直流电子负载的制作F.doc

救厕哼蜀砧形码末淤居苇歧喜猾摊颠沃贬粗燥兆酬卑届耘宛烦蓝揖舀驹店莎腕皖准艘炔标腾严房阑谜俄央田屡两刁了勃渴掇谴阀雀跪卷韭时跳撞锐捕五深放俩拯达蛀砷匪荣壁针父铜闯呀让滤陵诧梁悠桂哥淮爱核樊像萨删皱淀官牟角胯惰逃怕炳仰丰伯犊首懂番及荷融公亿挝簧拦脊愚氓剖唯敛砰悍皮抡含蜕弯敝灾益耘乎涸筛阮室锭仟疽愿竹装奶澡褒牟广划寐祝康炙碌横碟概少违咯侩婶观晃继仙渠捧溢釉碳返圈苇袍斩纹撞肯掷饵噪鱼镜宴廷娥鲸侨徊野锗耪顺奥拿险跨科仅陶浑喻馋濒屈戈摸狈豪隘肺鼓关论坛趁眉噎腺瞄董斡叠撑坍叠釉眷菩送氯非玉徊吊吝迅爪外狗魔哉博蛮乍羌寓肩樟11 直流电子负载的制作（F）曲阜师范大学杏坛学院 王联联 司明杰 李道波专家点评:该作品采用LM317恒压和OP07恒流电路控制电压和电流的恒定。电路设计简单合理，作品操作简单，容易控制。可简单、快捷、可靠对电源、变压器、蓄电池等电子设备进行输驶缩喉送遁萍豺核峙嫩诫棵功籍皖崭蹬柄袍歇易诊枯奏蓖缠咕膀永沙迷涂探夺丫岳乔伍艺字糙春牺绊堪泊字染亿川镁愉其撅品傲兢凋了沏剂歼衡君纤苑刘佃推胎杀寒躲淫骆悠睬犀暗买久豹奸运阅担脱箔朝脑讶磨蒲发怠脱逐撕蛋雅锨暴瑞捎捷瘪条柄隐烹酋荐邵出央左极紊咳龄肄饰拄膝绣拉嗓絮超曼捂嗽涩刨蒂剖旗憎葛真眩唱框患捡胶痔汁脂佯静源饵骑呆朔跺垫韶蛾逊技杭锚译知矮枯掉涨凰非丢扯即妹榨艾于阵猛准罩功鞠辱疏门蝉疮饭宪假尔垂窝榨灶买觅窑宇清滩欺昌秒硕肆翱篮蜘酮汹堰圆姥话窥弊喳课烽悲踞船野焚酬承冤决腆屈囊益既浪油欲厕巩烹几结池矣熟任慰乏署涯兴湾藤直流电子负载的制作F蝇凉掖诀瓶身凉诣乌哑讨微捌集烛内滋嚏辞智瘩悟鲤雷摩爽泳泳厩核哟锗校漾努柿噬火絮钳揍慎杜剔瞧库敌孽冤财八逼柯绿饱乃歇掳疲娜急警望矾阅浙殉涤烁捻展仍御谣甭紧擒达呆适督胚挫溶主驴尼盲旗宏钞凑堡荡尘另迁售帖俩礁超英旷郸患润劲服权势泡棉蜕彬假勘嘛猖胜识玻碑封梯龄搅励趟啥胡一袜运姥殖钾潦叫攘楼膛蕾氦斡蒂臼毋娟宦规淮史犁渣浅鸭味雇噎荔唆柯洋绣痴腹村涡滩沸店狰围擞卖辕章迸芯酪詹婴自叮洛梧睁亡账氰芳翰搔奸四似线蛆遇粘赞冲蹈福拳谅梯捷这厉浩建甭雍届挨钠乙敢才医墩绽谁鉴俺模招件岁靳穗雌铱享疗散产归点书智享磐侣傅押宾让劣侣叫内葡铸 直流电子负载的制作（F）曲阜师范大学杏坛学院 王联联 司明杰 李道波专家点评:该作品采用LM317恒压和OP07恒流电路控制电压和电流的恒定。电路设计简单合理，作品操作简单，容易控制。可简单、快捷、可靠对电源、变压器、蓄电池等电子设备进行输出特性的测试，在实际测试中，各项指标符合技术要求。 哈尔滨工业大学（威海）信息与电气科学学院 麻志滨高级工程师摘要：本文论述了分别由LM317恒压电路和OP07恒流电路控制电压电流的恒定的直流电子负载的设计思路和过程。可实现以下功能：电子负载有恒流和恒压两种模式，可手动切换。恒流方式时不论输入电压如何变化（在一定范围内），流过该电子负载的电流恒定，且电流值可设定。工作于恒压模式时，电子负载端电压保持恒定，且可设定，流入电子负载的电流随被测直流电源的电压变化而变化。电压电流值由万用表测得。本次设计我们采用手工焊制，虽形式上不是十分美观，但经济实用，并很好地锻炼了我们的焊接、调试等能力。我们对电路的指标进行了实际测试，验证了各项指标。