多路輸出程控恒流源設(shè)計(jì)

作者：時(shí)間：2010-12-16 來源：網(wǎng)絡(luò)

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1．2 程控模塊設(shè)計(jì)
XCl64CM片機(jī)是德國(guó)SIEMENS公司推出的增強(qiáng)型16位單片機(jī)，其結(jié)構(gòu)新、性能強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)。該單片機(jī)能提供精度為8位或10位，集成采樣和保持電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)；擁有PWM產(chǎn)生模塊，在不同的工作模式下可靈活產(chǎn)生PWM信號(hào)或記錄事件，使恒流源電路簡(jiǎn)化，利于電路控制。XCl64CM含2個(gè)高速同步串行接口，支持高達(dá)20 Mb／s(模塊工作時(shí)鐘為40 MHz)的全雙工和半雙工串行同步通信。
XCl64CM最大的優(yōu)點(diǎn)就是：內(nèi)部CCU單元使電源的外部硬件電路大大簡(jiǎn)化，其強(qiáng)大的運(yùn)算能力可以完成如電壓采樣信號(hào)處理更為有效復(fù)雜的算法，非常適應(yīng)于電源功率變換領(lǐng)域。
程控模塊主要由包括LED數(shù)字顯示、編碼開關(guān)、串口通信等功能的單片機(jī)系統(tǒng)組成。模塊的主要功能是按給定的電流值，提供調(diào)節(jié)輸出電流所需的PWM波。
程控模塊采用編碼開關(guān)輸入方式，設(shè)置給定的電流值并通過LED數(shù)碼管顯示，該系統(tǒng)也可通過RS232串口進(jìn)行遠(yuǎn)程控制電流設(shè)置與通道輸出。單片機(jī)經(jīng)過運(yùn)算，調(diào)節(jié)輸出PWM信號(hào)的占空比，實(shí)現(xiàn)對(duì)恒流源輸出電流的控制和精確調(diào)節(jié)。
顯示電路采用普通4位數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示，用芯片MAX7219驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。MAX7219是一個(gè)高性能的多位LED顯示驅(qū)動(dòng)器，可同時(shí)驅(qū)動(dòng)8位共陰極LED或64個(gè)獨(dú)立的LED。
MAX7219僅需3個(gè)串行端口DIN、CLK、LOAD實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)的通信。
1．3 信號(hào)采樣調(diào)理電路
信號(hào)采集調(diào)理模塊包括采樣電路、信號(hào)調(diào)理電路和過電流保護(hù)電路。測(cè)試回路的電流進(jìn)入信號(hào)采集和調(diào)理電路，在信號(hào)采集和調(diào)理電路中對(duì)電流信號(hào)通過電阻采樣，進(jìn)行I／V轉(zhuǎn)換變成滿足A／D輸入范圍的電壓信號(hào)。過流保護(hù)電路在電路故障時(shí)啟動(dòng)。
信號(hào)采集通過電阻分壓的方式采集輸出電壓，通過后端電阻的I／V轉(zhuǎn)換，可以采集實(shí)際的輸出電流。采集的模擬電壓，經(jīng)放大器LM358，輸入單片機(jī)的AD輸入口，與基準(zhǔn)電壓相比較，用PI算法控制PWM的脈沖寬度，調(diào)整占空比，實(shí)現(xiàn)恒流輸出，電路如圖3所示。

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/180111.htm

在電流輸出端接上采樣電阻，由電流輸出端采集到的經(jīng)分壓處理后得到采樣反饋信號(hào)，信號(hào)經(jīng)由運(yùn)放后送入單片機(jī)。單片機(jī)ADC模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，獲得的電流值送入LED顯示。
1．4 PWM驅(qū)動(dòng)電路
XCl64CM系列中的幾款產(chǎn)品具有捕獲比較單元6(CAPCOM6)，該單元由帶有3路捕獲／比較通道的定時(shí)器T12和帶有1路比較通道的定時(shí)器T13組成。T12的各通道既能獨(dú)立產(chǎn)生PWM信號(hào)或接受捕獲信號(hào)，也可共同產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)或逆變器的控制信號(hào)序列。
在該電路中采用了MC34152，該器件是雙轉(zhuǎn)換高速驅(qū)動(dòng)器，專門設(shè)計(jì)用于連接低電流數(shù)字電路與功率MOSFET，具有低輸入電流，可以與互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)和晶體管-晶體管邏輯(TTL)電路相容，并且具有完全適合于驅(qū)動(dòng)功率MOSFET的2個(gè)大電流推挽輸出。它還包含滯后的欠壓鎖定以防止在低電源電壓情況下發(fā)生誤動(dòng)作。具體框圖如圖4所示。