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數控直流電數控是什麼

發布時間: 2021-03-01 03:42:18

『壹』 關於數控直流電流源

1系統硬體設計

本系統由電源模塊、調壓模塊、D/A轉換模塊、顯示與鍵盤模塊組成,圖1所示是該直流數控穩壓電源的結構原理框圖。

1.1系統電源模塊

在圖1中,220 V市電經220 V/17.5 V變壓器降壓後得到的雙17.5 V交流電壓,經過一個全橋整流後可得到±21 V兩路電壓,其中一路+21 V電壓供給調整管,作為電源對外輸出,另一路經三端穩壓器7815得到+15 V,再經過7805得到+5 V的電壓。-21 V的電壓則經三端穩壓器MC7915得到-15 V電壓,以作為系統本身的工作電源。

1.2電壓調整模塊

該穩壓電源中的電壓調整模塊電路如圖2所示。其中調整管採用復合管形式(由Q1、Q3組成),以實現大電流輸出,由於該設計要求Iomax=0.5 A,Iomin=0 A,Pm=(Vimax-Vomin)Iomax=(18-0)×0.5=9 W,因此,本電路中的調整管可選TIP41(其Icmax=6 A>Iomax=0.5 A;Pcw=65 W>9 W,VCEOmax=100 V>18 V),當然,也可以選用2N5832。

電路的比較放大採用運放NE5534來設計,該器件具有共模抑制比高,響應速度快和壓擺率高的特點。設計時可由R10、R11A、R12組成分壓取樣電路,並要求R10/(R11A+R12)=1/4,即當輸出電壓存在△UO=0.05 V時,△Ua=0.04 V,這與DAC的輸出(10/255=0.04V=1LSB)變化一致。事實上,經過DAC轉換以將電流轉換為電壓並進行電壓放大後,即可將得到的10 V電壓送比較器NE54534的同相端作為比較的基準電壓。由於DAC0832是8位的D/A轉換器,故有255步進。由此,當CPU控制DAC變化1LSB時,其對應Va的變化為0.04 V,故Uout的可調變化量為0.05 V(步長)。NE5534和Q1、Q3及取樣電路構成的負反饋電路可實現調節輸出電壓的目的(穩壓)。

電路中的過流保護由R9與02完成。當Io>0.7A時,VR9=R9Io≥1×0.7=0.7 V,此時Q2導通,並對調整管Q3的基極分流,使TIP41的導通電阻增大,輸出電壓降低,從而達到過流保護的目的。必要時,也可接入一紅色發光二極體作為過流指示。該系統的短路保護採用保險管來完成。

1.3 D/A轉換模塊

本系統中的數模轉換電路如圖3所示。它由DAC0832、兩級低漂移的運放μA714及VREF電路組成。DAC0832和運放U3A將CPU發出的8位二進制數據轉換成0~-5 V的電壓,然後經運放U3B反向放大2倍,以得到0~10 V電壓。因此,該DAC的轉換解析度為10/(28-1)=0.04 V,即CPU輸出給DAC的數據變化為1 Bit,DAC輸出電壓的變化為0.04 V。VREF電路為DAC提供基準電壓,調節R5A,可使基準電壓保持為5 V。

1.4顯示與鍵盤模塊

本電源中的電壓顯示與鍵盤電路如圖4所示。當輸出電壓經R13限流和R14取樣後,即可送如TLC2453-1進行模數轉換。圖4中的TLC2453-1為11通道、12位串列A/D轉換器,具有12位解析度,轉換時間為10μs,有11個模擬輸入通道,3路內置自測試方式,采樣率為66 kbps,線性誤差±1LSBmax,同時帶有轉換結果輸出EOC,並可單、雙極性輸出。通過其可編程的MSB或LSB前導可編程輸出數據長度。TLC2453-1的時鍾頻率選用4.1 MHz,電源輸出電壓Uo的取樣信號從IN0輸入,晶元的I/O時鍾端、數據輸入端、轉換數據輸出端、片選端分別與AT89S51單片機的P2.3、P2.2、P2.1、P2.0相連,然後經單片機處理後從P0口輸出,在經排阻9A472J驅動後送字元型液晶顯示屏SMC1602A顯示輸出電壓。電路中AT89S51單片機的晶振頻率選用12 MHz,P1.0~P1.3接調壓按鈕。增加電壓時,粗調用按鍵S1,步進為1 V,細調用S2,步長為0.05 V;減小電壓時,粗調用S3,步長為1 V,細調用S4,步調為0.05 V。這樣,經過它們的有機結合便可將輸出電壓調節到所需的電壓。