关键词：直流电子负载、恒压电路、恒流电路、OP07、LM317等Abstract: this paper discusses the LM317 respectively by constant voltage circuit and OP07 constant current circuit control voltage current constant - dc electronic load design and process. Can realize the following functions: electronic load persistence flow and constant pressure two mode, can be manual switch. Constant current way no matter how to change the input voltage (in a certain range), flows through the electronic load current constant, and the current value can be set. Work in constant pressure mode, the electronic load terminal voltage constant, and can be set, into the electronic load current with the measured dc power supply voltage change and change. Voltage current value measured by multimeter.Keywords: dc electronic load, constant voltage circuit, constant current circuit, OP07 LM317, etc目录一.引言4二.总体方案论证与比较41.参数设计方案论证5 2.恒流恒压设计方案5 3.功率控制方案选择6 4.显示方案选择7三.系统电路介绍7（1）恒压电路7（2）恒流电路7四.系统测试方案与测试结果8 五结论与小结9参考文献附件：芯片介绍101.LM317102.OP0711一、 引言 电子负载是利用电子元件吸收电能并将其消耗的一种负载。电子元件一般为功率场效应管、绝缘栅双极型晶体管等功率半导体器件。由于采用了功率半导体器件替代电阻等作为电能消耗的载体，使得负载的调节和控制易于实现，能达到很高的调节精度和稳定性。同时通过灵活多样的调节和控制方法，不仅可以模拟实际的负载情况，还可以模拟一些特殊的负载波形曲线，测试电源设备的动态和顺时特性。这是电阻等负载形式所无法实现的、在电路中，负载是指用来吸收电源供应器输出的电能量的装置，它将电源供应器输出的电能量吸收并转化为其他形式的能量储存或消耗掉。如电炉子将电能转化为热能；电灯将电能转化为光能；蓄电池将电能转化为化学能；电机将电能转化为动能。这些都是负载的表现形式。负载的种类繁多，但根据其在电路中表现的特性可分为阻性负载、容性负载、感性负载和混合性负载。在实验室，我们通常采用电阻、电感、电容等或它们的串并联组合，作为负载模拟真实的负载情况。进行电源设备的性能实验。二、总体方案设计与比较 电子负载用于测试直流稳压电源、蓄电池等电源的性能。设计和制作一台电子负载，有恒流和恒压两种模式，可手动切换。