基于89C2051的多功能交流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)

1 引言

　　目前我國(guó)有些地方由于電力供應(yīng)緊張,或電力設(shè)備嚴(yán)重老化,在用電高峰期,電網(wǎng)超負(fù)荷運(yùn)行,電網(wǎng)電壓太低,而在用電低谷期,電網(wǎng)電壓太高,這種電壓大幅度波動(dòng)的現(xiàn)象,很容易給一些用電設(shè)備帶來(lái)?yè)p害。特別是不斷出現(xiàn)的各種智能化儀器儀表、個(gè)人電腦等家用電器,對(duì)電源質(zhì)量的要求越來(lái)越高,這就需要研制一種高性能的交流穩(wěn)壓電源。

　　當(dāng)前市場(chǎng)上的交流穩(wěn)壓電源有繼電器控制和伺服電機(jī)控制的交流穩(wěn)壓電源兩類,前者是一種有級(jí)調(diào)整,價(jià)格低廉,效率較高,但由于是有級(jí)調(diào)整造成電壓跳動(dòng)和瞬間斷電,用于計(jì)算機(jī)及帶微電腦的家用電器、智能化儀器儀表等容易造成故障。后者是一種無(wú)級(jí)調(diào)整、效率高、調(diào)壓范圍寬、波形失真小,但是功能比較單一,性能和可靠性欠佳,沒(méi)有實(shí)現(xiàn)智能化,不能數(shù)字顯示,更沒(méi)有定時(shí)輸出和鬧鐘作用。為此,我們研制的單片機(jī)控制多功能交流穩(wěn)壓電源,具有穩(wěn)壓精度好、效率高、適用范圍寬,且能自動(dòng)連續(xù)調(diào)壓,波形失真小,特別是由于采用了單片機(jī),實(shí)現(xiàn)了智能化,具有數(shù)字顯示輸出電壓、穩(wěn)壓精度、時(shí)間、定時(shí)起止時(shí)間、鬧鐘時(shí)間等功能,參數(shù)可以由用戶修改,而且既可以作交流穩(wěn)壓電源,又可以作定時(shí)輸出電源。

2 工作原理

　　這種多功能交流穩(wěn)壓電源采用89C2051單片機(jī)進(jìn)行控制,電路原理如圖1所示。將市電電壓變化和負(fù)載變化情況,通過(guò)取樣電路,經(jīng)LM331組成的V/F電路轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào),送入單片機(jī)進(jìn)行處理,算出電壓,再與用戶預(yù)置的允許電壓比較來(lái)控制伺服電機(jī),進(jìn)而控制環(huán)形自耦變壓器調(diào)整輸出電壓,使輸出電壓保持穩(wěn)定,控制部分采用高速電子開(kāi)關(guān)和達(dá)林頓管組成的驅(qū)動(dòng)電路,所以靈敏度高、噪聲低。單片機(jī)輸出的顯示內(nèi)容由74LS164組成的串入/并出電路驅(qū)動(dòng)的五位LED顯示。單片機(jī)通過(guò)三條可編程I/O線完成多項(xiàng)顯示項(xiàng)目。參數(shù)的顯示和修改類似于電子手表,用戶容易理解和掌握,顯示內(nèi)容及意義如下：

0220實(shí)時(shí)輸出電壓為220V

110.28實(shí)時(shí)時(shí)間為10點(diǎn)28分

206.306點(diǎn)30分鬧鐘啟動(dòng)

303.04穩(wěn)壓精度為上限3％,下限4％

410.3010點(diǎn)30分為定時(shí)電源接通

511.0011點(diǎn)定時(shí)電源斷開(kāi)

　　用戶能直觀了解輸出電壓、時(shí)間等,能修改穩(wěn)壓精度及鬧鐘時(shí)間,根據(jù)用戶預(yù)置定時(shí)起止時(shí)間,自動(dòng)控制定時(shí)驅(qū)動(dòng)電路,控制定時(shí)電路準(zhǔn)時(shí)接通電源,準(zhǔn)時(shí)斷開(kāi)電源。

　　這種多功能交流穩(wěn)壓電源,還具有延時(shí)輸出功能,在斷電后又來(lái)電時(shí),能準(zhǔn)確延時(shí)5分鐘后輸出,延時(shí)精度高,延時(shí)時(shí)間誤差<1s。還具有過(guò)壓、欠壓、過(guò)流等保護(hù)電路。

　　因此,該穩(wěn)壓電源具有精度高、響應(yīng)速度快、波形失真小、效率高、體積小、智能化程度高等許多優(yōu)點(diǎn)。