1、F 直流電子負載 - 設計方案直流電子負載的設計方案【本科組】設計輸入：適當調整并明確設計輸入要求。一、任務電子負載用于測試直流穩壓電源、蓄電池等電源的性能。設計并制作一臺電子負載，有恒流和恒壓兩種方式，可手動切換。恒流方式時要求不論輸入電壓如何變化（在一定的范圍內），流過該電子負載的電流恒定，且電流值可設定。工作于恒壓方式時，電子負載端電壓保持恒定， 且可設定，流入電子負載的電流隨被測直流電源的電壓變化而變化。示意圖二、要求（ 1）負載工作模式：恒壓（ CV）、恒流（ CC）、恒阻（ CR）三種模式可選擇（ 2）電壓設置及調節范圍： 0.50V-30.00V ，相對誤差小于 5%，調節時間小

2、于 3S。（ 3）電流設置及調節范圍： 0.010A-2.000A ，相對誤差小于 5%，調節時間小于 3S。（4）具有自動過載保護報警設計。過載值可設。（5）負載參數可調節設置，數字設定。（6）電壓電流同時顯示。（7）電阻設置及調節范圍：1-2000 ，相對誤差小于5%，調節時間小于3S。（8）在原設計要求的范圍內，相對誤差應小于5%，調節穩定時間小于2S。設計方案：1. 核心控制部分：采用 MEGA88 單片機完成電流采樣、 電壓采樣、恒流恒壓恒阻的控制，以及邏輯控制、人機界面等工作，MEGA88 工作于 8MHz 。MEGA88 通過 10 位 ADC 采集負載電流，負載電壓信號，通過按

3、鍵實現啟停控制， CV/CC/CR 設定 ,恒壓設定值、恒流設定值、恒阻電阻值、過流保護值的設定。單片機通過 PWM 口輸出 PWM 平滑濾波、放大后控制功率 MOS 控制輸出電壓或電流。恒壓控制：單片機采集負載電壓 UL 與設定電壓 US 進行 PI 調節，調節器輸出通過單片機的 PWM 輸出控制 MOS 管的放大狀態，達到恒壓控制的目的。（說明：如果理想電壓源接入模擬負載，模擬負載將無法調節 UL，實際測試的電源應串入合適的電阻如 10 歐姆）恒流控制：單片機采集負載電流 IL，與設定值 Is 進行 PI 調節，調節器的輸出通過單片機的 PWM 輸出控制 MOS 管的放大狀態，達到恒流控制

4、的目的。恒阻控制：單片機根據設定的阻值 Rs ，以及測量的電壓 UL，計算輸出電流給定值 Is，進行恒流控制，達到恒阻控制的結果。在通常情況下，通過數碼LCD 屏可以同時顯示電壓、電流參數。進入參數選擇顯示及設定模式可以顯示所有的參變量，如電阻、 Is、 US 等。gn dG NDGNDG NDJ4+5 V12G ND34IO15IO26IO17V out8PB 1C2.9主要電路PB 210a) 電壓采樣：C ON 1 0負載電壓檢測2 5V 分壓到 5 VU Lv ccU 1 C 4R 1 31M9LM3 2 4IO1R 9108V o utC 3R 1 61 0 kR 15C 50. 1

5、 u0. 1 u125 0KC 41kG ND1G ND0. 1 un dG NDgn dgn dG ND板機片單去J31234+5 VG ND通過電阻分壓，將最大 25V 電壓降為 5V ，通過跟隨器增加驅動能力。Bb) 電流采樣：0. 2 5 V-5 V電流檢測R 1 1R 71 8 0k10 kR 6U 1 Bv ccg n d10 k436LM3 2 4457IO1IRR 8510 kR 1 4C 30. 1 u11 k1G NDg n dgn d通過 0.1 歐姆采樣電阻將2.5A （最大）電流轉換為0.25V 電壓，通過A上述電路，放大到5V （最大）。c) PWM 轉電壓：將單片

6、機輸出 PWM 平滑為 05V 電壓，通過放大器放大到010V ，123驅動 MOS 管，產生需要的電壓電流。U LR 2R 3G NDU Lv cc20 0k1 0 0 k12G ND 344單片機PW M 輸出Q 1U 1A電流控制R 121R 4R 51 0 0V /3 0A1 0 03PB 2IR1 0 0 kR 121 0 kLM3 24C 1C 2DR 1 011 U2 0 k12V0. 12. 5 A :0. 2 5 V10. 1 uV CCg n dG NDG NDG NDG NDG ND該圖已經修改，電流跟蹤為硬件實現，單片機輸出05V ，硬件跟蹤輸出02.5A 電流。電流檢

7、測0. 2 5 V-5 VCd)總圖：R 7負載電壓檢測2 5V分壓到5 VR 1 11 8 0 k1 0 kJ1R 6U 11 BU LR 2R 3210 0 k U Lv cc3 v ccG NDU Lv cc 2 0 0 k44G ND單片機 PW M 輸出1 0 kg n d4Q 1U 1A電流控制U 1 C 4R 12R 1 31R 4R 56LM3 2 41 0 0V /3 0 A10 031MPB29LM3 2 4IR1 0 0k1 0 k7IO1LM3 2 4C 1R 12C 2812V1R 8J2R 10 2. 5 A :0. 25 V11 U2 0 k0. 1uIR510.

8、 1R 910V CCgn dG NDG NDJ42C 3G ND1 0 k1 0 k3G NDR1 4R 1 6+5 V10. 1u板42G ND311k25 0KC 4G1ND機411G ND0. 1 uIO15片IO2gn dG NDIO1 gn d6單7gn dV o ut8去PB 19G NDPB 2B10電流檢測0. 25 V-5 VC ON 10負載電壓檢測R 11R 72 5V 分壓到 5 V18 0 k10 kR 6U 1B24 VGv ccU Lv ccgn d1 0 k4U 1C4R 1 36LM3 2 41 M9LM3 24R 87IO1R 98V o utIR5C 31 0C 51 0 k10 kR 140. 1 uR 1 6R 150. 1 u111k2 5 0 KC 41 k11G ND0. 1 uG NDg n