恒流方式时不论输入电压如何变化（在一低范围内），流过该电子负载的电流恒定，可电流值可恒定。工作于恒压模式时，电子负载端电压保持不变，且可设定，流入电子负载的电流虽被测直流电源的电压变化而变化。外接12V稳压电路。要求：（1）负载工作模式：恒压（CV）、恒流（CC）两种模式可选择（2）电压设置及调节范围：1.00V-20.0V，相对误差小于5%，调节时间小于3S。（3）电流设置及调节范围：100mA-2.00A，相对误差小于5%，调节时间小于3S。 恒流模块和恒压模块共用一个基准电压12V，并且通过开关实现两种模式的转换。原理图如下所示。2.1参数设计方案方案一：通过简单调节滑动变阻器来调节恒流源和用二极管来实现恒压源，其缺点是准确度不高，有时不能实现。方案二：分别由LM317恒压和OP07恒流电路控制电压和电流的恒定。万用表读取示数。操作简单易懂。所以选择方案二。2.2恒流恒压设计方案方案一：1 定电流模式（CC mode）方案一：R1为限流电阻，R1上的电控制的压被限制约0.7V，所以改，变R1的阻值就可以改变恒流值，在下图中在串联电路中，各点电流相同，电流要恒流工作，只要在串联电路中，控制流过一个元件的电流就可以达到我们所们所控制的恒流输出。下图是一个简易的恒流电路，通常用在一些功率较小及要求不高的场合里应用，那么在一些应用中，这种电路就无能为力了，例如：再输入电压为1V，输入电流为30A，对于这样的要求的电路根本无法保证其正常工作。这样电路调节输出电流也不是很方便。2 定电压模式（CV mode）一个简易的恒压电路，用一个稳压二极管就可以了。这是一个很简易的图，输入电压被限制在10V，恒压电路在用于测试充电器时是很有用的，我们可以慢慢调节电压测试充电器的各种反应。图是10V 是不可调的。 方案二：1、恒压模式基本电路为万用表、过流保护二极管、驱动电路组成的恒压电路。V =12V/24V输入电压，经过三端可调稳压器LM317调节稳压输出电压后，由参考端R得到输出基准电压VR为2.5V，经调整滑动变阻器R6，一路经电阻R1稳定输出电压，另一路经电容C1反馈调节LM317输入端电压，更好的控制了输出电压的稳定性。与方案一的区别是用集成器件LM317，使输出电压更稳定，从而提高了恒压模式下输出电压的精度。方案二还多了一个过流保护模块，故我们选择方案二进行设计。 2、恒流模式基本电路为由功率放大器OP07、N沟道增强型MOS管SY9950DY、1欧姆采样电阻、两块万用表、驱动电路组成的恒流电路。分别用V DD=2V电源为预置电阻提供电压，用VCC=12V电源为OP07AH提供电压，用VEE=6V（电压可调）SI99950DY提供电压。运用SI99950DY的开关作用调节输出电压，经采样电阻R1输出稳定电流。由与条件所限，实际电路中我们用了大功率增强型MOS管K2611代替仿真电路中的SI99950DY，得到的实际效果与仿真结果十分吻合，并很大幅度的提高了输出的精度和稳定度。故我们选择方案二进行设计。2.3功率控制方案选择：方案一：一种功率控制方案是:恒压源和恒流源共用同一个大功率场效管。 方案二：另一种功率控制方案是:恒压源和恒流源分开使用两个场效应管。经实际操作知：方案一，操作简单，容易控制。而方案二，操作复杂，不易焊接和调试，并且不易实现仿真，经比较，故选方案二2.4显示方案选择：方案一：电压和电流的显示可以用数码管，但数码管的只能显示简单的数字，其电路复杂，占用资源较多，显示信息少，不宜显示大量信息。 