高效数控恒流电源

高效数控恒流电源摘要随着低碳经济时代的到来，提高能源利用率对工业和社会发展起着重要的作用。基于此本文描述了高效率数控恒流电源的设计原理和实现方法，本系统采用DC/DC变换器芯片TPS5430，它是一款高效的电源开关控制芯片，输入电压范围宽，输出电流高达3Ａ。以MSP430F247单片机为主控制器，通过键盘来设置电源的输出电流，设置步进等级为1mA，并可由液晶显示器显示实际输出电流值和负载功率。本系统还具有开路检测和过压保护功能，可广泛应用于需要高效恒流源的领域。关键词：MSP430F247单片机DC/DC变换器高效恒流源AbstractThispaperdescribesthedesignofhigh-powerLEDpowersupplyprincipleandmethodtoMSP430F247microcontroller-basedcontroller,DCpowerthroughthekeyboardtosettheoutputcurrent,setthesteplevelas1mA,andtheactualoutputcurrentvalueandloadpowercanbedisplayedbytheLCD.ThissystemusesDC/DCconverterchipTPS5430,theoutputpowerMOStubecanexpansionthecurrent.SingleChipProgrammableoutputdigitalsignal,throughD/Aconverter(TLV5618)outputanalog,throughtheoperationalamplifierisolationamplifier,andprecisionvoltagesamplingresistorcollectionenlargedcomparedtocontrolDC/DCconverter'sfeedbackside,toachievetheoutputcurrentcontrol.Outputcurrentthroughthecurrent/voltagechanges,theadoptionofA/Dconverterchip,real-timeintotheanalogdata,andthenanalyzedbymicrocomputerprocessing,thefeedbackthroughtheformofdatalinks,sothatcurrentismorestable,itconstitutesastablevoltage-controlledcurrentsource.Actualtestresultsshowthatthesystemoutputcurrentstability,withtheloadandambienttemperaturechangesandhighJingDu,outputcurrenterrorof±5mA,outputcurrentat20mA~2000mAFanWeicanbearbitrarilysetwithin,outputefficiencyupto90%,andthustheactualapplicationsrequiringhighstabilityandhighefficiencyconstantcurrentfield.Keywords:MSP430F247MCUDC/DCconverterefficiencyconstantcurrentsource目录一：方案设计与论证1.1总体设计方案与比较：方案一：采用以89C51为核心的单片机系统来控制12位AD7521的数据的输入并将其转换成模拟量输出同时单片机把输入的预值电流送数码管显示，再根据输出的电压量来控制电流的变化，此方案的优点是输入的预值电流信号稳定且避免了大量的数据存储，缺点是电路效率低。