多路輸出程控恒流源設計
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1．2 程控模塊設計
XCl64CM片機是德國SIEMENS公司推出的增強型16位單片機，其結構新、性能強、編程簡單、適應性強。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)轉換器(ADC)；擁有PWM產生模塊，在不同的工作模式下可靈活產生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雜的算法，非常適應于電源功率變換領域。
程控模塊主要由包括LED數(shù)字顯示、編碼開關、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，提供調節(jié)輸出電流所需的PWM波。
程控模塊采用編碼開關輸入方式，設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串口進行遠程控制電流設置與通道輸出。單片機經過運算，調節(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驅動數(shù)碼管。MAX7219是一個高性能的多位LED顯示驅動器，可同時驅動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 信號采樣調理電路
信號采集調理模塊包括采樣電路、信號調理電路和過電流保護電路。測試回路的電流進入信號采集和調理電路，在信號采集和調理電路中對電流信號通過電阻采樣，進行I／V轉換變成滿足A／D輸入范圍的電壓信號。過流保護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轉換，可以采集實際的輸出電流。采集的模擬電壓，經放大器LM358，輸入單片機的AD輸入口，與基準電壓相比較，用PI算法控制PWM的脈沖寬度，調整占空比，實現(xiàn)恒流輸出，電路如圖3所示。本文引用地址：http://www.biyoush.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分壓處理后得到采樣反饋信號，信號經由運放后送入單片機。單片機ADC模塊對信號進行A／D轉換，獲得的電流值送入LED顯示。
1．4 PWM驅動電路
XCl64CM系列中的幾款產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生PWM信號或接受捕獲信號，也可共同產生驅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，該器件是雙轉換高速驅動器，專門設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，每個推挽電路驅動輸出端的輸出和吸收電流能夠達到1．5 A。產生的PWM信號用光耦隔離，隔離電壓沖擊及噪聲串擾串口通信電路。
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