數控直流穩(wěn)壓電源的設計解析

　　任務書

　　——數控直流穩(wěn)壓電源

　　1. 基本功能實現：

　?。?） 可輸出電壓：范圍1～5V，步進0.1V，紋波不大于10mV。

　　（2） 可輸出電流： 150mA。

　?。?） 可輸出電壓值由數碼管顯示。

　?。?） 由“+”、“-”兩鍵分別控制輸出電壓步進增減。

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

　　2. 擴展功能與創(chuàng)新：

　　（1） 輸出電壓可預置在0~10v之間的任意一值。

　?。?） 用自動掃描代替人工按鍵，實現輸出電壓變化。

　　（3） 擴展輸出電壓種類（比如三角波等）。

　?。?） 擴展可輸出電流：150mA。

　?。?） 在擴展的基礎上增加新的功能。如與其他組雷同則不加分。

　　3. 設計報告：

　?。?） 開題報告：包括可行性分析，方案比較，方案的確定，系統(tǒng)方框圖，經費預算，組內分工，進程安排等。

　?。?） 理論方案書：具體的原理圖，邏輯分析，理論計算，電路仿真結果等。

　?。?） 驗證方案及驗證結果：包括驗證方案的原理，采取的措施，實際驗證的結果等

　?。?） 設計總結：包括實踐中出現的問題，解決方法，心得體會等。

　?。?） 參考資料：包括采用的芯片，電路，參考書等。

　　摘 要

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

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

　　本文以開關電源的發(fā)展歷史、發(fā)展現狀以及發(fā)展趨勢為線索，介紹了開關電源的一些新技術，技術指標，分類標準等。并根據這些標準設計了一種滿足小型電子設備供電需要的開關穩(wěn)壓電源。電源設計的主要指標是：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，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的基礎上，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備的用電需要。

　　數控直流穩(wěn)壓源就是能用數字來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/模轉換電路、輔助電源電路、去抖電路等組成的數控直流穩(wěn)壓電源電路，詳述了電源的基本電路結構和控制策略；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，其結構簡單、制作方便、成本低，輸出電壓在1～5V之間連續(xù)可調，其輸出電壓大小以1V步進，輸出電壓的大小調節(jié)是通過“＋” “－”兩鍵操作的，而且可根據實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單片機控制主電路采用串聯調整穩(wěn)壓技術具有線路簡單、響應迅速、穩(wěn)定性好、效率高等特點。詳細分析了電源的拓樸圖及工作原理。

　　關鍵詞：穩(wěn)壓電源；單片微型機；數控直流；D/A轉換

　　引 言

　　數控支流穩(wěn)壓電源是一種常見的電子儀器，廣泛的用于電子電路，教學實驗和科學研究等領域。目前實用的直流穩(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，電器設備對穩(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。以單片機系統(tǒng)為核心而設計制造出來的新一代穩(wěn)壓電源不但電路簡單，結構緊湊，價格低廉，性能卓越，而且單片機具有計算和控制功能，利用它對采樣技術進行各種計算，從而可排除和減少由于騷擾信號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，降低了對模擬電路的要求。智能穩(wěn)壓電源可利用單片機設置周密的保護檢測系統(tǒng)，確保電源運行可靠。輸出電壓和限制電流采用數字顯示，輸入采用鍵盤方式，電源的外表美觀，操作使用方便，具有較高的使用價值。