基于STC12C5A60S2的電子負載設計

劉 琦,王 璠,屠佳夢

（江西科技師范大學，江西南昌,330013）

基于STC12C5A60S2的電子負載設計

劉 琦,王 璠,屠佳夢

（江西科技師范大學，江西南昌,330013）

本電子負載采用高性能STC12C5A60S2單片機作為系統的控制芯片，由恒壓模塊、恒流模塊、恒阻模塊、信號采樣模塊、液晶顯示模塊、按鍵切換和步進模塊組成。本系統設計的電壓與電流采樣均采用ADC0832模數轉換模塊實現，并通過按鍵自動步進或手動步進使單片機輸出信號作為運算放大器放的基準值。最終系統顯示電子負載兩端的電壓和電流相對誤差小于2%。

STC12C5A60S2； OP07； IRFP064；ADC0832； 基準值

0 引言

在現在的電力系統運行中，常常使用電子負載模擬現實生活中的負載（即家用電器），一些比較正規的電源廠家也使用電子負載來測試電源好壞。所以電子負載作為測試電源系統質量優劣具有重要的作用，本設計即采用以增強型單片機STC12C5A60S2為核心設計了一款低電壓大電流的電子負載設備，經過最后的性能測試，該產品性能穩定，并滿足設計的所有要求。

1 系統硬件電路設計

本系統設計主要包括主控制模塊、ADC模數轉換模塊、DAC輸出模塊和12864顯示模塊。其系統總體方案框架如圖1所示。

圖1 系統總體框圖設計

1.1 恒壓模塊設計

電路由運算放大器OP07和N溝道增強型管MOS-N組成一個反饋電路，產生的信號由DA數模轉換后形成基準電壓，將該電壓直接加至OP07的反向輸入端，高低電平不同時，OP07運算放大器輸出來控制Q1處于導通或截止狀態，若導通則使OP07同向輸入端3腳的電平變為低，從而小于2腳輸入端并使OP07輸出端輸出的電平控制Q1截止，再而使3腳電平變為高，電路反復如此，輸出端始終維持基準電壓值，說明輸入電壓在允許范圍內變化，電壓值始終等于基準電壓值，實現了恒壓目的。

1.2 恒阻模塊設計

恒阻模式下的直流電子負載工作電路如圖4所示，電路中綜合了恒壓、恒流兩種工作方式，同樣采用了負反饋工作方式，輸出的電壓信號輸入到比較器，運放比較后控制MOS場效應管的導通截止，使得運放輸出端的電壓以及所輸出電流保持一個比值上的恒定，實現恒阻模式。

2 系統測試

在系統測試時，切換按鍵完成恒壓、恒流、恒阻等工作方式，通過使用數字萬用表等各種測量儀表測量各個參數值，其測試結果如下表所示。

表1 恒壓負載的測量數據

表2 恒流負載的測量數據

表4-3 恒阻負載的測量數據

3 測試結果分析

通過以上測試結果可得知，恒壓方式數據如表 4-1所示，從表格中的數據可以看出，當被測電源電壓在一定范圍內由低到高變化時，測量出來的值接近初始設定的電壓值，并且不會隨被測直流電壓值而改變，所測數據都在系統允許誤差范圍內。同理在電流的測量中，數據如表 4-2所示實現恒流。在恒阻方式下，表格數據顯示實際測量出來的電阻值等于設定電阻，在直接測量所得的數據，直流電子負載電阻值極度接近恒定值，相當精確，且誤差均小于發揮部分的所給定的2%，如表4-3所示。

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Design of electronic load based on STC12C5A60S2

Liu Qi,Wang Fan,Tu Jiameng
（Jiangxi Science and Technology Normal University,330013）

The electronic load adopts high-performance STC12C5A60S2 single-chip microcomputer as control chip,the system module by a constant voltage,constant current,constant resistance module,signal sampling module,liquid crystal display module,button switch,and step into the module.The system design of voltage and current sampling adopt ADC0832 analog-to-digital conversion module,and step by step automatically by the button or manual step make SCM output signal as the basic value of operational amplifier.At the ends of the final system show that the electronic load voltage and current relative error less than 2%.

STC12C5A60S2;OP07;IRFP064;ADC0832;reference value