1、【精品文檔】如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學(xué)習(xí)與交流數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作.精品文檔.數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作學(xué) 院：信息科學(xué)與工程 專 業(yè)：電子信息工程 班 級：1班 姓 名： XXX 指導(dǎo)教師： XXX 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15V，步進(jìn)0.01V，紋波不大于10mV。（2） 可輸出電流： 150mA。（3） 可輸出電壓值由數(shù)碼管顯示。（4） 由“+”、“-”兩鍵分別控制輸出電壓步進(jìn)增減。（5） 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. 設(shè)計(jì)報(bào)告：（1） 開題報(bào)告：包括可行性分析，方案比較，

2、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。（2） 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。（3） 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（4） 設(shè)計(jì)總結(jié)：包括實(shí)踐中出現(xiàn)的問題，解決方法，心得體會(huì)等。（5） 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)域越來越廣泛，電子設(shè)備的種類也越來越多，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，它們對電源的要求也越來越高。特別是隨著小型電子設(shè)備的應(yīng)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(shè)備的用電需要。本文

3、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)15V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AC165V265V，輸出電壓為直流15V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

4、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)簡單、制作方便、成本低，輸出電壓在15V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“” “”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

5、聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓技術(shù)具有線路簡單、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)制造出來的新一代穩(wěn)壓電源不但電路簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，

6、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(jī)設(shè)置周密的保護(hù)檢測系統(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。目錄摘要3引言41緒論62 開關(guān)電源的概述7 2.1 開關(guān)電源的定義72.2 開關(guān)電源的分類72.3 開關(guān)電源的選用92.4 開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向102.5 開關(guān)電源的工作原理和特點(diǎn).103本設(shè)計(jì)方案思路133.1 穩(wěn)壓源的技術(shù)指標(biāo)和要求

7、.133.2 總體設(shè)計(jì)框圖144 單元電路設(shè)計(jì)15 4.1穩(wěn)壓電源部分15 4.2 顯示部分.15 4.3 數(shù)模轉(zhuǎn)換部分16 4.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換部分16 4.5 數(shù)字控制部分17 4.6 按鍵控制部分17 4.7 整體原理圖.18 4.8 整體PCB圖195 系統(tǒng)軟件部分206 制作與調(diào)試.216.1 硬件電路的布線與焊接.196.2 電路的組裝與調(diào)試197 分析與心得.22 參考文獻(xiàn).24 附錄.25第1章 緒論隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，電子系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，電子設(shè)備的種類也越來越多，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，它們對電源的要求也越來越高。電源

8、是電子設(shè)備的心臟部分,其質(zhì)量的好壞直接影響著電子設(shè)備的可靠性，而且電子設(shè)備的故障60%來自源，因此，電源越來越受到人們的重視。電子設(shè)備的小型化和低成本化使電源以輕、薄、小和高效率為發(fā)展方向。20世紀(jì)50年代，美國宇航局以小型化、重量輕為目標(biāo)，為搭載火箭開發(fā)了開關(guān)電源。在近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展過程中，開關(guān)電源因具有體積小、重量輕、效率高、發(fā)熱量低、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)而逐步取代傳統(tǒng)技術(shù)制造的連續(xù)工作電源，并廣泛應(yīng)用于電子整機(jī)與設(shè)備中。20世紀(jì)80年代，計(jì)算機(jī)全面實(shí)現(xiàn)了開關(guān)電源化，率先完成計(jì)算機(jī)的電源換代。20世紀(jì)90年代，開關(guān)電源在電子、電器設(shè)備、家用領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，開關(guān)電源技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展期。到21