2系統軟體設計

本電路的主程序流程如圖5所示。

3 結束語

本文給出的直流數控穩壓電源採用硬體組成的閉環反饋模式來進行穩壓。電路中採用共模抑制比高、響應速度快、壓擺率高的NE5534作比較器,從而提高了穩壓的可靠性和精度;而採用12位A/D轉換模塊完成電壓的測量,並用LCD液晶顯示,則提高了測量的准確性和直觀顯示能力。本電路的開機預置輸出電壓為5 V,並可採用步進方式調節輸出電壓,最小步進為0.05 V。經過測試,本電路的輸出電壓范圍可達到0~18V,額定電流可達到0.5A,可應用於實驗教學與工程實踐中。

『貳』 麻煩解釋一下「數控直流穩壓電源」

在規定的功率、電壓范圍內,可以設置出需要的直流穩壓電源。單片機加進行去,是把一個電源變成了可以在許多不同場合適合的多種電源。是比可調穩壓電源功能更強大的電源。怎麼能說是忽悠呢?

『叄』 開關電源與數控直流電源的區別是什麼啊

數控直流電源可以用開關電源方式的,也可以使用其他方式的,只要抽頭、電壓、電流滿足使用即可

『肆』 數控直流穩壓電源

數控直流穩壓電源是常用的電子設備,它能保證在電網電壓波動或負載回發生變化時,輸出穩答定的電壓。一個低紋波、高精度的穩壓源在儀器儀表、工業控制及測量領域中有著重要的實際應用價值。