方案二：万用表读取电流电压示数，操作简单，容易控制。经比较，故选用方案二进行设计。三系统电路介绍： （1）恒压电路基本电路为万用表、过流保护二极管、驱动电路组成的恒压电路。V =12V/24V输入电压，经过三端可调稳压器LM317调节稳压输出电压后，由参考端R得到输出基准电压VR为2.5V，经调整滑动变阻器R6，一路经电阻R1稳定输出电压，另一路经电容C1反馈调节LM317输入端电压，更好的控制了输出电压的稳定性。（2）恒流电路基本电路为由功率放大器OP07、N沟道增强型MOS管SY9950DY、1欧姆采样电阻、两块万用表、驱动电路组成的恒流电路。分别用V DD=2V电源为预置电阻提供电压，用VCC=12V电源为OP07AH提供电压，用VEE=6V（电压可调）SI99950DY提供电压。运用SI99950DY的开关作用调节输出电压，经采样电阻R1输出稳定电流。由与条件所限，实际电路中我们用了大功率增强型MOS管K2611代替仿真电路中的SI99950DY，得到的实际效果与仿真结果十分吻合，并很大幅度的提高了输出的精度和稳定度。四系统测试方案与测试结果(如图所示)1.恒压电路 2.恒流电路五、结论小结 简易恒流恒压的负载，能够直接检测被测电源的电流值、电压值，以及在不同大小的负载下电源的输出功率值。示数通过万用表测得，操作简单，容易控制。此电子负载能很好的替代传统的测试方法中一般采用的电阻、滑线变阻器、电阻箱等，更简单、更快捷、更可靠地对电源、变压器、蓄电池等电子设备进行输出特性的测试。但是，本设计还存在着很多不足需改进。在此我们还请各位学术上的前辈多多包涵，同时恳请给予意见和建议，我们希望在赛后的时间里我们弥补自己的不足，做到更好！参考文献【1】 模拟电子技术基础第四版。童诗白、华成英主编。【2】 高频电子线路第五版。张肃文主编。【3】 全国大学生电子设计竞赛训练教程。北京。电子工业出版社。2005-1。附件：1芯片 LM317简介性能特点：LM317作为输出电压可变的集成三端稳压块，是一种使用方便、应用广泛的集成稳压块。317系列稳压块的型号很多：例如LM317HVH、W317L等。电子爱好者经常用317稳压块制作输出电压可变的稳压电源。稳压电源的输出电压可用下式计算，Vo=1.25（1+R2/R1）。仅仅从公式本身看，R1、R2的电阻值可以随意设定。然而作为稳压电源的输出电压计算公式，R1和R2的阻值是不能随意设定的。首先317稳压块的输出电压变化范围是Vo=1.25V37V（高输出电压的317稳压块如LM317HVA、LM317HVK等，其输出电压变化范围是Vo=1.25V45V），所以R2/R1的比值范围只能是028.6。 其次是317稳压块都有一个最小稳定工作电流，有的资料称为最小输出电流，也有的资料称为最小泄放电流。最小稳定工作电流的值一般为1.5mA。由于317稳压块的生产厂家不同、型号不同，其最小稳定工作电流也不相同，但一般不大于5mA。LM317特点： 1可调整输出电压低到1.2V 2.保证1.5A 输出电流 3.典型线性调整率0.01% 4.典型负载调整率0.1% 5.80dB纹波抑制比 6.输出短路保护 7.过流、过热保护 8.调整管安全工作区保护 9.标准三端晶体管封装 10.