其电路方框图如图1.2所示：筒图1铜.2锹方惠案二逃方框汁图停方案冰二：杜采用蚂开关瓜电源滨控制报芯片展TP幸S5辨43邮0，殊该芯究片其均内部隆集成考11瓜0毫再欧的晚MO攀S开次关管腿，效泳率高枪达9箱5%阳，输龄出电誉流最炒高3惑A,肯能够准满足要题目渔的要绍求。牧该芯丰片固煎定为幸50知0K揪HZ吐开关跟频率道，可榜采用款较小脉的滤森波电忆感，拦电容军消除教纹波城。用勿单片肥机输迁出数语字量别经过货D/询A变岔换和耀采样傅比较纤可以稍对输伪出电忠流程喂控。士此方筑法优挖点是判可以筋对输吃出电仅流预匪置和乏显示题，而配且效杰率高值，所毕以电滥路和均设计燥采用份方案蜓二，惩其电祝路方帮框图决如图鸦1.产.2师所示饼：负载DC/DC变换负载DC/DC变换器茎输赔入逗U竞i预置和输出显示MSPF430F247单片机预置和输出显示MSPF430F247单片机键盘键盘赌图1纹.2摧方岂案二蜻方框沫图家二惹模块膝电路藏设计建及比恭较垒本系课统以暂MS辩P4劲30钳F2防47掘单片遇机为粱核心浅，外浑围包创括D极C/穴DC响变换头器模潮块，验数模馅和模栏数转佳换模周块，碑液晶荡显示抄模块缺，电满流采赌集模导块。直2.能1D慈C/呈DC挪变换啦器模事块北TP况S5迷43佳0是寻一款览输入裁电压败范围匠宽，千工作添频率渴高，钢转换推效率轰高的扇直流袜变换裁器件锁，可寿做升脖压和克降压艺之用丝，本筐系统偏用做东降压眨输出嫁，输士出经袭电感孕电容盲滤波随，可侍得到姐稳定筒的电汤压，显引入拖电流麦反馈翠可得盼稳定军电流撕。电箭路原怪理图假如下宅图2叙.1盏所示符图2监.1珠DC皱/D绘C变促换器哪模块贡图2呈.1行TP装S5岁43菠0原粉理图屿2.音2数辅模转蚀换模干块搂TL历V5替61退8是址TI原公司日生产递的1魄2位京数模嘴转换骗芯片标，它罪采用昨串行递输入荐数据电，转建化后络的模含拟电灾压可融通过禾2个诞通道求输出略，采行用此仁芯片子可以忆简化票硬件察电路宇设计辣，而址且其服转换阳精度质高。缓其管香脚如瞎图2煮.2吸所解示窗BI榴T1授—暑BI牛T1胶2为扒数字饥量输邪入，围Rf跃e为吴模拟先量输淡出，破Vr政ef前为参贼考电盛压V穿dd碎为+菜5V供电源艳。数肝模转掘换公申式：么卷（阶2-认1）失例家如:盒B仪IT麻1为—率BI旋T1深2为初（1姐11馒11控11蚁11色11黑1）录且V掩re默f为翁-5嚼V，称则：游古叉岭扰疯骡拘督丰台（压2-昏2）便钻送些当绣BI写T1抵—偶BI忧T1不2为喉（1酷00伪00半00躺00革00孝0）爷且V姓re搅f为塞-5隔V,浩则：嘉劫沿顽映墨杠品眉（2宵-3幕）肯由于从该设纲计要做求输刺出电每流步躲进1蛙0涂毫安诉，基去与此立，本飘设计尤将采陕TL疾V5赴61姥8宰12镇位数岁模转腾换器叼。济图2钩.2看TL蹈V5著61跪8芯奴片管介脚图振2.净3电谱压采腥集与菊放大祸模块帆考虑唱温度嘴和其里它因着素变南化对何电阻涌阻值亭的影砍响，勤系统粱采用忧精密关康铜据丝为却采样滩电阻茂，考泻虑系须统效饲率因娃此选成择阻矮值为楼0.隶1欧锋姆。抓采样策电压姜放大苏10利倍和果单片庄机给注定的阳电压香通过漆加法因器相南加后概送给惠TP疏S5穴43觉0的升第4晌脚，胜整个扒系统纲构成校一个伐负反壶馈，并能够咬保证绑输出嫌电流轻恒定充。电催路参璃数计圾算括如下岭：允2.貌3模者数转善换模妖块思采用芹TL欢C2泥54绩3模熊数转丑换芯腹片，椒该芯肝片具孙有1悉1个欺模拟粗通道恳输入津端，农转换学结果踪有8堆位，附12躲位，恨16深位并娇可编段程配轰置，腹其转画换速文率快华，线赚性误的差小视。锻本系好统采晚用其违模拟蜻通道泻0采滤集输近出电声流，俩模拟妈通道脖1采民集输哪出电惰压。猪并分遍别用卷跟随失器可能保证生采集炎的数姐据稳碧定。候将转掉换后肾的数蝴据送伟给单千片机塔实现郊电流茶和输鼠出功把率的脉显示希。转日换结牌果为父12忠位，备满足穷系统糊精度涨要求争，原刘理图盛如图编2.便3裂图2连.3伙模数即转换冤模块荒2.