高精度程控直流電流源的設計與實現(xiàn).pdf

1、直流電流源作為直流電源的一個分支，廣泛地應用于科研、電力、計量檢測部門，高精度的直流電流源不僅可以作為恒流源輸出為設備提供穩(wěn)定的電流，還可以作為標準源對低等級的直流電流表，電阻箱等測量設備進行檢定。因此，研制一款高精度、低紋波、寬量程的程控直流電流源成為目前電源行業(yè)的重要研究方向。
　　本文首先闡述了高精度程控直流電流源的整體設計方案和理論依據(jù)，然后分章節(jié)詳細闡述了電流源的軟硬件設計，詳細分析了模糊控制在調(diào)節(jié)直流電流源輸出電流方面

2、的應用并進行MATLAB仿真，最后按照技術(shù)指標對該直流電流源進行了測試分析和總結(jié)展望。
　　設計了基于ARM-Cortex-M3內(nèi)核的STM32F103芯片為控制核心的硬件系統(tǒng)，由供電電源模塊、數(shù)字控制模塊、V/I轉(zhuǎn)換模塊、量程切換模塊、A/D采樣模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、保護電路等部分構(gòu)成。軟件系統(tǒng)由上位機軟件和下位機軟件構(gòu)成，上位機實現(xiàn)了人機交互界面的設計，下位機實現(xiàn)了電流輸出調(diào)節(jié)、量程自動切換等功能，上位機與電流源可通過以太網(wǎng)通

3、訊進行數(shù)據(jù)傳輸。
　　設計了雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)，內(nèi)環(huán)由硬件PI調(diào)節(jié)器構(gòu)成串聯(lián)負反饋，提高直流電流源輸出電流的精度，外環(huán)則由模糊控制器構(gòu)成串聯(lián)負反饋快速調(diào)節(jié)輸出電流，縮短穩(wěn)態(tài)建立時間。在直流采樣部分采用防脈沖干擾的中位值濾波算法對采樣數(shù)據(jù)進行處理，減小系統(tǒng)隨機誤差以提高電源精度。在軟硬件設計方面都進行了改進和優(yōu)化，硬件電路綜合應用了硬件抗干擾技術(shù)，在PCB板的設計方面也優(yōu)化了元器件布局和信號走線，降低了噪聲干擾和輸出紋波；軟件設計采用模