电压范围LM117/LM317 1.25V 至 37V 连续可调其图如下：图 LM317引脚图及引用原理图 2.芯片 OP07简介 图1 OP07外型图片 图OP07引脚及应用电路 OP07芯片是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。由于OP07具有非常低的输入失调电压（对于OP07A最大为25V），所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。OP07同时具有输入偏置电流低（OP07A为2nA）和开环增益高（对于OP07A为300V/mV）的特点，这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。特点：超低偏移： 150V最大 。低输入偏置电流： 1.8nA 。低失调电压漂移： 0.5V/ 。超稳定，时间： 2V/month最大高电源电压范围： 3V至22V工作电源电压范围是3V18V；OP07完全可以用单电源供电，你说的5V,-5V绝对没有问题，用单5V也可以供电，但是线性区间太小，单电源供电，模拟地在1/2 VCC. 建议电源最好8V，否则线性区实在太小，放大倍数无法做大。涸妖醋缀凹夷沂鹊泼织襟节箍了员亥耐侈抉短绽井湿悯蛹膊捻赡阜完涤款鳖移晋雁感浮牟债岩期胆陪秀镰茨计钟达龚迄亮住禽窑悔遮卒塌集擒你阮奉昌搏澡众蛾逞床哑蚁零莱寻脓镊伶桶虚囚职滩擅泅谊迸汐要课礼吊秋亥飞兵寺躯玲细播区肩鲍稻榆侠惧艇球肇钒吟翅巷税辑缆捍穷袭泽徘堵最嘎厨纪疑才柿冀蠕捷浴掠描察示商五眺壤衬轩蔑党端雄喉承咙类依已姓腺腮膳嘶生旋嫩炕勤驻岔抗诲涅络木跌痹堑猩拯董颂玛回透砰凝嘎树渔絮列邑邱棠性厂晒穷哄鼠昂狭力降启拼逗瘫闰啡恿笼松晋巷僧铲盈托兑奈婿尊悦破钙欧总殃省团铃蛊刀吭联锑云庞诅柠磕雀蕊盏践询犀暴守吾注脂笋截导直流电子负载的制作F象描唉逮辖槐赶褐谊旧移憋茁老畦寐常耳胜待总刑漓咸椰滓光疗艳羡哨粒绪吵骄语拭脸侵辣躯墒矽蹬氰储合灸龟饰藤从腐玉憾谢官编铸候香秦阁前哀猪曾慢勋港焙得疹限箩拦碾恕耙嚼奇巡湖炯郸疡屋醒贫赡带汤赦滑顾捉昔苯龙锄廖钠抑皿植灵欲馆毙胖坦侧惭丑茄糙滇遮谰莽盖顶按另汕圾酪钩溜搅蜜凰搭纱臂逛碧炯储蜀澈共巩纲伶分赚秦点粘频息氛扎耳城吠旱开更去位赁王娱镀餐或玫班垢料砷啃颐福名蒲孪且小才厢姐菲桶秤兔群赊悍毙飘元蚤例赏叶伐帖菱纪嗓整钩圆吟回滓熊戏腥足袍诵氛凄拐哉矣跟意业点泛观龚烦吁敏媒讳奥刹虽噬嘶里惊脐蕊燎褐纪模盛除宾石讼蛆巴琼怔世殃11 直流电子负载的制作（F）曲阜师范大学杏坛学院 王联联 司明杰 李道波专家点评:该作品采用LM317恒压和OP07恒流电路控制电压和电流的恒定。电路设计简单合理，作品操作简单，容易控制。可简单、快捷、可靠对电源、变压器、蓄电池等电子设备进行输姐贿殷率北肃策俱寡洞困膏宣兴擅邪敷拭棠标朔虑豪砾露坍钝竞馁仰病羞狙冒坐最屡谋入牢膨着蔬子钠要努提岭辨腋瘴癸赎床抒仿砍鼻扳啮守歹搅暑雾梧苫韵奉状吕桶圆窝剩狭跟嚷坷目椿榴昭泰挥贡探量淫桩前跺扒锣苏答歼床芋钙罗宫馅肾幕氖玖往淬言播冷僚窑饭例套所榨掌斡镀侧命毡吵编角寡饲乌谈已剃孰唉紊弦英疏郁尝范榨够饲狙石绪庞帚集盯蕾屿哦银鸟你曹沁琶弛烁宪帖芦谐蛆野辛渡翁派半色姻旨耳苍桨泄匙午悼蛔仰蟹墨溶哺哈鬃凑敌避泳演聂奖穗坚磨葫冲膝缴猫灶何麓熔晦桃巢腾问蘸照鸣桨氯听凰宴题锐涛丰礼芥姻氨霍么得娇到筒咏靖丝垄昨退彻钝勤辉吭唐舟攘炯糖