赤4单靠片机杯最小踩系统故与液杂晶显笔示和列键盘撑连接周模块皮本系寨统用姿MS轰P4帮30益F2支47评为主救控制少器，饲该单帐片机怎静态窗工作馒电流挪小，驴功耗清低，险满足任该系唤统高盒效的因要求单。其争P3掌口作贪为液高晶的泻数据纺端口冠，P早2口庸为控炎制口湖，P某1口含高4触位为脸键盘酒接口竞，原关理图炮如下企图2也.盆4湖2.抱5集稳成运阅放和璃单片犬机供罪电模麻块痛2.明5.竟1采氧用T发PS秘54狭30惊,通响过调摘节反翼馈电度压，御可得莲到5鞠V的鸟稳定咱电压获，原链理图王如图秘2.英5.悔1港图2美.5这.1输特5V麦电源锤模块匹-5刻V电言源模郊块，惩系统执采用隶MC袭34趁06草3电诱源芯冠片，梨得到腿-5广V电葡压，需原理焰图如川下图钱5.施2.谁2筑图2毫.5律.2局印—移5V稍电源键2.风5．钞3单棚片机妄用3以.3辟V供宅电，击系统闹用T衔PS顺73颠3芯络片得申到3激.3嘉V电君压，摧原理网图如都下图戏2.唯5.导.3定图2洁.5境.3腾崇3.疾3V终电源吵模块雨2.寸4各梯单元奸连接今框图摇三：君软件融设计玉本作散品采灿用I蜜AR宅Em斧be狂dd轮ed呢Wo谋rk插be来nc厨h作黄为开算发软么件，序它是唉以W质IN萌DO守WS术为开选发平答台，桂使用耽时，益先建元立一矿个工繁程文肌件夹复，以薄保存夺相应口的工时程文改件。苹打开剃该软骡件后分，先纷建立妻工程卵文件朝，然级后保钻存，攻编辑盘完目郊标代支码后译，点箩击编吓译运屋行即古可实叉现软根件仿删真。偷适配拌好目担标器宽件，略使用区计算费机并拴口和店GT辟AG烛接口泻，可忍将代滨码下陈载到游硬件率进行毕在线狡调试券。振聋本为作片牛软件共要实组现的旨功能怜是：饮3.棋1：膝软件倦设计尤思想沉3.风2：稳软件素设计国流程托图佛3.惨3：攀各模拿块程宜序设鸽计及毫相应斩的软表件算表法炮四：资系统周测试挎本系打统具淡有输要出2壤00腾m伴A到筝20蔑00花mA另的稳薄定电铺流，倚可在蛋该范寺围内花预置蝴，同助时具界有+趟/-亮10揉mA千的步移进。办4.沸1测患试方啦案效测试阻仪器撤：占电流蛇调整佣率钉S洗I惭的测耳试甚：渡（趁I宣o挑＝磁10发00辱mA导，负付载为茂5Ω锄的条挪件下倡测试愉）顷；测谷试结扒果如春表4辩.1趋表4连.1崭输入芝电压夜（母V）感12斜13铁14御15颜16录17毕18慢实际独输出衡电（到A）沫电流漠变化涛量疑△算Io样（富mA四）售电流智调整敲率简S惯I骑负载疾调整小率筑S滚R杆的测饶试：携（奶U究i输=1近5V逼，拉I星o费＝侍10读00兄mA答，负导载在占1Ω置～5焦Ω条谨件下刮测试脊）丝测试傲结果库如表煌4.焰2堵表4径.2乳负载亭R（波Ω搂）名1蚂2各3趣4际5从实际动输出也电电摄流务I劲o竟（沉mA埋）姐电流翠变化耕量充△膨Io圆（遍mA慢）猴负载佩调整燥率抢S捆R责纹波坚电流稀测试白：测轻试条河件为罢（黎U行i贼=箱1侵5茫V惨，极U唯o键=零1读0V纷，针I隆o傻=衔20恨00昼mA贵）；是测试彼结果剩如表织4.蹄3绘表4材.3永纹波而电流筋测量分电流催值(蔽mA腐)松交流修毫伏多表读屠数(福mv娇)躬示波守器读诊数（谷Vp棵p攀）分(m陡V)逢20股0覆50寒0发10颜00劳15量00城20醉00术整机碎效率视测试旅：装（广U亦i僚=1勺5沫V社，鲜U瓦o素=观1晕0V旺，炉I吊o欲=2丽00嫂0m寸A）肌；益4.嘉2测挥试仪由器娇4.冲3测挂试结挺果恼五：者设计准总结搅经过撒为期富四天臂的设待计，祝感触展颇深菊的是另解决朝问题满的方姻法、冰技巧奸。在宵这四婚天中除，我午们遇羡到许货许多导多问溜题，拾对待耻问题俭要多幻方法共处理乎，多厨角度炎处理苏。通柏过这坟几天屋的设列计竞稀赛，夜我们汽不但烛增强克了实面践能办力和曾协作舱精神阴，而郑且懂崭得了讨联系多实际敢的重铅要性底，这凡对我五们以伙后的嘉学习弹和工两作不状无裨朱益。惹当然灰，我寇们的榨设计法还存匆在着踢一些傻缺陷妖，有渡待于将在将伤来设驼计中富进一卷步提固高，筐在此戏恳请筒各位惹老师攻批评慎指正克。险六：链参考秧文献版[1漂]回童席诗白廊，华秤成英闹禾模拟概电