数控电流源设计毕业论文
摘要I
第一章绪论1
1.1设计目的和意义1
1.2设计技术及现状1
1.3设计容3
第二章设计任务及要求4
2.1设计任务4
2.2设计技术要求及技术指标4
第三章系统设计5
3.1技术路线5
3.2设计思想5
3.3总体方案论证5
3.3.1恒流源电路设计方案5
3.3.2控制电路设计方案6
3.3.3显示电路设计方案6
目前，电力系统的后备电源、分布式电源系统以及通讯系统的后备电源等应用场合，均采用大容量的蓄电池作为储能元件。然而，在蓄电池的使用中需要一个双向DC/DC变换器来进行直流功率的变换。一旦电网系统发生故障，蓄电池通过双向DC/DC变换器直接并入直流母线，给后端的用电设备提供能量。当电网正常工作时。直流母线通过DC/CD变换器将电能存储在蓄电池中，而当蓄电池作为通讯系统的后备电源时，由于后端的用电设备多以大电流工作，因此要求蓄电池能够提供一个大而稳定的工作电流。另外，蓄电池充电时，也必须进行恒流控制，因此在双向DC/CD变换器中恒流控制的好坏直接影响用电设备和蓄电池的使用寿命。随着数字信号处理器（DSP）技术的成熟，越来越多的功率电路采用了数字式控制。与模拟控制相比，数字控制具有性价比高、性能稳定等优点。另外，通过对软件的编程，可以很方便的实现电路功能。针对蓄电池等储能元件在使用过程中功率双向变换的问题，在目前已有的非隔离型双向拓扑基础上，提出了一种改进型双向电路拓扑。该拓扑不仅实现了双向电路的恒流控制，而且解决了双向拓扑中对不同大小电流的采样问题。通过对DSP软件的编程，还可以实现对电路的恒流、恒压以及恒功率等控制功能。
3.3.4键盘设计方案6
3.3.5电源设计方案6
3.3.6系统设计方案7
第四章硬件设计8
4.1恒流源电路设计8
4.1.1恒流源电路结构8
4.1.2恒流源原理8
4.1.3恒流源电路器件选型9
4.2.数控电路设计10
4.2.1数控电路结构10
4.2.2数控电路原理10
4.2.3单片机的选型11
4.3 D/A转换电路设计13
由于数控电源管理的更广泛使用和行业能源节约和运行最优化的关注，电源行业和技术的发展，数字电路应用领域的发展，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流源，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。基于此，人们对数控恒定电流器件的欲求越来越迫切，由于板载电流管理的更广泛的应用和行业能源节约和运行最优化的关注，电源行业和半导体生产商们便开始共同开发这种名为“数控电源”的产品。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有待发展，高性能的数控恒流器件的开发和应用存在巨大地发展空间，本文正是应用社会发展的要求，研制出的一种高性能的数控直流电流源。
外文翻译37
AD7705英文原文37
AD7705中文翻译52
致谢67
附录68
附录一：程序代码68
附录二：元器件清单78
第一章
1.1
随着电子技术的不断进步对电子仪器的要求不断提高，电源作为电路的动力源泉扮演着越来越重要的角色，不论是学校实验室还是维修中心都离不开试验电源，但是传统的电源不论在控制精度还是输出特性上都不能满足要求。首先从精度上来看传统电流源的调整大多采用旋转电位器的方式，在调整时电流值主要从电位器的刻度读出，容易产生读数误差。从可操作性上看传统电流源电位器上的刻度有限，读出围不大，不可能非常精细，仅仅靠电位器上的几个刻度，对操作者的技巧要求比较高，同时误差也比较大。由于单片机技术的不断发展和D/A元件的普及使得数控电源成为可能，数控电源不论是在控制精度还是在可操作性上都有传统电源无法比拟的优势，由于单片机使用的普遍化，使得数控电源与传统电源的成本日益接近。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。基于此，人们对数控电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技术的才刚刚起步有待发展，高性能的数控恒流器件的开发和应用存在巨大地发展空间，因此通过数字控制恒流源的设计对于厂商乃至我国的数控直流源产业有着重要意义。
4.3.1 D/A转换电路结构13
4.3.2 D/A转换电路原理13
4.3.3D/A转换电路器件选型13
4.4 A/D转换电路设计16
4.4.1A/D转换电路结构16
4.4.2 A/D转换电路原理17
4.4.3 A/D转换电路选型18
4.5显示模块设计22
4.5.1显示电路结构22
4.5.2显示电路选型22
1.2
数控电源是从80年代才真正的发展起来的，器件系统的电力电子理论开始建立。这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。在以后的一段时间里，数控电源技术有了长足的发展。但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的特点。因次，数控电源主要的发展方向，是针对上述缺点不断加以改善。单片机技术电压转换模块的出现为其精确数控电源的发展提供了有力的条件。新的变换技术和控制理论的不断发展，各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用，到90年代，已出现了数控精度达到0.05V的数控电源，功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。从90年代末起，随着对系统更高效率和更低功耗的需求，电信与数据通讯设备的技术更新推动电源行业中直流、直流电源转换器向更灵活和智能化方向发展。在80年代的第一代分布式供电系统开始转向到20世纪更为先进的第四代分布式供电结构以及中间母线结构，直流、直流电源行业正面临着新的挑战，及如何在现有系统加入嵌入式电源智能系统和数字控制。现今，随着数控直流电源技术的飞跃发展，整流系统由以前的分路原件和集成电路发展为微机控制，从而使直流电源智能化，具有遥测、遥信和遥控的三遥功能。目前，全国的电源机器配件的生产销售企业有4000家以上，产值由300-400亿元，但国企业销售的数控直流稳压电源大多是代理日本和的产品，国厂家生产的直流稳压电源虽然也在向数字化方向发展，但多限于输出显示实现数码显示，或实现多组数值预置。总体来说，国直流恒流源技术在实现智能化等方面相对落后，面对激烈的国际竞争，是个严重的挑战。
4.6键盘电路设计24
4.7电源电路设计25
4.7.1电源电路结构25
4.7.2稳压电路原理25
4.7.3电源电路器件选型26
4.7.4系统电源电路抗干扰措施28
第五章软件设计30
5.1主程序设计流程30
5.2程序设计32
5.2.1按键扫描32
5.2.2 A//D采样程序33
第六章设计总结35
参考文献36