湖南科技大学本科生课程设计（论文） 摘 要 电流检测有多种方法, 最通用的方法是采用阻性分流器、互感器或霍尔传感器。阻性分流器工作时与负载串联, 无法进行隔离测量; 互感器只适用于50 Hz 工频交流的测量; 霍尔检测技术综合了互感器和分流器技术的所有优点, 同时又克服了互感器和分流器的不足, 采用一只霍尔电流电压传感器/ 变送器模块检测元件, 既可以检测交流, 也可以检测直流,甚至可以检测瞬态峰值, 同时又能实现主电路回路和电子控制电路的隔离, 因而是替代互感器和分流器的新一代产品。电源作为电气、电子设备必不可少的能源供应部件，需求日益增加，而且对功能、稳定性等各项指标也提出了更高的要求。直流稳压电源一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成。变压器把交流电压变为所需要的低压电交流电。整流器把交流电变为直流电。经过滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，经过、变压、整流、滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电。本次试验通过对直流可调电流源的设计实训，能够熟练应用分立元件完成小功率直流稳压电源的电路设计、参数运算和器件选择，使其满足试验所需要求。同时正确掌握直流稳压电源的制作与测试方法，为今后的实际工作打下良好的基础。【关键字】 霍尔传感器 稳压器 直流稳压电源 Abstract Current detection have many kinds of methods, the most common method is to use impedance shunt, transformer or hall sensor. Impedance shunt work with load series, unable to isolation measurement; Transformer is only in the Hz power frequency ac measurement; Hall detection technology integrated the transformer and shunt technology all advantages, at the same time, and overcome the transformer and the shortage of the shunt, using a hall current voltage sensor/transmitter module detecting element, which can detect communication, also can detect dc, even can detect transient peak, and at the same time can realize main circuit loop and electronic control circuit of isolation, it is alternative transformer and shunt of a new generation of products. Power supply for electrical and electronic equipment indispensable energy supply parts, growing demand, but also to function, the stability of the indicators also put forward higher request. Dc regulated power supply is composed of power transformer, rectifier filter circuit and voltage regulator circuit composed. The ac voltage transformer to need low voltage electric alternating current (ac). Rectifier the alternating current (ac) into direct current. After filtering, voltage regulator and unstable dc voltage into a stable dc voltage output. This design mainly adopts dc voltage constitute integrated voltage regulator circuit, after, transformer, rectifier, filter, voltage 220 v alternating current (ac), the process will become stable dc,. The test through the adjustable dc current source design practice, can skilled application of discrete element complete small power dc regulated power supply circuit design, parameter calculation and component selection, make it meet the test requirements needed. At the same time grasp dc regulated power supply production and test method for future actual work lay a good foundation.【Key words 】Hall sensor regulator Dc regulated power supply 目录一、课程设计题目分析11.1 课程设计题目介绍11.2 课程设计要求及注意事项1二、整体设计方案32.1、系统设计思路32.2、设计方案的确定3三、硬件电路的设计53.1、传感器电路53.2、AD转换模块63.3、按键模块63.4、液晶显示模块73.5、时间芯片模块8四、电源电路详细介绍94.1、电源电路设计要求94.2、直流稳压电源设计思路9（1）电网供电电压交流220V（有效值）为50HZ，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。94.3、直流稳压电源的基本设计原理94.4、电源电路元器件的选择114.4.1、变压器的选择114.4.2、二极管的选择124.4.3、稳压芯片的选择134.5、电源总体电路设计14五、心得体会16参考文献17一、课程设计题目分析1.1 课程设计题目介绍 根据给定的电流传感器型号，设计硬件电路以及软件电路来显示电流传感器测得电流大小，并且能滤除一定的干扰，是测得的数据尽量精确。 电流传感器CTDS20A-*输入信号有直流、交流、双向直流和脉动直流几种形式，输出信号有05V, 020mA、420mA、010V多种形式任选。 因为本课程设计的电流传感器型号为CTDS20A-211，所以代表输入为交流，输出为05V（VZ），辅助电源电压为+12V。 第一个“*”为1、2、3、4分别代表输入为直流、交流、双向直流、脉动直流信号，第二个“*”为1、2、3、4、5、6分别代表输出为05V（VZ）、05V（VG）、020mA（IZ）、420mA（IY）、010V（VZ）、010V（VG），第三个“*”为1、2、3、4、5、6表示辅助电源电压,分别代表+12V、+15V、+24V、12V、15V、24V。 1.2 课程设计要求及注意事项 主要技术参数 输入范围: 00.5300A 精度等级: 0.5级 工作温度: 050 温漂特性: 500 ppm/ 隔离耐压: 2500 V DC 负载能力: 电压输出 2 k 电流输出 300 响应时间: 250 ms 静态功耗: 电压输出200mW 电流输出(420mA)250mW 输入过载能力：10倍标称值 (5秒) 1. 电源电压必须符合标称值,否则会烧坏产品; 2. 当用万用表表笔测量电压或电流时,应把接线端子螺钉旋到底,否则有可 能测不到电压或电流输出值； 3. 该产品的输出端应根据输出的类型接负载，电压输出时负载是并联，电流 输出时负载是串联； 4. 电流穿孔直径有四种可供用户选择,分别为4,6.5,13和20，电流母线穿线允许的情况下，应尽量选用小孔径，以免影响测量精度。 二、整体设计方案2.1、系统设计思路 电流传感器检测到的信号是电流，通过电流传感器内部处理后，将测得的电流信号大小转换成对应的电压，所以输出来的是模拟信号，此时要用到模数转换，及AD转换才能将模拟信号转换成数字信号。转换成数字信号后，需要处理器处理数字信号，并且加以辨识通过驱动数字显示频来显示数字信号转换后的数字。最后整个系统需要各种电源，此时可以设计一个电源电路供应各种电压。 无论是霍尔元件型电流传感器还是伺服型直流电流传感器，最近使用逆变器的情况比较多，电压噪声较大，对于传感器的使用较困难。这时根据产品目录数据表中记载值难以判断，因此，需要通过实验进行验证。自动化系统中大量使用大功率晶体管、整流器和可控硅，普遍采用交流变频调速及脉宽调制电路，使得电路中不再只是传统的50周的正弦波，出现了各种不同的波形。对于这类电路，采用传统的测量方法不能反应其真实波形，而且电流、电压检出元件也不适应中高频、高di/dt电流波形的传感和检测。 CTDS系列电流传感器，可以测量任意波形的电流和电压。输出端能真实地反映输入端电流或电压的波形参数。针对霍尔效应传感器普遍存在温度漂移大的缺点，采用补偿电路进行控制，有效地减少了温度对测量精度的影响，确保测量准确；具有精度高、安装方便、售价低的特点。2.2、设计方案的确定 利用霍尔传感器采集被测回路中的电流，霍尔传感器输出的电压信号经过ad转换后送入单片机进行数据处理，处理后的数据送入显示模块进行显示。本设计采用的霍尔传感器的精度为0.5%，ad转换器的精度为八位，单片机型号为AT89S52满足设计要求。 设计方案的框图如下：LCD1602显示模块AT89S52霍尔传感器采集电流信号按键输入模块AD转换模块时间输入模块 图二