Design of digital control DC voltage source based on AT89C52 MCU

the system to DC voltage source as the core, AT89C52 MCU as the main controller, the output voltage to set the DC power supply through the keyboard, with a step function voltage to reality, the actual output value. This design is divided into four modules： SCM control and display module, digital to analog （D/A） conversion module, a constant voltage source module, output module. MCU control module as the core, the input signal is converted to digital quantity output; constant current source module voltage D/A conversion to analog conversion into constant pressure through a constant voltage circuit. The system has good reliability, high precision.

恒流源三侧向电阻率测井模块研制及应用

为进一步提高砂岩型铀矿地层电阻率参数在测井解释中的应用效果,尤其是对泥砂泥交互薄层的精细测量与识别,研究了基于OPA547放大器的恒流源三侧向电阻率测井模块,通过设计以OPA547为恒流激励源的数字激励控制电路,实现了正弦激励信号的恒流输出;设计了正弦检测信号的恒流反馈电路,实现恒流源的负反馈稳定输出;设计了交流电压检测电路,实现了交流信号的低通滤波与信号半波整流;最后,在实验室利用标准刻度器进行了研制模块的系数刻度,且在砂岩型铀矿钻孔进行了实际测井应用对比。经对比分析,研制的恒流源三侧向电阻率测井模块能够与砂岩铀矿综合测井中的其他参数组合使用,输出激励电流可调,对岩性及岩性界面具有较高的识别能力,对于交互薄层、钙质夹层等地层岩性变化的响应显示明显。

液晶汽车仪表LED背光硬件电路分析与设计

为了使液晶汽车仪表的背光灯在受到外界电气干扰的情况下能够保持稳定的输出电流、亮度不发生变化,对已使用的三种汽车仪表LED背光电路进行了研究和分析,提出了一种稳定性较高的硬件电路设计——仪表LED恒流源电路。该电路可通过调节精密电阻值来调节LED背光灯的亮度,设计方案简单、调整电流便捷、成本较低,在液晶汽车仪表市场中具有较高的应用价值。

数字式交流恒流源传导电磁干扰抑制方法

数字式交流恒流源中大量功率开关器件的使用产生了严重的传导电磁干扰(EMI)噪声,为了抑制交流恒流源传导EMI噪声,此处设计了一种基于耦合电感的EMI滤波器。该滤波器由耦合电感模块和差模电容等部分构成,利用耦合电感模块等效出的共模负电容抵消恒流源系统寄生电容,阻断噪声传导路径,抑制交流恒流源输入侧共模噪声,利用等效出的共模正电容与差模电感抑制恒流源输出侧噪声。实验结果表明,该EMI滤波器能显著抑制恒流源输入侧和输出侧的传导EMI噪声,且使用较少的元器件,有效减小了滤波器体积及成本。

浮选液位测量用高精度差分恒流源设计与优化

矿浆浮选液位测量作为选冶生产的关键环节,其测量系统中恒流源的准确性和稳定性直接影响最终产品质量。针对现有恒流源电路输出精度低、高频特性及带负载能力差等缺点,设计了一种新型高精度差分恒流源电路,通过在反馈回路和负载两端引入补偿电容,优化电路的高频特性,减小输出信号相移,并采用浮地接入负载,优化电路的负载特性,据此提高电路输出阻抗和带负载能力,最后完成对电路的仿真和实际测试。实际测量结果表明,所设计的新型恒流源在0~4 kΩ范围内实现100 Hz~50 kHz可调、0~20 mA恒流的效果更好,电路频率特性和负载特性显著提高,最大相对误差分别为0.513%和0.378%,满足矿浆浮选工业现场液位高准确测量的实际需求。

管道电流测绘交流恒流源双环控制策略研究

为解决埋地输油管道阻容性负载对恒流源的影响,结合交流恒流源模型,针对传统电压电流双闭环控制在应对阻容性负载时,出现的输出波形失真问题展开研究,提出一种管道电流测绘交流恒流源双环控制策略。在内环控制方面,采用电感电流瞬时反馈和负载电流前馈的PI控制策略;对于外环控制,采用负载电压反馈的PI控制策略。为进一步完善系统性能,运用极点配置法对控制器参数进行设计,以实现更加精准的控制,并通过Matlab进行频域特性分析和Simulink仿真验证。结果表明:经过优化的控制策略能够有效抑制阻容性负载条件下的电压波形畸变,同时在阻性负载和阻容性负载条件下的输出电流均显示出良好的正弦性,总谐波失真率分别为2.26%和3.19%,具备良好的动态性能和鲁棒性,可为埋地输油管道输油系统的检测提供坚实的技术基础。

一种多波长激光器的多模式驱动研究

介绍了一种多波长半导体激光器驱动系统的设计,该系统采用了压控电流源与PicoLAS模块混合驱动的方法,具有效率高、体积小、电路简单可靠、易于系统集成等优点,为半导体激光器的驱动设计提供了一种选择和参考。