本系統由電源模塊、調壓模塊、D/A轉換模塊、顯示與鍵盤模塊組成,下圖所示是該直流數控穩壓電源的結構原理框圖。


『伍』 直流電流的數控設計

在電子設備中經常用到穩定性好、精度高、輸出可預置的直流電流源。本文設計的數控直流電流源能夠很好地降低因元器件老化、溫漂等原因造成的輸出誤差,輸出電流在20mA~2000mA可調,輸出電流可預置、具有「+」、「-」步進調整、輸出電流信號可直接顯示和語音提示等功能。硬體電路採用凌陽單片機SPCE061A為控制核心,利用閉環控制原理,加上反饋電路,使整個電路構成一個閉環,在軟體方面主要利用PID演算法來實現對輸出電流的精確控制。該系統可靠性高、體積小、操作簡單方便、人機界面友好。
系統硬體實現方案
本設計採用單片機作為主要控制部件,通過鍵盤預置輸出電流值並採用液晶模塊實時顯示。整個系統硬體部分由微控制器、電壓-電流轉換、鍵盤、顯示、直流穩壓電源和語音提示等模塊組成。系統組成框圖如圖1所示。
微控制器是整個系統的核心,負責整個系統的運作。為了實現簡化硬體電路、系統性能穩定可靠,便於實現語音播報、鍵盤設置和信息的實時顯示等功能的協調,通過多種方案論證後,微控制器選用凌陽公司的SPCE061A,該單片機內部集成有ADC、DAC、PLL、AGC、DTMF、LCD-Driver等電路(與IC型號有關)。它採用精簡指令集(RISC),指令周期均以CPU時鍾數為單位。另外,它還兼有DSP功能,內置16位硬體乘法器和加法器,並配備有DSP擁有的特殊指令,大大加速了各種演算法的運行速度。同時可以在Windows環境下使用凌陽單片機應用開發工具,該工具支持標准C語言和凌陽單片機匯編語言,集匯編、編程、模擬等功能於一體,大大加快了軟體開發過程。用該單片機作為控制器比較合適,在硬體電路簡單的前提下,容易實現A/D和D/A轉換、語音提示、PID運算等功能。
顯示模塊主要實現的功能是顯示設置的電流輸出值和其它人機交互信息。本部分可以採用七段數碼LED顯示器,顯示數字、簡單字母和小數點等信息,但由於其顯示信息單一,人機交互不友好,本文採用字元型液晶顯示屏LCDSMC1602A模塊。該模塊具有輕薄短小、低壓微功耗、體積小、無輻射、平面直角顯示及影像穩定不閃爍等優點,且可視面積大、面效果好、解析度高、抗干擾能力強,適合用於顯示字母、數字、符號等信息,而且不需要擴展過多外圍電路,可由單片機直接進行控制輸出顯示。
電壓-電流轉換模塊由精密運放與三個晶體管組成的達林頓管電路構成。轉換電路利用晶體管平坦的輸出特性和深度負反饋電路使輸出電流穩定,如圖2所示,此V/I轉換電路的帶負載能力強,電流輸出范圍達0~3A。輸出電流Io經反饋電阻Rf得到一個反饋電壓Vf,Vf= V11-V12,通過R5、R6加到運算放大器的兩輸入端,設運放兩端的電為V1、V2,Vi由單片機DAC輸出。因為理想運放的輸入電流約等於零,且V1=V2,則:
V12[1-R6/(R2+R6)]+ViR6/(R2+R6)=V11R1(R1+R6)
由於V12 =V11-Vf,則:
V11R2/(R2+R6)+(ViR6-VfR2)/(R2+R6)=V11R1/(R1+R5)
令R1=R2=10kW,R5 =R6 =1kW,則有Vf=ViR6/R2=Vi/10
若暫不考慮反饋時,
Io=Vi/(10Rf)
由此可見,輸出電流的標定由D/A轉換所得輸出電壓Vi和Rf的阻值決定,成線性變換。Rf由大線徑銅絲製作,其溫度系數很小(5ppm/℃),大線徑可以使其溫度影響減至最小。3個三極體應選用大功率管TIP122,且使用散熱片,以保證管子工作在線性區。
電壓-電流轉換模塊還有另外一種方案,即採用三個運放構成輸出電流可變的電流源,如圖3所示。輸出電流I=Vi/R1,為使R1兩端的電壓保持恆定,由差分放大器IC1b通過射隨器IC1c監測R1兩端的電位,此電位經IC1b的7腳加到比較器 ICa的反相輸入端與Vref比較,根據比較結果使比較器的輸出端變化,直到平衡為止,即Vr1=Vi。電路中的電容用於補償ICa的頻率,減少控制環路的延時。只要R1=R2=R3=R4=R5,此電路的性能較好,但帶負載能力不強,環路延時補償對電路的穩定有較大影響。
系統鍵盤模塊可以採用獨立式或行列式(矩陣式)連接方式,該模塊主要完成對輸出電流和其它信息的設定。直流穩壓電源模塊為整個系統供電,語音模塊實現語音提示,使系統設計更具人性化,系統具有友好的工作界面。凌陽單片機內部集成有ADC、DAC、PLL、AGC、DTMF等模塊,語音功能可由軟體編程實現,不需要外接任何電路,有效利用了系統資源。
系統工作及軟體流程
通過以上對各模塊的分析,系統在工作過程中由SPCE061A單片機將被預置的電流通過換算進行D/A轉換,以輸出電壓驅動V/I轉換電路,並將該電流對應的電壓通過閉環迴路,經信號處理電路作A/D轉換後輸入單片機系統,通過PID演算法調整電流輸出。整個系統工作流程如圖4所示。
系統軟體設計在凌陽十六單片機應用開發工具unSPIDE1.16.1中進行,採用凌陽單片機匯編語言和標准C語言對單片機進行編程,以實現各種功能。主要包括: (1)系統的初始化,包括各外圍介面設備的初始化;(2)鍵盤輸入;(3)D/A、A/D轉換; (4)PID演算法進行電流調整;(5)語音提示和電流顯示。其主程序流程如圖5所示。
A/D轉換部分程序主要用於將采樣電阻採集的模擬電壓信號轉換為數字信號。采樣信號由IoA6輸入並直接送入緩沖器P_ADC_MUX_Data,在ADC自動方式被啟用後,會產生一個啟動信號,此時RDY=0,DAC0的電壓模擬量與外部的采樣模擬量相比較,以盡快找出外部信號模擬量的數字量,A/D轉換的結果保存在SAR內。當10位A/D轉換完成時,RDY=1,此時,通過讀P_ADC_MUX_Data單元,可以獲得10位A/D轉換的數據。其IRQ1中斷服務程序的流程如圖6所示。
PID演算法主要用於修正實際輸出的電流值和設定值的偏差,調節下一次的輸出值,使輸出更接近於設定值,提高精度。具體控制過程為:單片機經A/D轉換晶元讀出實際電流Ik,然後和設定的電流Is比較,得出偏差值Ek=Is-Ik,單片機根據Ek的大小,調用PID公式,計算出本次電流調節的增量ΔIk,然後根據前一次的D/A轉換輸出電流Iq-1,計算出本次的輸出電流Iq。
離散增量PID的計算公式為
ΔIk=Kp[(Ek-Ek-1)+K1Ek+KD(Ek-2Ek-1+Ek-2)]
=Kp(Ek-Ek-1)+K1』Ek+KD』(Ek-2Ek-1+Ek-2)
式中: K1』= Kp*K1, KD』=Kp * KD,Ek為本次采樣的電流誤差, Ek-1為上次采樣電流誤差, Ek-2為再次采樣電流誤差值。
為了測試系統運行的准確性和可靠性,可以對設定量與反饋量進行測試,誤差在0.01%之內,並且運行穩定,達到了預期目的,還增添了特色的音頻播放設計。凌陽SPCE061A單片機在該系統中使用,使系統功能齊全、外圍電路簡單、輸出精確,軟體編程採用C和匯編混合編程來實現,集兩種優點於一身,豐富了編程思想,體現了很大的優越性。

