一种基于大功率
FET 的数控直流电流源设计
摘要:系统采用
ATME189S52 为微控制器(MCE)核心,实现了可控的恒定直流电流源
设计。核心恒流模块采用自反馈电路连接大功率场效应管
IRFZ44NL,使得电流输出范围达
到
20~2000mA;用户可根据需要手动设置或步进(加减)控制电流输出:通过对直流稳压电
源的输出滤波控制,使得电流纹波
≤2mA;系统具有超量程自动报警功能;通过闭环控制,
使输出电流稳定;显示模块采用了
HSl2864—12 液晶显示模块(LCM),人机界面友好。基于
智能化控制方式的发展及实际应用中的需要,系统扩展了
RS232 接口,构成网络仪表,可
用远端
PC 控制,完成对非常态环境(例如高温车间)下的恒流输出。
关键词:微控制器:
LCM;模块化;大功率场效应管;闭环控制
O 引言
本文研制的电源是为满足生产和教学科研应用的直流恒流源。采用软硬件结
合的方法,能够输出恒定直流
0~2000mA,步进 8mA,纹渡电流≤2mA。用户通
过手动设定需要的数值,可以准确得到稳流输出。本系统拥有友好的界面,是可
以应用在生产、科研及教学活动中的数控直流恒流源。并且,产品扩展了网络仪
器的功能,用户通过远端监控。能够使本产品工作在比较恶劣的远端生产环境中
达到恒流输出的效果。
l 方案论证及比较
1.1 控制方案
方案一:采用数字信号处理器
(DSP)。
DSP 功能强大,能完成许多复杂的控制和数据处理任务,但其价格一直居
高不下,成本较单片机高。对于恒流源控制来说,不具有普适性。
方案二:采用
CPLD 或 FPGA 作为主控制器控制 A/D、D/A 转换及健盘
和
LCD 控制。
此方案逻辑电路复杂,且灵活性较低,尤其不利于各种功能的扩展。更由于
频率较高,与单片机的通信编程复杂,时序控制困难。考虑到本课题的重点是实
现电流信号的精确输出,而不是逻辑控制,故不选用此方案。
方案三:采用
5l 系列单片机。
51 系列单片机造价低廉通用性好,市场应用成熟,用此单片机足以完成课
题要求,使资源利用率较高。
经研究,我们选用方案三。
1.2 键显方案
方案一:采用数码管显示。
数码管亮度高、体积小、重量轻,但其显示信息简单、有限,在本课题中应用
受到很大的限制。
方案二:采用液晶显示模块。
液晶显示功耗低,轻便防震。由于本课题显示信息比较复杂,采用液晶显示
界面友好清晰,操作方便,最示信息丰富,而且避免了
LED 的动态扫描,使程
序设计更加简单。键盘采用通用集成芯片
82C79 控制。减少了 NCU 的 I/O 口的
使用,减轻了编程的复杂度,提高了系统资源利用率。