双能量源纯电动汽车制动能量回收控制策略研究

该文以前轮永磁直流电机驱动的双能量源纯电动汽车为研究对象,以开发合理高效的纯电动汽车制动能量回收系统及设计相应的控制策略为目的,建立了蓄电池、超级电容、双向DC/DC变换器等部件的数学模型,并进行了双能量源系统主回路、恒流恒压双闭环PI控制器设计研究,建立了系统的仿真模型并进行仿真。仿真结果表明,PI控制器可有效实现恒流恒压充放电过程,恒流充电以限制充电电流,当蓄电池达到额定电压或超级电容SOC饱和后再进行恒压充电,实现了保护储能元件并完全充电的目的。

用于TDLAS气体检测的DFB激光器驱动电路设计

分布反馈(DFB)激光器作为可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的常用光源之一,在实际应用中应当同时对驱动电流和温度进行控制,以减小出光质量对气体浓度检测结果的影响。为了解决上述问题,文中设计一种高精度激光器驱动电路。由STM32F103RCT6控制AD9834和DAC8560分别产生正弦波和锯齿波信号,对两个信号输入至OP27GS构成的信号叠加电路进行叠加后,输出至由OP27GS、AD8065和IRF520场效应管组成的具有限流功能的压控恒流源电路,将电压信号转变为激光器的驱动电流;同时采用MAX1978温控芯片对激光器进行温度控制。实际测试结果表明,压控恒流源输出电流的最大误差为0.1%,DFB激光器的温度稳定度为0.072%,温度控制精度优于0.01℃。使用3000 ppm的甲烷标准气体进行吸收测试,通过示波器检测光电探测器和锁相放大器的输出波形,可得到稳定的吸收峰和二次谐波,说明所设计电路满足TDLAS检测技术对于DFB激光器驱动的要求。

一种空间用高性能恒流源技术

半导体激光器性能优异,目前在空间领域受到了广泛关注,由于其是一种电流敏感型器件,对于驱动电源提出了高性能的要求。这里基于空间应用需求,提出了一种基于三电平Buck变换器的高性能恒流源驱动电源,通过反逻辑控制电路既满足大占空比应用,同时实现软启动功能;采用改进隔离变压器驱动电路实现开关管大占空比隔离驱动;结合2型补偿器的电流内环和PI补偿器的电压外环满足恒流源的稳态精度和动态特性。最后,通过Saber仿真软件和硬件实物样机进行验证,结果表明,该设计方案的恒流源效率可达98.2%,且无上电浪涌电流,证实了该设计的合理性和可行性。

基于模糊PID的智能一体式电解除盐模块的研制

针对现有电解除盐(Electrodeionization,EDI)模块一体化程度低的情况,设计了一款集EDI模块、传感器、可控恒流源模块和主控制器于一体的EDI模块。同时为解决当前EDI工作电流不能随环境水质实时调节的问题,设计了一种基于模糊PID的EDI模块输出电流控制方案,以及基于微控制器片内数模转换器的可调恒流源电路为核心的主控制器硬件电路,对EDI模块输出电流进行智能调整。搭建实验模型对智能一体式EDI和普通EDI进行控制效果对比,实验结果表明:所设计的EDI模块能够实现对产水水质的精确快速控制。

长线缆传输对冲击波超压信号影响分析及调理电路设计

引线测试法是将长线缆与待测装置传感器连接进行冲击波超压测试的主要方法,测试过程中需多次检查线缆状态,导致测试准备时间过长,且待测装置内部通常采用单一恒流源,难以适应多场景下不同长度线缆的测试需求。针对上述问题,设计了一种适用于长线缆传输的调理电路,该电路不仅能够检测传输线缆的通断状态,还可根据现场传输线长度的变化,改变传感器的驱动电流,从而保证信号准确性。测试表明,设计电路能够准确判断电缆线通断状态,并可通过上位机进行可视化显示,在确保信号调理准确性的基础上实现了0~20 mA范围内恒流源可调,有效地提高了仪器在不同环境下的测试效率及通用性。

一种用于低压电器试验的交流恒流源设计

针对当前用于低压电器试验的交流恒流源成本高、精度低、输出电流范围小等问题,设计了一种用于低压电器试验的交流恒流源。控制部分采用基于ARM内核的STM32芯片实现SPWM波形的数字化生成算法,另外采用了模糊准PR控制算法。经实践表明,该恒流源输出电流精度高、速度快、范围广,能够输出交流有效值为1~120 A的电流。

双恒流源激励的铂电阻测温电路及防护电路设计

三线制铂电阻是常用的一种温度传感器,具有性能稳定、测温范围广、快速响应等优点,在电力系统中得到了广泛应用,但会受到其他因素的影响,从而在系统中产生附加误差。为避免和减少在实际使用过程中产生的附加误差影响测量精度,基于NSA2862X芯片设计了一种双恒流源激励的铂电阻测温电路。介绍了双恒流源测温电路及参数计算,为满足工业电磁兼容要求设计了抗干扰防护电路、数据传输方式等,最后经过试验验证了该电路的合理性、可靠性及实用性。