『陸』 什麼是數控直流穩壓電源有什麼作用設計需要哪些參考資料

為了使機床運行時電壓不受外界干擾,需要安裝穩壓電源,以保證機床穩定運行

『柒』 數控直流電源的發展前景及意義

: ◇WYJ系列可調試直流穩壓電源是一種電壓、電流連續可調、穩壓與穩流自動轉換的高精度直流穩定電源,輸出電壓從0伏起調,在額定范圍內任意選擇,限流保護點可任意選擇,輸出電源能在額定范圍內連續可調。採用進口富士模塊穩壓,精度極高。其中雙路輸出可以串聯或並聯或自動跟蹤使用。與開關電源相比,它具有精度高,紋波小,無高頻輻射干擾,適用場合廣等優點。
◇SGB系列智能直流電源採用微電腦控制,進口可控硅作為功率器件,原裝富士模塊作為調壓穩壓器件。與市場上普通的繼電器調壓式和調壓變壓器調壓式直流電源相比,具有精度高,紋波小,穩定性極高的特點。電壓電流值從零至額定值連續可調,恆壓恆流自動轉換在確定范圍內任意選擇且限制保護點。電壓、電流同時LED數碼管顯示。廣泛應用於實驗室,自動測試設備,電子檢驗設備,生產流水線的電阻器、繼電器,馬達等電子元件老練,例行試驗,電解電容器老練,鉭電容器賦能。通訊設備。自動老化設備等一切需要直流電源的場合。在生產線上可以提供開關電源及線性電源無法達到的超大電流的直流電源。它具有完善的保護線路,更能滿足使用者簡單、方便的使用需求。多次獲得用戶的高度評價。
•新推出「微機控制電源系統」,電源可與PC機直接連接,通過專用軟體控制輸出電壓電流值,並可在電腦上實時監視電源的工作狀態,以准確掌握負載特性。

『捌』 數控直流穩壓電源屬於開關電源嗎 他們之間的區別是什麼

穩壓電源和開關電源是兩種電源,主要區別就是開關電源工作在高頻,效率高,穩定性好,是未來發展的方向!

『玖』 數控就是可控的意思么還有直流開關電源就是直流穩壓電源么

數控是指數字控制,一般指FPGA,CPLD,PLC、單片機、專業工控機、微電腦等數字單元進行智能控制的設備。
直流開關電源是直流穩壓電源的一種,是用開關斬波的方式實現直流供電的電源。

『拾』 數控直流電壓源

……整流橋……

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