一种基于STM32直流电子负载制造技术

技术编号:20245010 阅读:39 留言:0更新日期:2019-01-30 00:04
本实用新型专利技术公开了一种基于STM32直流电子负载,所述电子负载包括系统电源、MCU控制器、模数转换电路、数模转换电路、电流采样放大电路、电压采样放大电路、功率模组、散热模组及LCD触摸屏;所述MCU控制器分别与模数转换电路、数模转换电路双向通信连接,数模转换电路的输出端连接功率模组的输入端,功率模组的输出端分别连接电流采样放大电路及电压采样放大电路的输入端,电流采样放大电路及电压采样放大电路的输出端分别连接模数转换电路的输入端,所述MCU控制器与LCD触摸屏双向连接,本实用新型专利技术,可模拟各种不同负载状况。

【技术实现步骤摘要】
一种基于STM32直流电子负载
本技术涉及一种直流电子负载,具体涉及一种基于STM32直流电子负载。
技术介绍
电子负载利用半导体功率元件来实现的“负载”功能,其基本原理基于欧姆定律。确切地说,电子负载是通过控制内部功率半导体器件MOSFET或晶体管的导通量,使功率管耗散功率,消耗电能的设备。在各种需要进行放电测试的场合中广泛使用。电子负载是一种能通过外部设定并且控制电流、电压、电阻或者功率的仪器。可以模拟各种不同的负载状况。
技术实现思路
本技术的目的提供一种基于STM32直流电子负载,可模拟各种不同负载状况。本技术是通过以下技术方案实现的:一种基于STM32直流电子负载,所述电子负载包括系统电源、MCU控制器、模数转换电路、数模转换电路、电流采样放大电路、电压采样放大电路、功率模组、散热模组及LCD触摸屏;所述系统电源的输出端分别连接MCU控制器、模数转换电路、数模转换电路、电流采样放大电路及电压采样放大电路的输入端提供电源,MCU控制器分别与模数转换电路、数模转换电路双向通信连接,数模转换电路的输出端连接功率模组的输入端,功率模组的输出端分别连接电流采样放大电路及电压采样放大电路的输入端,电流采样放大电路及电压采样放大电路的输出端分别连接模数转换电路的输入端,所述MCU控制器与LCD触摸屏双向连接。作为本技术的较佳实施例,本技术所述MCU控制器与模数转换电路通过FSMC并行总线连接,所述MCU控制器与数模转换电路通过SPI串行通信总线连接。作为本技术的较佳实施例,本技术所述电子负载还设置散热模组,所述散热模组由散热片及散热风扇组成,所述电子负载设置多个功率模组,每一功率模组对于一散热模组。作为本技术的较佳实施例,本技术所述电子负载还设置一保护电路,所述保护电路由继电器组成。作为本技术的较佳实施例,本技术所述MCU控制器的型号为STM32F407VET6。作为本技术的较佳实施例,本技术所述电流采样放大电路和电压采样放大电路分别包括两个检测通道,每一检测通道由采样电阻及仪表放大器组成,所述采样电阻阻值为50毫欧,所述仪表放大器的型号为AD8422。作为本技术的较佳实施例,本技术所述模数转换电路由芯片AD7606组成,所述芯片AD7606包括输入放大器、过压保护电路、二阶模拟抗混叠滤波器、模拟多路复用器、16位ADC和一个数字滤波器。作为本技术的较佳实施例,本技术所述数模转换电路由芯片AD5060组成。作为本技术的较佳实施例,本技术所述功率模组为型号OP07的运算放大器。利用本技术提供的基于STM32的直流电子负载,能通过外部设定并且控制电流、电压、电阻或者功率,可以模拟各种不同的负载状况。附图说明图1是本技术的电路结构示意框图;图2是本技术的系统电源的12V供电电路结构示意图;图3是本技术的系统电源的5V供电电路结构示意图;图4是本技术的系统电源的3.3V供电电路结构示意图;图5是本技术的MCU控制器电路结构示意图;图6是本技术的电流采样放大电路和电压采样放大电路结构示意图;图7是本技术的模数转换电路结构示意图;图8是本技术的功率模组电路结构示意图;图9是本技术的数模转换电路结构示意图。具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解,以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细描述。如附图1所示,一种基于STM32直流电子负载,所述电子负载包括系统电源、MCU控制器(微控制单元,MicrocontrollerUnit)、模数转换电路、数模转换电路、电流采样放大电路、电压采样放大电路、功率模组、散热模组及LCD触摸屏;所述系统电源的输出端分别连接MCU控制器、模数转换电路、数模转换电路、电流采样放大电路及电压采样放大电路的输入端提供电源,MCU控制器分别与模数转换电路、数模转换电路双向通信连接,数模转换电路的输出端连接功率模组的输入端,功率模组的输出端分别连接电流采样放大电路及电压采样放大电路的输入端,电流采样放大电路及电压采样放大电路的输出端分别连接模数转换电路的输入端,所述MCU控制器与LCD触摸屏双向连接。直流电子负载与待测电源电连接,用于测试待测电源的电流、电压、功率及电阻。