脉冲涡流检测激励电源设计

脉冲涡流检测是当前金属材料无损检测主要的方法,激励电源作为系统中的关键部分,其性能将直接影响到检测结果。针对现有材料缺陷脉冲涡流检测方法中激励电源存在关断时间长、无恒流控制、功率小等问题,对非磁性材料的缺陷检测方法进行了研究,提出了一种新的脉冲电源电路,采用线性调整型恒流源,实现恒流与恒压钳位的复合电路拓扑结构。首先对线性单元进行闭环分析,证明了电路的可行性,再通过样机实证,验证了脉冲电源的稳定性和快速性。脉冲电源的幅值在20 A内可调,幅度误差小于1%,能够快速关断,下降时间可达纳秒级。最后利用该脉冲电源组成了一套脉冲涡流检测系统,并对铝合金进行了裂纹缺陷模拟检测实验。通过提取探测器峰值电压发现系统能够准确地识别不同缺陷深度,且具有较高的分辨率。

基于FPGA的高精度恒流源系统设计

在工控领域中,被控对象状态通常不断变化,针对传统单变量开环恒流源系统存在延迟、失调的问题,设计了一种以国产FPGA为核心的闭环恒流源系统。通过模数转换器AD7710采集被控设备传感器的电压信号,利用gw2a-lv18pg484微处理器实现增量式PID算法并控制DAC输出的模拟电压信号,经V/I转换电路变成电流信号以实现对设备的闭环控制。经应用测试,系统可输出4~20 mA可调电流信号,最大绝对误差小于16μA,可在被控设备0~800Ω阻值变化范围内保持稳定。

一种高效的神经肌肉电刺激系统设计

设计了一种高效的神经肌肉电刺激(Neuromuscular Electrical Stimulation,NMES)系统。NMES的工作原理是利用神经细胞的电兴奋性,通过脉冲电流刺激支配肌肉的神经,从而使肌肉收缩。系统由干电池供电,降压和升压电路采用高效的方案从而来降低功耗,以STM32F4单片机为主控芯片,产生用于控制刺激强度的DAC信号,以及复用开关的控制信号,经过由复用开关、恒流源、H桥组成的复用恒流源电路,产生分时的电流刺激,从而有效降低系统功耗和设备体积。

基于交错并联Buck电路的激光恒流电源设计

Buck变换器因其稳态精度高、动态响应快等优势被广泛应用于恒流源设计,为进一步提高其在高功率场合下的转化效率,研制了两相交错并联Buck电路的激光恒流驱动电源。根据某型激光器性能参数进行了外围电路的设计选型;其次,根据恒压恒流的工作模式分析了控制回路特性并设计了补偿网络;最后,搭建了基于PSIM的仿真模型和基于TMS320F28335为主控芯片的实验平台,验证了所提电路结构和控制回路的可行性。

基于恒流源的增强型GaN动态导通电阻特性研究

动态导通电阻现象会导致GaN器件导通电阻增加,不仅会增大器件通态损耗,还会使器件温升更加显著,是限制GaN器件在高频度变换器中应用的重要因素之一。针对该现象,设计一种基于高速脉冲恒流源的动态导通电阻测试平台,并利用该平台分析了两款不同电压等级器件的导通电阻对断态电压应力、断态电压持续时间以及环境温度的影响。研究结果表明:当断态电压应力增大到两款器件各自额定电压的60%,两款器件的导通电阻分别较各自的标称值变化了15%和25%;断态电压持续时间增至100 s,两款器件的导通电阻分别较各自标称值变化了40%和81%;随着环境温度增大到125℃,两款器件的导通电阻分别较各自的标称值变化了102%和105%。GaN器件动态导通电阻现象较为显著,因此有必要在设计变换器时慎重地考虑GaN器件的工况,以保证在符合系统指标的前提下降低动态导通电阻的影响,从而提高GaN器件的效率。

基于CDKF-RBFPID的激光器恒流源控制器

激光器的稳定工作需要一个输出电流精度高和稳定的恒流源控制系统。针对激光器恒流源系统在噪声环境下输出精度差且使用PID算法参数难整定的问题,提出一种基于中心差分卡尔曼滤波(Center Differential Kalman Filter,CDKF)与改进的径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络自适应PID控制相结合的算法CDKF-RBFPID。通过CDKF更新恒流源系统的状态、协方差,从而滤除系统中的状态噪声和测量噪声。利用强化学习Actor-Critic框架调整RBF-PID参数,实现自适应参数调整。对恒流源系统输出电流和激光器输出功率进行对比实验,结果表明:CDKF RBFPID算法能够有效降低噪声对系统的影响,恒流源输出电流精度以及激光器输出功率稳定性进一步提升,其中响应时间缩短了58.3%,稳态误差降低了71.4%,输出电流控制精度达到1%。