数控稳压电源论文目 录摘 要2第一章 绪 论4第二章.设计方案与思路2.1、设计基本思路2.1.1、稳压源的技术指标与要求21.2、总体设计框图6第三章 单元电路设计73、电源设计部分731.1、直流稳压电源设计思路73.12、直流稳压电源原理83.2、数控部分9.21、单片机的基本概括9.2.2、单片机对数码管的控制13.2.3、74LS573对数码管的锁存1.3、单片机对模数转换部分113.31、单片机控制DA32总体概括113、对DA832功能的介绍1233.3、使用ICL07作表头123.、稳压部分13.5 单片机编程部分14、 仿真实图3、 PCB制板23第四章 系统部分第五章 制作与调试25、硬件电路的布线与焊接265.2、检测数据记录25.1、输出端空载时 （室温）27.1、输出端带载1K时(室温)7第六章 分析与心得2参考文献： 摘 要电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术,服务于各行各业。电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命,给电力电子技术提供了广阔的发展前景,同时也给电源提出了更高的要求。随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差,会影响整个系统的精确度。电源在使用时会造成很多不良后果，世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。只有满足产品标准,才能够进入市场。随着经济全球化的发展，满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。数控电源是从80年代才真正的发展起来的，期间系统的电力电子理论开始建立。这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。在以后的一段时间里，数控电源技术有了长足的发展。但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。因此数控电源主要的发展方向，是针对上述缺点不断加以改善。单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。新的变换技术和控制理论的不断发展,各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用,到90年代，己出现了数控精度达到0.5V的数控电源,功率密度达到每立方英寸0W的数控电源。从组成上,数控电源可分成器件、主电路与控制等三部分。数控直流稳压源就是能用数字来控制电源输出电压的大小,而且能使输出的直流电压能保持稳定、精确的直流电压源;本文介绍了利用数/模转换电路、辅助电源电路、去抖电路等组成的数控直流稳压电源电路,详述了电源的基本电路结构和控制策略;它与传统的稳压电源相比,具有操作方便、电压稳定度高的特点，其结构简单、制作方便、成本低,输出电压在V之间连续可调,其输出电压大小以01V步进,输出电压的大小调节是通过“+”“”两键操作的，而且可根据实际要求组成具有不同输出电压值的稳压源电路。该电源控制电路选用STC52单片机控制主电路采用串联调整稳压技术具有线路简单、响应迅速、稳定性好、效率高等特点。电源采用数字控制，具有以下明显优点:1)易于采用先进的控制方法和智能控制策略,使电源模块的智能化程度更高，性能更完美。2）控制灵活，系统升级方便，甚至可以在线修改控制算法,而不必改动硬件线路。3）控制系统的可靠性提高,易于标准化,可以针对不同的系统(或不同型号的产品),采用统一的控制板，而只是对控制软件做一些调整即可。4)系统维护方便，一旦出现故障，可以很方便地通过S3接口或R45接口或SB接口进行调试,故障查询,历史记录查询，故障诊断，软件修复，甚至控制参数的在线修改、调试；也可以通过MODEM远程操作。5)系统的一致性好,成本低,生产制造方便。由于控制软件不像模拟器件那样存在差异，所以,其一致性很好。由于采用软件控制，控制板的体积将大大减小,生产成本下降。6)易组成高可靠性的多模块逆变电源并联运行系统。为了得到高性能的并联运行逆变电源系统，每个并联运行的逆变电源单元模块都采用全数字化控制，易于在模块之间更好地进行均流控制和通讯或者在模块中实现复杂的均流控制算法（不需要通讯)，从而实现高可靠性、高冗余度的逆变电源并联运行系统。目前实用的直流稳压电源大部分是线性电源。利用分离器件组成，其体积大，功率小,可靠性差，操作使用不方便,自我保护功能不够,因而故障率高。随着电子科技的飞速发展,各种电子，电器设备对稳压电源的性能要求日益提高,稳压电源不断差朝着小型化，高效率，低成本,高可靠性，低电磁干扰,模块化和智能化发展。以单片机系统为核心而设计制造出来的新一代稳压电源不但电路简单，结构紧凑,价格低廉，性能卓越，而且单片机具有计算和控制功能，利用它对采样技术进行各种计算,从而可排除和减少由于骚扰信号和模拟电路因起的误差，大大提高稳压电源输出电压和输出电流精度，降低了对模拟电路的要求。智能稳压电源可利用单片机设置周密的保护检测系统,确保电源运行可靠。输出电压和限制电流采用数字显示，输入采用键盘方式，电源的外表美观，操作使用方便，具有较高的使用价值。详细分析了电源的拓朴图及工作原理。 关键词:稳压电源、单片机、稳压、D/A转换第一章 绪 论随着电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，电子设备与人们的工作、生活的关系益密切。