9、世紀(jì)小型電子設(shè)備的發(fā)展更加迅速和更加普及，但是現(xiàn)在很多的小型電子設(shè)備都是依靠電池來供電的，所以開發(fā)一種新型的開關(guān)電源應(yīng)用于小型電子設(shè)備中就顯得非常重要了！開關(guān)穩(wěn)壓電源（以下簡稱開關(guān)電源）取代晶體管線性穩(wěn)壓電源（以下簡稱線性電源）已有30多年歷史，最早出現(xiàn)的是串聯(lián)型開關(guān)電源，其主電路拓?fù)渑c線性電源相仿，但功率晶體管了作于開關(guān)狀態(tài)后，脈寬調(diào)制（PWM）控制技術(shù)有了發(fā)展，用以控制開關(guān)變換器，得到PWM開關(guān)電源，它的特點(diǎn)是用20kHz脈沖頻率或脈沖寬度調(diào)制PWM開關(guān)電源效率可達(dá) 6570，而線性電源的效率只有3040。在發(fā)生世界性能源危機(jī)的年代，引起了人們的廣泛關(guān)往。線性電源工作于工頻，因此用工作頻率

10、為20kHZ的PWM開關(guān)電源替代，可大幅度節(jié)約能源，在電源技術(shù)發(fā)展史上譽(yù)為20kHZ革命。 隨著ULSI芯片尺寸不斷減小，電源的尺寸與微處理器相比要大得多；航天，潛艇，軍用開關(guān)電源以及用電池的便攜式電子設(shè)備（如手提計(jì)算機(jī)，移動(dòng)電話等）更需要小型化，輕量化的電源。因此對開關(guān)電源提出了小型輕量要求，包括磁性元件和電容的體積重量要小。此外要求開關(guān)電源效率要更高，性能更好，可靠性更高等。 第2章 開關(guān)電源的概述2.1 開關(guān)電源的定義開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和MOSFET構(gòu)成。開關(guān)電源和線性電

11、源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長，但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上，反而高于開關(guān)電源，這一點(diǎn)稱為成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng)，這為開關(guān)電源提供了廣闊的發(fā)展空間。開關(guān)電源高頻化是其發(fā)展的方向，高頻化使開關(guān)電源小型化，并使開關(guān)電源進(jìn)入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，推動(dòng)了高新技術(shù)產(chǎn)品的小型化、輕便化。另外開關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。開關(guān)電源中應(yīng)用的電力電子器件主要為二極管、IGBT和MOSFET。SCR在開關(guān)電源輸入整流電路及軟啟

12、動(dòng)電路中有少量應(yīng)用，GTR驅(qū)動(dòng)困難，開關(guān)頻率低，逐漸被IGBT和MOSFET取代。開關(guān)電源的三個(gè)條件：1、開關(guān)：電力電子器件工作在開關(guān)狀態(tài)而不是線性狀態(tài)2、高頻：電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻3、直流：開關(guān)電源輸出的是直流而不是交流2.2 開關(guān)電源的分類人們的開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域是邊開發(fā)相關(guān)電力電子器件，邊開發(fā)開關(guān)變頻技術(shù)，兩者相互促進(jìn)推動(dòng)著開關(guān)電源每年以超過兩位數(shù)字的增長率向著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發(fā)展。開關(guān)電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類，DC/DC變換器現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)模塊化，且設(shè)計(jì)技術(shù)及生產(chǎn)工藝在國內(nèi)外均已成熟和標(biāo)準(zhǔn)化，并已得到用戶的認(rèn)可，但AC/DC的模塊化，

13、因其自身的特性使得在模塊化的進(jìn)程中，遇到較為復(fù)雜的技術(shù)和工藝制造問題。以下分別對兩類開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)和特性作以闡述。 2.2.1 DC/DC變換 DC/DC變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓，也稱為直流斬波。斬波器的工作方式有兩種，一是脈寬調(diào)制方式Ts不變，改變ton（通用），二是頻率調(diào)制方式，ton不變，改變Ts（易產(chǎn)生干擾）。其具體的電路由以下幾類： （1） Buck電路降壓斬波器，其輸出平均電壓Uo小于輸入電壓Ui，極性相同。 （2） Boost電路升壓斬波器，其輸出平均電壓Uo大于輸入電壓Ui，極性相同。 （3） Buck-Boost電路降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓Uo大于或

14、小于輸入電壓Ui，極性相反，電感傳輸。 （4） Cuk電路降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓Uo 大于或小于輸入電壓UI,極性相反，電容傳輸。 當(dāng)今軟開關(guān)技術(shù)使得DC/DC發(fā)生了質(zhì)的飛躍，美國VICOR公司設(shè)計(jì)制造的多種ECI軟開關(guān)DC/DC變換器，其最大輸出功率有300W、600W、800W等，相應(yīng)的功率密度為（6、2、10、17）W/cm3，效率為（80-90）%。日本NemicLambda公司最新推出的一種采用軟開關(guān)技術(shù)的高頻開關(guān)電源模塊RM系列，其開關(guān)頻率為（200300）kHz，功率密度已達(dá)到27 W/cm3，采用同步整流器（MOS-FET代替肖特基二極管），是整個(gè)電路效率提高到90%

15、。 2.2.2 AC/DC變換 AC/DC變換是將交流變換為直流，其功率流向可以是雙向的，功率流由電源流向負(fù)載的稱為“整流”，功率流由負(fù)載返回電源的稱為“有源逆變”。AC/DC變換器輸入為50/60Hz的交流電，因必須經(jīng)整流、濾波，因此體積相對較大的濾波電容器是必不可少的，同時(shí)因遇到安全標(biāo)準(zhǔn)（如UL、CCEE等）及EMC指令的限制（如IEC、FCC、CSA），交流輸入側(cè)必須加EMC濾波及使用符合安全標(biāo)準(zhǔn)的元件，這樣就限制AC/DC電源體積的小型化，另外，由于內(nèi)部的高頻、高壓、大電流開關(guān)動(dòng)作，使得解決EMC電磁兼容問題難度加大，也就對內(nèi)部高密度安裝電路設(shè)計(jì)提出了很高的要求，由于同樣的原因，高電壓

16、、大電流開關(guān)使得電源工作消耗增大，限制了AC/DC變換器模塊化的進(jìn)程，因此必須采用電源系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法才能使其工作效率達(dá)到一定的滿意程度。 AC/DC變換按電路的接線方式可分為，半波電路、全波電路。按電源相數(shù)可分為，單項(xiàng)、三相、多相。按電路工作象限又可分為一象限、二象限、三象限、四象限。2.3 開關(guān)電源的選用 開關(guān)電源在輸入抗干擾性能上，由于其自身電路結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)（多級串聯(lián)），一般的輸入干擾如浪涌電壓很難通過，在輸出電壓穩(wěn)定度這一技術(shù)指標(biāo)上與線性電源相比具有較大的優(yōu)勢，其輸出電壓穩(wěn)定度可達(dá)（0.51）%。開關(guān)電源模塊作為一種電力電子集成器件，在選用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 2.3.1輸出電流的選擇 因

17、開關(guān)電源工作效率高，一般可達(dá)到80%以上，故在其輸出電流的選擇上，應(yīng)準(zhǔn)確測量或計(jì)算用電設(shè)備的最大吸收電流，以使被選用的開關(guān)電源具有高的性能價(jià)格比，通常輸出計(jì)算公式為： Is=K*If式中：Is開關(guān)電源的額定輸出電流； If用電設(shè)備的最大吸收電流； K裕量系數(shù)，一般取1.51.8； 2.3.2接地 開關(guān)電源比線性電源會(huì)產(chǎn)生更多的干擾，對共模干擾敏感的用電設(shè)備，應(yīng)采取接地和屏蔽措施，按ICE1000EN61000FCC等EMC限制，形狀開關(guān)電源均采取EMC電磁兼容措施，因此開關(guān)電源一般應(yīng)帶有EMC電磁兼容濾波器。如利德華福技術(shù)的HA系列開關(guān)電源，將其FG端子接大地或接用戶機(jī)殼，方能滿足上述電磁兼容

18、的要求。 2.3.3保護(hù)電路 開關(guān)電源在設(shè)計(jì)中必須具有過流、過熱、短路等保護(hù)功能，故在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首選保護(hù)功能齊備的開關(guān)電源模塊，并且其保護(hù)電路的技術(shù)參數(shù)應(yīng)與用電設(shè)備的工作特性相匹配，以避免損壞用電設(shè)備或開關(guān)電源。 2.4 開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向開關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。由于開關(guān)電源輕、小、薄的關(guān)鍵技術(shù)是高頻化，因此國外各大開關(guān)電源制造商都致力于同步開發(fā)新型高智能化的元器件，特別是改善二次整流器件的損耗，并在功率鐵氧體（Mn-Zn）材料上加大科技創(chuàng)新，以提高在高頻率和較大磁通密度（Bs）下獲得高的磁性能，而電容器的小型化也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。SMT技術(shù)的應(yīng)用使得開

