数控直流电流源报告硬件部分.ppt
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1、数控直流电流源数控直流电流源-2005年全国电赛(F题)武汉纺织大学创新实验室一、设计任务:设计并制作数控直流电流源。输入交流200240V,50Hz;输出直流电压10V。其原理示意图如下所示。键盘控制器电流源负载显示器电源1、基本要求、基本要求n n(1)输出电流范围:200mA2000mA;n n(2)可设置并显示输出电流给定值,要求输出电流与给定值偏差的绝对值给定值的n n1+10 mA;n n(3)具有“+”、“-”步进调整功能,步进10mA;n n(4)改变负载电阻,输出电压在10V以内变化时,要求输出电流变化的绝对值输出电流值的1+10 mA;n n(5)纹波电流2mA;2、发挥部
2、分、发挥部分n n(1)输出电流范围为20mA2000mA,步进1mA;n n(2)设计、制作测量并显示输出电流的装置(可同时或交替显示电流的给定值和实测值),测量误差的绝对值测量值的0.1+3个字;n n(3)改变负载电阻,输出电压在10V以内变化时,要求输出电流变化的绝对值输出电流值的0.1+1 mA;n n(4)纹波电流0.2mA;二、系统整体方案论证:n n1、压控恒流源模块n n电压控制的电流源模块,可采用的方案有以下三电压控制的电流源模块,可采用的方案有以下三种:种:n n 功率集成运放,如功率集成运放,如OPA501OPA501、OPA541OPA541、OPA548OPA548
3、、OPA549OPA549等;等;n n采用电流串联负反馈机理构成恒流源。n n运放晶体三极管构成的电流放大;运放晶体三极管构成的电流放大;n n方案一:直接使用功率集成运放。n n特点:使用容易、性能稳定可靠。常用的功率集成运放一般能够输出40V,1015A的功率,性能指标也较高,完全能够满足本题要求。功率集成运放比如说像OPA548可以单电源+30V供电,也可以双电源供电,输出电流最大可达5A,基本能够满足本题的要求。这是模电书(P454)上给出的一个电压电流转换电路,功率器件采用功率集成运放OPA548T。当R1=R2=R3=R4时,流过负载端的电流I=Uin/R0。图中R0必须采用大功
4、率的电阻,且电阻随温度变化应该很小。RL和Rs分别为负载电阻和康铜丝采样电阻。n n 这个电路结构很简单,但它的缺点就是电源这个电路结构很简单,但它的缺点就是电源的效率较低,有一部分功耗消耗在电阻的效率较低,有一部分功耗消耗在电阻R0R0上,这上,这无形之中就增加了供电电源的负担,特别是在大无形之中就增加了供电电源的负担,特别是在大电流的时候,负载电路的功率几乎都由这电流的时候,负载电路的功率几乎都由这1 1片片OPA548TOPA548T来提供,芯片发热很快,如果散热及相来提供,芯片发热很快,如果散热及相应的措施没有处理好的话,芯片就无法正常工作,应的措施没有处理好的话,芯片就无法正常工作,
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