程控電壓電流源綜合設(shè)計方案
程控電壓電流源是一種可以實(shí)現(xiàn)精確電壓和電流控制的電源，廣泛應(yīng)用于各種測試和測量場合中。本文將介紹一種基于單片機(jī)的程控電壓電流源綜合設(shè)計方案。
一、方案概述
本方案采用單片機(jī)作為控制器，通過控制輸出電壓和電流來實(shí)現(xiàn)對被測電路的精確控制。具體方案如下：
輸入電壓信號：使用一個可調(diào)節(jié)的模擬電壓輸入端子，可以通過外部信號源或者傳感器獲取輸入電壓信號。
輸出電壓控制：使用一個可調(diào)的PWM模塊產(chǎn)生PWM波形，通過比較器比較輸出電壓與設(shè)定值的大小關(guān)系，控制PWM波形的占空比，從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓的精確調(diào)節(jié)。
輸出電流控制：使用一個恒流源來提供輸出電流，通過比較器比較輸出電流與設(shè)定值的大小關(guān)系，控制恒流源的輸出電流，從而實(shí)現(xiàn)輸出電流的精確調(diào)節(jié)。
保護(hù)功能：在過載、短路等異常情況下，啟動保護(hù)功能，切斷電源輸出，保護(hù)被測電路的安全。
圖：ATS-2000C系列高精度電流源
二、硬件設(shè)計
本方案的硬件設(shè)計包括以下幾個部分：
單片機(jī)選擇：選用STM32F103C8T6作為控制器芯片，具有較高的性能和穩(wěn)定性，能夠滿足本方案的要求。
PWM模塊選擇：選用STM32F103C8T6內(nèi)置的PWM模塊，具有較高的精度和可靠性。
可調(diào)電阻選擇：選用高精度、低溫度系數(shù)的電位器作為可調(diào)電阻，以保證輸出電壓和電流的精確調(diào)節(jié)。
恒流源選擇：選用OPA137可變電阻型穩(wěn)流源作為恒流源，具有較高的精度和穩(wěn)定性。
三、軟件設(shè)計
本方案的軟件設(shè)計主要包括以下幾個部分：
系統(tǒng)時鐘配置：根據(jù)STM32F103C8T6的數(shù)據(jù)手冊配置系統(tǒng)時鐘，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
PWM模塊初始化：初始化PWM模塊，設(shè)置占空比和周期等參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的精確調(diào)節(jié)。
可調(diào)電阻校準(zhǔn)：使用標(biāo)準(zhǔn)電壓源對可調(diào)電阻進(jìn)行校準(zhǔn)，以保證輸出電壓和電流的精確調(diào)節(jié)。
恒流源校準(zhǔn)：使用標(biāo)準(zhǔn)電流源對恒流源進(jìn)行校準(zhǔn)，以保證輸出電流的精確調(diào)節(jié)。
保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)：編寫代碼實(shí)現(xiàn)過載、短路等保護(hù)功能的邏輯，保證系統(tǒng)的安全性。
四、總結(jié)
本方案基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了一種高精度、高穩(wěn)定性的程控電壓電流源，具有廣泛的應(yīng)用前景。通過合理的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，可以實(shí)現(xiàn)對被測電路的精確控制和保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)，為各種測試和測量場合提供了可靠的支持。
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