DC DC電源效率測量儀

電子設計大賽訓練專案設計告

設計報告

組員：祝家衛、李豔明、文俊豪

摘要：在測量晶元max4372的基礎上設計了一種電源轉換效率測量系統論述測量系統的工原理和軟硬體設計。並以微控制器stc12c541a為核心設計了spi介面通訊電路。

關鍵詞：max4372;測量系統;轉換效率;spi介面

abstract: the ***** introduces a power supply transform measuring system based on measuring system, s principle and software are introduced, and the circuit of the spi inte***ce communication based on stc12c5a are designed.

key words: max4372;measuring system; transform efficiency;spi inte***ce

目錄1主要方案論證與比較 1

1.1取樣電路選擇 1

1.11電壓取樣電路選擇 1

1.12電流取樣電路選擇 1

1.2方案描述 2

1.3總系統框圖 3

2軟硬體設計 3

2.1硬體設計 3

3理論分析與計算 3

4功能測試與結果分析 3

4.1測試方法 3

4.2測試資料及分析 4

參考文獻 4

附錄 4

方案一：電壓感測器取樣

採用lem公司的電壓感測器lv100，它具有精度高；線性度好；頻帶寬；抗干擾能力強等優點。電路設計如下：

圖 1電壓感測器取樣

方案二：電阻分壓取樣

基於stc12c5a微控制器，利用其a/d進行模數轉換，配合兩顆電阻分壓，使檢測電壓低於5v，輸入微控制器，進行電壓取樣。電路設計如下圖：

圖 2電阻分壓取樣

方案一：緊湊型電流檢測解決方案 ——串聯電阻檢測

串聯電阻檢測是外電路一端串聯乙個小的取樣電阻，因為對於一定的電阻值，通過檢測電阻上的壓降即可檢測出對應電感上流過的電流。這種方法檢測精度高，但由於檢測電阻的存在會引入乙個額外的功耗，從而降低了電源轉換效率，因此，該電阻不能太大，該方法也只適用於小電流檢測電路。電阻採用0.

33歐水泥電阻，加之晶元max4372。電路設計如圖：

圖 3串聯電阻取樣電路

方案二：功率管rds檢測

功率管rds檢測是通過檢測功率管上的電壓來實現的，因功率管工作**性區，故其可以等效為乙個電阻rds=l／wμcox(vgs-vt)。該方法無額外功耗，但是μcox和vt受溫度的影響變化較大，功率管的rds會產生非線性的變化，最大誤差範圍可達-50％～+100％，因而電流檢測精度較差。電路設計如下：

圖 4功率管檢測取樣

綜合各因素本次設計，電壓取樣採用電阻分壓取樣，電流取樣採用串聯電流檢測取樣。採用高精度、高邊電流放大器max4327。此方案具有電路簡單、精度高、穩定性好等優點，可實現0-12v dc—dc電路效率測量，精度可達0.

1%，採用12864b液晶顯示模組，直觀實時監測。

圖 5總系統框圖

總的設計思想，在要測dc-dc電路的兩側各串聯兩顆0.33歐電阻以近行電流取樣，電流取樣電路採用晶元max4327進行電流放大，之後把放大的電流送入微控制器io口，利用其模數轉換。電壓取樣利用電阻分壓，降低電壓送入微控制器進行模數轉換。

從而求其效率，在通過液晶顯示屏直觀顯示，從而完成dc—dc電路效率的測量。原理圖、pcb、實物圖見附錄。

理論上測得的功率會有小範圍的誤差，在於0.33歐取樣電阻，和分壓電阻，能量的損失，理論上功率會偏小。

分別用效率測量儀與萬用表測量同一dc-dc電路的輸入，輸出電壓、電流，求其各自測得的效率，進行比較，進行誤差計算。

【1】《基於cs5467的電源轉換效率測量系統的設計》劉大成

【2】《微控制器c語言100例》（第二版）王東峰、郭向陽

原理圖：

pc版：

實物圖：

程式:#include <>

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#include ""

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit k2= p2^1;

sbit k1= p2^0;

float val;

char i,j,m,n;

unsigned int resultu0,resultu1,resultu2,resultu3,dat0;//resultii,resultuo,resultio,,dat1,dat2,dat3,resultu1,dat1

unsigned int middle_value0[10];//ad通道0輸出儲存陣列

// unsigned int middle_value1[10];//ad通道0輸出儲存陣列

float adresultu0;

float adresultu1;

unsigned int sjzh(int inc)

for (i=0;i<10;i++)

for(j=i; j<10;j=j+1)

if(middle_value0[j-1]>middle_value0[j])

dat0=middle_value0[j-1];

middle_value0[j-1]=middle_value0[j];

middle_value0[j]=dat0;

}if(inc==0)

if(inc==1)

if(inc==2)

if(inc==3)}/*

unsigned int sjzh1(int inc1)

for (n=0;n<10;n++)

for(m=n; m<10;m=m+1)

if(middle_value1[m-1]>middle_value1[m])

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測量儀器合同

《測量儀器》複習

電阻測量儀設計

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