多路輸出程控恒流源設(shè)計
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1．2 程控模塊設(shè)計
XCl64CM片機是德國SIEMENS公司推出的增強型16位單片機，其結(jié)構(gòu)新、性能強、編程簡單、適應(yīng)性強。該單片機能提供精度為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信號或記錄事件，使恒流源電路簡化，利于電路控制。XCl64CM含2個高速同步串行接口，支持高達(dá)20 Mb／s(模塊工作時鐘為40 MHz)的全雙工和半雙工串行同步通信。
XCl64CM最大的優(yōu)點就是：內(nèi)部CCU單元使電源的外部硬件電路大大簡化，其強大的運算能力可以完成如電壓采樣信號處理更為有效復(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。單片機經(jīng)過運算，調(diào)節(jié)輸出PWM信號的占空比，實現(xiàn)對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)碼管實時顯示，用芯片MAX7219驅(qū)動數(shù)碼管。MAX7219是一個高性能的多位LED顯示驅(qū)動器，可同時驅(qū)動8位共陰極LED或64個獨立的LED。
MAX7219僅需3個串行端口DIN、CLK、LOAD實現(xiàn)與單片機的通信。
1．3 信號采樣調(diào)理電路
信號采集調(diào)理模塊包括采樣電路、信號調(diào)理電路和過電流保護(hù)電路。測試回路的電流進(jìn)入信號采集和調(diào)理電路，在信號采集和調(diào)理電路中對電流信號通過電阻采樣，進(jìn)行I／V轉(zhuǎn)換變成滿足A／D輸入范圍的電壓信號。過流保護(hù)電路在電路故障時啟動。
信號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，可以采集實際的輸出電流。采集的模擬電壓，經(jīng)放大器LM358，輸入單片機的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，實現(xiàn)恒流輸出，電路如圖3所示。本文引用地址：http://cafeforensic.com/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，信號經(jīng)由運放后送入單片機。單片機ADC模塊對信號進(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／比較通道的定時器T12和帶有1路比較通道的定時器T13組成。T12的各通道既能獨立產(chǎn)生PWM信號或接受捕獲信號，也可共同產(chǎn)生驅(qū)動交流電機或逆變器的控制信號序列。
在該電路中采用了MC34152，該器件是雙轉(zhuǎn)換高速驅(qū)動器，專門設(shè)計用于連接低電流數(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)動功率MOSFET的2個大電流推挽輸出。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)生誤動作。具體框圖如圖4所示。
從圖4中可以看到，引腳2、4為信號輸入端，引腳5，7為同相輸出端，每個推挽電路驅(qū)動輸出端的輸出和吸收電流能夠達(dá)到1．5 A。產(chǎn)生的PWM信號用光耦隔離，隔離電壓沖擊及噪聲串?dāng)_串口通信電路。
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