任何电子设备都离不开可靠的电源，它们对电源的要求也越来越高。电源是电子设备的心脏部分,其质量的好坏直接影响着电子设备的可靠性,而且电子设备的故障60%来自源,因此,电源越来越受到人们的重视。电子设备的小型化和低成本化使电源以轻、薄、小和高效率为发展方向。2世纪50年代,美国宇航局以小型化、重量轻为目标,为搭载火箭开发了开关电源。在近半个世纪的发展过程中，开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐步取代传统技术制造的连续工作电源,并广泛应用于电子整机与设备中。20世纪80年代，计算机全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代。0世纪9年代,开关电源在电子、电器设备、家用领域得到了广泛的应用，开关电源技术进入快速发展期。到21世纪小型电子设备的发展更加迅速和更加普及，但是现在很多的小型电子设备都是依靠电池来供电的，所以开发一种新型的开关电源应用于小型电子设备中就显得非常重要了!直流稳压电源（以下简称直流电源)取代晶体管线性稳压电源（以下简称线性电源）已有30多年历史,最早出现的是串联型开关电源，其主电路拓扑与线性电源相仿,但功率晶体管了作于开关状态后,脉宽调制(WM)控制技术有了发展,用以控制开关变换器,得到W开关电源,它的特点是用0kz脉冲频率或脉冲宽度调制PWM开关电源效率可达 657，而线性电源的效率只有30。在发生世界性能源危机的年代，引起了人们的广泛关往。线性电源工作于工频，因此用工作频率为0HZ的PW开关电源替代,可大幅度节约能源,在电源技术发展史上誉为2kHZ革命。 随着LSI芯片尺寸不断减小,电源的尺寸与微处理器相比要大得多；航天,潜艇,军用开关电源以及用电池的便携式电子设备（如手提计算机，移动电话等)更需要小型化，轻量化的电源。因此对开关电源提出了小型轻量要求，包括磁性元件和电容的体积重量要小。此外要求开关电源效率要更高，性能更好，可靠性更高等。第二章设计方案与思路.1、设计基本思路根据设计任务要求，数控直流稳压电源的工作原理框图如图所示。主要包括三大部分：数字控制部分、数字模拟转换部分(变换器）及稳压电路。数字控制部分用+、- 按键控制一可逆二进制计数器,二进制计数器的输出输入到A变换器,经器转换成相应的电压,此电压经过放大到合适的电压值后，去控制稳压电源的输出，使稳压电源的输出电压以0.1V的步进值增或减。2.1、稳压源的技术指标与要求1）、电压设定范围为0V,额定电流.5A,输出电压精度0。)、负载调整率1.0%,电源调整率1.0%。3）、用液晶显示设定电压和实际电压。下: ）、有过压和过流保护。 1.2、总体设计框图1）、设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。其原理示意图如下：市电变压系统电源整流+15V -15V+5V电压调整及过流保护取样 U0取样比较放大D/A转换电压显示AT89C52键盘A/D转换掉电记忆第三章 单元电路设计3.1、电源设计部分3.1、直流稳压电源设计思路（）电网供电电压交流20V(有效值)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。(）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电,但其幅度变化大（即脉动大)。()脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。（4)滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压,便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。.2、直流稳压电源原理直流稳压电源是一种将22工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成,见图3.1。图3.1直流稳压电源方框图其中：()电源变压器：是降压变压器，它将电网2交流电压变换成符合需要的交流电压,并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。(）整流电路：利用单向导电元件,把0的正弦交流电变换成脉动的直流电。（3）滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除,从而得到比较平滑的直流电压。(4）稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。整流电路常采用二极管单相全波整流电路，电路如图3.2所示。在2的正半周内,二极管D、D2导通，D、D4截止；u2的负半周内,D3、D4导通,、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL,且方向是一致的。电路的输出波形如图3.所示。图3.2 整流电路图3.3输出波形在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，电路中的每只二极管承受的最大反向电压为(是变压器副边电压有效值)。所以通过220V的交流电压由变电器转化所直流电压，然后通过540进行整波，通过50v的20F的电容进行滤波,然后通过78和781转化成+1V和-1V，+15又通过整波,滤波后通过78H05转化成V。这是电源部分如下:3.、数控部分3.2.、单片机的基本概括 （1）AT92是51单片机的一型