便、成本低廉、带负载能力强等优点。2.本设计国内外研究历史与现状随着电子设备向高精度、高稳定性和可靠性方向发展，对设备的能源部件一电源也相应地提出了更高的要求。在恒流源里面，鉴于理论和工艺等多方面的

5、差异，通常按稳定度划分为普通恒流源和高稳定度恒流源。普通恒流源是许多电子设备和实验室必须具备的部件或设备，其稳定度大约在1%～0.1%范围。高稳定度恒流源也是一种具有稳定控制的二次电源，它和普通恒流源的区别在于其输出电流高度稳定，至少优于100PPM(万分之一或1X10-4)，在目前的高稳定度恒流源中，输出稳定度最高达0.001PPM(十亿分之一)。高稳定度恒流源体系发展到今天的规模，时间并不长。直到二十世纪六十年代，世界各国在要求高质量供电的技术中，还普遍采用蓄电池供电方式。蓄电池最突出的优点是纯直流特性以

6、及无电网干扰，但蓄电池的使用、运输、维护都不方便，又不经济，而且有腐蚀性的液体或气体挥发物损害工作人员的健康和精密的仪器仪表。更主要的在于其容量有限，传输损耗大，放电曲线不理想，大电流使用不稳定。此外，某些运动的负载对象，装载蓄电池显然不太方便，随着科学技术的发展，蓄电池这种传统的供电方式在许多方面已越来越不适应了。二十世纪六十年代以后，恒流源技术为了满足空间技术、控制技术和测量技术的实际需要有了新的发展。随着优质振子的自稳零放大器、光电放大器、电流比较仪等臻于完善，直至约瑟夫森效应在技术上的成熟应用，加上材

7、料和工艺的进一步提高，把高稳定度恒流源技术推上了新水平。短短的十几年间，高稳定度恒流源在许多方面不仅仅能够取代蓄电池，而且在容量和性能上远比蓄电池优越，功能更完善，逐步形成高稳定度恒流源这一现代电源技术分支。在我国,以电力电子学为核心技术的电源产业,从二十世纪60年代中期开始形成,到了90年代以来,电源产业进入快速发展时期。一方面,电源产业规模的发展在加快;另一方面,在国家自然科学基金的资助下或创新意识指导下,我国电力电子技术的研究从吸收消化和一般跟踪发展到前沿跟踪和基础创新,电源产业界涌现了一些技术难度较大

8、,具有国际先进水平的产品,而且还产生了一大批具有代表性的研究成果和产品。目前国内还开展了跟踪国际多方面前沿性课题的研究或基础创新研究。但是我国电源产业与发达国家相比,存在着很大的差距和不足:在电源产品的质量、可靠性、开发投入、生产规模、工艺水平、先进检测设备、智能化、网络化、持续创新能力等方面的差距为10-15年,尤其在实现直流恒流源的智能化!网络化方面的研究不是很多。目前国内在这两方面研究比较多的