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程控电压电流源综合设计方案

作者:Aigtek 阅读数:0 发布时间:2024-05-23 09:04:42

  程控电压电流源是一种可以实现精确电压和电流控制的电源,广泛应用于各种测试和测量场合中。本文将介绍一种基于单片机的程控电压电流源综合设计方案。

  一、方案概述

  本方案采用单片机作为控制器,通过控制输出电压和电流来实现对被测电路的精确控制。具体方案如下:

  输入电压信号:使用一个可调节的模拟电压输入端子,可以通过外部信号源或者传感器获取输入电压信号。

  输出电压控制:使用一个可调的PWM模块产生PWM波形,通过比较器比较输出电压与设定值的大小关系,控制PWM波形的占空比,从而实现输出电压的精确调节。

  输出电流控制:使用一个恒流源来提供输出电流,通过比较器比较输出电流与设定值的大小关系,控制恒流源的输出电流,从而实现输出电流的精确调节。

保护功能:在过载、短路等异常情况下,启动保护功能,切断电源输出,保护被测电路的安全。

ATS-2000C系列高精度电流源

图:ATS-2000C系列高精度电流源

  二、硬件设计

  本方案的硬件设计包括以下几个部分:

  单片机选择:选用STM32F103C8T6作为控制器芯片,具有较高的性能和稳定性,能够满足本方案的要求。

  PWM模块选择:选用STM32F103C8T6内置的PWM模块,具有较高的精度和可靠性。

  可调电阻选择:选用高精度、低温度系数的电位器作为可调电阻,以保证输出电压和电流的精确调节。

  恒流源选择:选用OPA137可变电阻型稳流源作为恒流源,具有较高的精度和稳定性。

  三、软件设计

  本方案的软件设计主要包括以下几个部分:

  系统时钟配置:根据STM32F103C8T6的数据手册配置系统时钟,保证系统的稳定性和可靠性。

  PWM模块初始化:初始化PWM模块,设置占空比和周期等参数,以实现输出电压的精确调节。

  可调电阻校准:使用标准电压源对可调电阻进行校准,以保证输出电压和电流的精确调节。

  恒流源校准:使用标准电流源对恒流源进行校准,以保证输出电流的精确调节。

  保护功能实现:编写代码实现过载、短路等保护功能的逻辑,保证系统的安全性。

  四、总结

  本方案基于单片机实现了一种高精度、高稳定性的程控电压电流源,具有广泛的应用前景。通过合理的硬件设计和软件设计,可以实现对被测电路的精确控制和保护功能的实现,为各种测试和测量场合提供了可靠的支持。

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