简化版数控恒压恒流电源文档

简介：
本文档介绍了简化版数控恒压恒流电源的设计与应用，涵盖原理、参数设置及操作指南，旨在为工程师和技术人员提供便捷高效的实验和测试解决方案。 简易数控恒压恒流电源是一种电子设备，用于提供稳定电压或电流的输出，适用于各种实验、测试和设备供电。设计目标是创建一个能够根据用户需求在恒压和恒流模式之间切换的电源，并具备测量与数字显示输出电压及电流的能力。 一、基本要求 1. 恒压源部分： - 输出电流限制为1A，在达到此限值时，纹波电压应小于100mV。 - 在从零到满载（即1A）的范围内变化时，输出电压保持在10V±0.25V内。 - 当负载电流Iout=1A时，电源效率需超过70%。 - 设计中包含过流保护功能：当电流超出1.1至1.3安培范围时触发保护，并在排除故障后自动恢复工作。 2. 数字显示与测量： 设备必须能够精确地显示出输出电压和电流值，以确保用户可以准确控制并读取这些数值。 二、发挥部分 1. 恒流源功能： - 能够为5到10欧姆的负载提供恒定电流（±0.025A），设定值分别为500mA与800mA。 - 当输出电流为1安培，且负载电阻是10欧姆时，纹波电压需控制在50mV以内。 - 在相同条件下，电源的效率应提高到至少85%。 三、技术细节 - 设计中将不使用集成场效应管模块作为DC-DC变换器的一部分；但可以采用开关电源控制器芯片并结合成品辅助电源模块来实现功能需求。 - 仅允许单一拓扑结构用于恒压和恒流操作模式的实现。 - 输出纹波电压测量时，需用20MHz带宽的模拟示波器在AC耦合及20ms/div扫描速率下进行测试。 - 效率计算公式为：h=PO/PIN（其中PO代表输出功率；PIN表示输入功率）。 - 电源设计需要确保其能在最大负载条件下长时间稳定运行，避免过热等故障发生。 四、评估标准 方案论证、主回路拓扑结构选择、控制方法及效率提升策略占总分8分； 电路设计与器件选型合理度、参数计算准确性以及保护和数字显示电路的设计质量占20分； 测试流程合理性及其数据的全面性与精确度占10分； 结果分析，包括对比设计指标查找偏差原因并提出改进措施占5分。 - 设计文件及图表完整性规范性评价7分。 五、元器件选择 LMZ14203核心降压芯片，支持最高输入电压为42V和最大输出电流6A的负载； LMP8645HVMK高精度电压/电流检测放大器； LMP7300MM内置精密参考比较器。 LMP8100AMAMA数控增益差分运算放大器。DAC121C081CIMK和ADC121C027CIMK分别用于实现数字设定与显示的DA及AD转换模块； LM4030CMF-2.5精密串联电压基准源。 通过上述设计实施，简易数控恒压恒流电源不仅满足了基本功能需求，还提供了更高的性能和用户体验。在实际应用中，该设备对于实验、产品研发以及教学等领域具有广泛的应用价值。