數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)解析

　　任務(wù)書

　　——數(shù)控直流穩(wěn)壓電源

　　1. 基本功能實(shí)現(xiàn)：

　　（1） 可輸出電壓：范圍1～5V，步進(jìn)0.1V，紋波不大于10mV。

　　（2） 可輸出電流： 150mA。

　?。?） 可輸出電壓值由數(shù)碼管顯示。

　?。?） 由“+”、“-”兩鍵分別控制輸出電壓步進(jìn)增減。

　?。?） 為實(shí)現(xiàn)上述幾部件工作，自制一穩(wěn)壓直流電源，輸出輸出± 15v，+5v。

　　2. 擴(kuò)展功能與創(chuàng)新：

　　（1） 輸出電壓可預(yù)置在0~10v之間的任意一值。

　?。?） 用自動(dòng)掃描代替人工按鍵，實(shí)現(xiàn)輸出電壓變化。

　　（3） 擴(kuò)展輸出電壓種類（比如三角波等）。

　?。?） 擴(kuò)展可輸出電流：150mA。

　?。?） 在擴(kuò)展的基礎(chǔ)上增加新的功能。如與其他組雷同則不加分。

　　3. 設(shè)計(jì)報(bào)告：

　　（1） 開題報(bào)告：包括可行性分析，方案比較，方案的確定，系統(tǒng)方框圖，經(jīng)費(fèi)預(yù)算，組內(nèi)分工，進(jìn)程安排等。

　?。?） 理論方案書：具體的原理圖，邏輯分析，理論計(jì)算，電路仿真結(jié)果等。

　?。?） 驗(yàn)證方案及驗(yàn)證結(jié)果：包括驗(yàn)證方案的原理，采取的措施，實(shí)際驗(yàn)證的結(jié)果等

　?。?） 設(shè)計(jì)總結(jié)：包括實(shí)踐中出現(xiàn)的問(wèn)題，解決方法，心得體會(huì)等。

　?。?） 參考資料：包括采用的芯片，電路，參考書等。

　　摘 要

　　隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，電子系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，電子設(shè)備的種類也越來(lái)越多，電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系益密切。任何電子設(shè)備都離不開可靠的電源，它們對(duì)電源的要求也越來(lái)越高。特別是隨著小型電子設(shè)備的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，也要求能夠提供穩(wěn)定的電源，以滿足小型電子設(shè)備的用電需要。本文基于這個(gè)思想，設(shè)計(jì)和制作了符合指標(biāo)要求的開關(guān)穩(wěn)壓電源。

　　開關(guān)電源具有高頻率、高功率密度、高效率等優(yōu)點(diǎn)， 被稱作高效節(jié)能電源。由于開關(guān)穩(wěn)壓電源具有這些優(yōu)點(diǎn)，基于這個(gè)思想設(shè)計(jì)了一個(gè)1～5V可調(diào)的低功率開關(guān)穩(wěn)壓電源，以滿足小型電子設(shè)備的供電需要。

　　本文以開關(guān)電源的發(fā)展歷史、發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)為線索，介紹了開關(guān)電源的一些新技術(shù)，技術(shù)指標(biāo)，分類標(biāo)準(zhǔn)等。并根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了一種滿足小型電子設(shè)備供電需要的開關(guān)穩(wěn)壓電源。電源設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)是：輸入電壓為AC220V，輸入頻率為50HZ，輸入電壓范圍為AC165V～265V，輸出電壓為直流1～5V可調(diào)，輸出最大電流為150mA，輸出最大功率為2.25W。

　　最后在完成基本指標(biāo)的基礎(chǔ)上，本文還增加了防浪涌電流的附屬功能，使電路更加滿足小型電子設(shè)備的用電需要。

　　數(shù)控直流穩(wěn)壓源就是能用數(shù)字來(lái)控制電源輸出電壓的大小，而且能使輸出的直流電壓能保持穩(wěn)定、精確的直流電壓源；本文介紹了利用數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路、輔助電源電路、去抖電路等組成的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源電路，詳述了電源的基本電路結(jié)構(gòu)和控制策略；它與傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源相比，具有操作方便、電壓穩(wěn)定度高的特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作方便、成本低，輸出電壓在1～5V之間連續(xù)可調(diào)，其輸出電壓大小以1V步進(jìn)，輸出電壓的大小調(diào)節(jié)是通過(guò)“＋” “－”兩鍵操作的，而且可根據(jù)實(shí)際要求組成具有不同輸出電壓值的穩(wěn)壓源電路。該電源控制電路選用89C51單片機(jī)控制主電路采用串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓技術(shù)具有線路簡(jiǎn)單、響應(yīng)迅速、穩(wěn)定性好、效率高等特點(diǎn)。詳細(xì)分析了電源的拓樸圖及工作原理。

　　關(guān)鍵詞：穩(wěn)壓電源；單片微型機(jī)；數(shù)控直流；D/A轉(zhuǎn)換

　　引 言

　　數(shù)控支流穩(wěn)壓電源是一種常見的電子儀器，廣泛的用于電子電路，教學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研究等領(lǐng)域。目前實(shí)用的直流穩(wěn)壓電源大部分是線性電源。利用分離器件組成，其體積大，功率底，可靠性差，操作使用不方便，自我保護(hù)功能不夠，因而故障率高。隨著電子科技的飛速發(fā)展，各種電子，電器設(shè)備對(duì)穩(wěn)壓電源的性能要求日益提高，穩(wěn)壓電源不斷差朝著小型化，高效率，低成本，高可靠性，低電磁干擾，模塊化和智能化發(fā)展。以單片機(jī)系統(tǒng)為核心而設(shè)計(jì)制造出來(lái)的新一代穩(wěn)壓電源不但電路簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，價(jià)格低廉，性能卓越，而且單片機(jī)具有計(jì)算和控制功能，利用它對(duì)采樣技術(shù)進(jìn)行各種計(jì)算，從而可排除和減少由于騷擾信號(hào)和模擬電路因起的誤差，大大提高穩(wěn)壓電源輸出電壓和輸出電流精度，降低了對(duì)模擬電路的要求。智能穩(wěn)壓電源可利用單片機(jī)設(shè)置周密的保護(hù)檢測(cè)系統(tǒng)，確保電源運(yùn)行可靠。輸出電壓和限制電流采用數(shù)字顯示，輸入采用鍵盤方式，電源的外表美觀，操作使用方便，具有較高的使用價(jià)值。