本技术所述电子负载还设置散热模组,所述散热模组由散热片及散热风扇组成,所述电子负载设置多个功率模组,每一功率模组对于一散热模组。所述电子负载还设置一保护电路,所述保护电路由继电器组成。以下对本实施例中的各功能模块作进一步的详细说明:本技术的系统电源电路提供±12V电源用于放大器等电路;+5V用于ADC(Analog-to-DigitalConverter的缩写,模数转换器)模数转换电路、DAC(Digitaltoanalogconverter的缩写,数字模拟转换器)数模转换电路芯片电路;3.3V主要用于MCU控制器电路。MCU控制器通过FSMC(FlexibleStaticMemoryController,可变静态存储控制器)并行总线与模数转换电路(ADC芯片)通信,ADC芯片负责采集由功率模组输出的6路电流信号以及2路电压信号,经过内部转换得到电压、电流、电阻以及功率物理量、经过数字PID算法运算得到输出控制的数字量。MCU控制器通过SPI串行通信总线与DAC相连,DAC数模转换电路将经过MCU数字PID运算后的数字控制信号转换成电压模拟量,以此控制功率模组的导通量。本技术散热模组由散热片以及散热风扇组成,每一套功率模组对应设置一组散热模组。散热风扇由一组独立的12V供电,由MCU输出PWM信号实现转速控制,配合散热片的温度检测实现不同功率下的不同转速策略。本技术所述的LCD触摸屏接口由选型决定,选定的LCD触摸屏接口为UART串行接口,具有接口简洁、通信方便的特点。本技术所述的保护电路主要由继电器完成,当MCU检测到过流、过压或者反接的情况时,断开继电器,实现待测电源与电子负载之间的连接断开,保护电子负载不被损坏。本技术的系统电源的12V供电电路结构示意图如图2所示,正负12V供电电路由工频变压器输出正负12V正弦电压,经过全桥整流滤波后输出峰值分别为±16.968V的脉动直流电压。最后经过线性稳压芯片LM7812与LM7912输出稳定的±12V直流电压。本技术的系统电源的5V供电电路结构示意图如图3所示,5V供电电路由两路组成,输入电压来自全桥整流后的12V输出,一路由可调线性稳压器LM2941经过反馈电阻配比输出略高于5V的电压,用于ADC,DAC等对电压纹波要求较高的模拟电路;另外一路由DC-DC转换BUCK芯片LM2596提供约5V的输出电压,本电路用于纹波要求不高的数字电路。本技术的系统电源的3.3V供电电路结构示意图如图4所示,3.3V由线性稳压器AMS1117-3.3提供,主要用于MCU供电。本技术的MCU控制器电路结构示意图如图5所示,所述MCU控制器的型号为STM32F407VET6。本技术选定MCU芯片为意法半导体公司(ST)生产的STM32F407VET6,其采用了90纳米的NVM工艺和ART技术,ART技术可以使程序零等待执行,减本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于STM32直流电子负载,其特征在于:所述电子负载包括系统电源、MCU控制器、模数转换电路、数模转换电路、电流采样放大电路、电压采样放大电路、功率模组、散热模组及LCD触摸屏;所述系统电源的输出端分别连接MCU控制器、模数转换电路、数模转换电路、电流采样放大电路及电压采样放大电路的输入端提供电源,MCU控制器分别与模数转换电路、数模转换电路双向通信连接,数模转换电路的输出端连接功率模组的输入端,功率模组的输出端分别连接电流采样放大电路及电压采样放大电路的输入端,电流采样放大电路及电压采样放大电路的输出端分别连接模数转换电路的输入端,所述MCU控制器与LCD触摸屏双向连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于STM32直流电子负载,其特征在于:所述电子负载包括系统电源、MCU控制器、模数转换电路、数模转换电路、电流采样放大电路、电压采样放大电路、功率模组、散热模组及LCD触摸屏;所述系统电源的输出端分别连接MCU控制器、模数转换电路、数模转换电路、电流采样放大电路及电压采样放大电路的输入端提供电源,MCU控制器分别与模数转换电路、数模转换电路双向通信连接,数模转换电路的输出端连接功率模组的输入端,功率模组的输出端分别连接电流采样放大电路及电压采样放大电路的输入端,电流采样放大电路及电压采样放大电路的输出端分别连接模数转换电路的输入端,所述MCU控制器与LCD触摸屏双向连接。2.根据权利要求1所述的基于STM32直流电子负载,其特征在于:所述MCU控制器与模数转换电路通过FSMC并行总线连接,所述MCU控制器与数模转换电路通过SPI串行通信总线连接。3.根据权利要求1所述的基于STM32直流电子负载,其特征在于:所述电子负载还设置散热模组,所述散热模组由散热片及散热风扇组成,所述电子负载设置多个功率模组,...

【专利技术属性】
技术研发人员:张志坚陈平平曾德镗
申请(专利权)人:东莞理工学院
类型:新型
国别省市:广东,44

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