基于单片机的数控电流源设计

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摘要：本文给出了一种基于单片机控制的数控电流源设计。本设计以PIC16F877A单片机为核心部件，采用PID算法实现了量程可选、输出可调、步进精确、纹波电流极小的功能，而且可将输出电流预置值、实测值在LED上同时显示。经实验测试证明，此设计具有较高的控制精度。
1 引言
电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，涉及了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。计算机和通讯技术的发展，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。普通电源由于精确度不高等缺点已不能满足现实的需要。直到单片机技术及电压转换模块的出现，才使精确数控电源的发展有了可能。本文所设计的数控电流源采用PIC16F877A单片机为核心部件，键盘、显示、D/A、开关电源等模块为外围电路。
2 设计要求和总体设计思路
2.1 设计要求
本设计要求：输入220V，输出最高12V；通过键盘控制输出电流，步长为0.01A；采用LED显示输出电流，精度为0.02A；电流源稳流范围为（0.2-1）A。
2.2 总体设计思路
本设计采用开关电源，以达到输出范围和精度以及纹波的要求。根据系统要求，采用D/A转换后，接运算放大器构成的功率放大来控制D/A的输入，从而控制电流值的方法。本系统主要由数控部分、电源部分和键盘显示电路组成。系统原理框图如图1所示。