基于STC12C5A60S2的电子负载设计

刘 琦,王 璠,屠佳梦

（江西科技师范大学，江西南昌,330013）

基于STC12C5A60S2的电子负载设计

刘 琦,王 璠,屠佳梦

（江西科技师范大学，江西南昌,330013）

本电子负载采用高性能STC12C5A60S2单片机作为系统的控制芯片，由恒压模块、恒流模块、恒阻模块、信号采样模块、液晶显示模块、按键切换和步进模块组成。本系统设计的电压与电流采样均采用ADC0832模数转换模块实现，并通过按键自动步进或手动步进使单片机输出信号作为运算放大器放的基准值。最终系统显示电子负载两端的电压和电流相对误差小于2%。

STC12C5A60S2； OP07； IRFP064；ADC0832； 基准值

0 引言

在现在的电力系统运行中，常常使用电子负载模拟现实生活中的负载（即家用电器），一些比较正规的电源厂家也使用电子负载来测试电源好坏。所以电子负载作为测试电源系统质量优劣具有重要的作用，本设计即采用以增强型单片机STC12C5A60S2为核心设计了一款低电压大电流的电子负载设备，经过最后的性能测试，该产品性能稳定，并满足设计的所有要求。

1 系统硬件电路设计

本系统设计主要包括主控制模块、ADC模数转换模块、DAC输出模块和12864显示模块。其系统总体方案框架如图1所示。

图1 系统总体框图设计

1.1 恒压模块设计

电路由运算放大器OP07和N沟道增强型管MOS-N组成一个反馈电路，产生的信号由DA数模转换后形成基准电压，将该电压直接加至OP07的反向输入端，高低电平不同时，OP07运算放大器输出来控制Q1处于导通或截止状态，若导通则使OP07同向输入端3脚的电平变为低，从而小于2脚输入端并使OP07输出端输出的电平控制Q1截止，再而使3脚电平变为高，电路反复如此，输出端始终维持基准电压值，说明输入电压在允许范围内变化，电压值始终等于基准电压值，实现了恒压目的。

1.2 恒阻模块设计

恒阻模式下的直流电子负载工作电路如图4所示，电路中综合了恒压、恒流两种工作方式，同样采用了负反馈工作方式，输出的电压信号输入到比较器，运放比较后控制MOS场效应管的导通截止，使得运放输出端的电压以及所输出电流保持一个比值上的恒定，实现恒阻模式。

2 系统测试

在系统测试时，切换按键完成恒压、恒流、恒阻等工作方式，通过使用数字万用表等各种测量仪表测量各个参数值，其测试结果如下表所示。

表1 恒压负载的测量数据

表2 恒流负载的测量数据

表4-3 恒阻负载的测量数据

3 测试结果分析

通过以上测试结果可得知，恒压方式数据如表 4-1所示，从表格中的数据可以看出，当被测电源电压在一定范围内由低到高变化时，测量出来的值接近初始设定的电压值，并且不会随被测直流电压值而改变，所测数据都在系统允许误差范围内。同理在电流的测量中，数据如表 4-2所示实现恒流。在恒阻方式下，表格数据显示实际测量出来的电阻值等于设定电阻，在直接测量所得的数据，直流电子负载电阻值极度接近恒定值，相当精确，且误差均小于发挥部分的所给定的2%，如表4-3所示。

[1] 郭天祥，51单片机C语言教程[M].北京：电子工业出版社，2009，1

[2] 彭伟.单片机C语言程序设计实训100例[M].北京：电子工业出版社，2012，6

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[4] 康华光,陈大钦,张林.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社，2012，3

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