19、關(guān)電源取得了長足的進(jìn)展，在電路板兩面布置元器件，以確保開關(guān)電源的輕、小、薄。開關(guān)電源的高頻化就必然對傳統(tǒng)的PWM開關(guān)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)ZVS、ZCS的軟開關(guān)技術(shù)已成為開關(guān)電源的主流技術(shù)，并大幅提高了開關(guān)電源工作效率。對于高可靠性指標(biāo)，美國的開關(guān)電源生產(chǎn)商通過降低運(yùn)行電流，降低結(jié)溫等措施以減少器件的應(yīng)力，使得產(chǎn)品的的可靠性大大提高。 模塊化是開關(guān)電源發(fā)展的總體趨勢，可以采用模塊化電源組成分布式電源系統(tǒng)，可以設(shè)計(jì)成N1冗余電源系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)并聯(lián)方式的容量擴(kuò)展。針對開關(guān)電源運(yùn)行噪聲大這一缺點(diǎn)，若單獨(dú)追求高頻化其噪聲也必將隨著增大，而采用部分諧振轉(zhuǎn)換電路技術(shù)，在理論上即可實(shí)現(xiàn)高頻化又可降低噪聲，但部分諧

20、振轉(zhuǎn)換技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用仍存在著技術(shù)問題，故仍需在這一領(lǐng)域開展大量的工作，以使得該項(xiàng)技術(shù)得以實(shí)用化。 電力電子技術(shù)的不斷創(chuàng)新，使開關(guān)電源產(chǎn)業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景。要加快我國開關(guān)電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度，就必須走技術(shù)創(chuàng)新之路，走出有中國特色的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合發(fā)展之路，為我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展做出貢獻(xiàn)。2.5 開關(guān)電源的工作原理和特點(diǎn)開關(guān)電源就是用通過電路控制開關(guān)管進(jìn)行高速的道通與截止將直流電轉(zhuǎn)化為高頻率的交流電提供給變壓器進(jìn)行變壓，從而產(chǎn)生所需要的一組或多組電壓。轉(zhuǎn)華為高頻交流電的原因是高頻交流在變壓器變壓電路中的效率要比50HZ高很多所以開關(guān)變壓器可以做的很小，而且工作時(shí)不是很熱。成本很低。如果不將50HZ變?yōu)?/p>

21、高頻那開關(guān)電源就沒有意義。開關(guān)變壓器也不神秘。就是一個(gè)普通的變壓器。這就是開關(guān)電源。開關(guān)電源大體可以分為隔離和非隔離兩種，隔離型的必定有開關(guān)變壓器，而非隔離的未必一定有。簡單地說，開關(guān)電源的工作原理是： 1.交流電源輸入經(jīng)整流濾波成直流； 2.通過高頻PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號控制開關(guān)管，將那個(gè)直流加到開關(guān)變壓器初級上； 3.開關(guān)變壓器次級感應(yīng)出高頻電壓，經(jīng)整流濾波供給負(fù)載； 4.輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路，控制PWM占空比，以達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的。 交流電源輸入時(shí)一般要經(jīng)過厄流圈一類的東西，過濾掉電網(wǎng)上的干擾，同時(shí)也過濾掉電源對電網(wǎng)的干擾； 在功率相同時(shí)，開關(guān)頻率越高，開關(guān)變壓器的體

22、積就越小，但對開關(guān)管的要求就越高；開關(guān)變壓器的次級可以有多個(gè)繞組或一個(gè)繞組有多個(gè)抽頭，以得到需要的輸出；一般還應(yīng)該增加一些保護(hù)電路，比如空載、短路等保護(hù)，否則可能會(huì)燒毀開關(guān)電源。以上說的就是開關(guān)電源的大致工作原理。 其實(shí)現(xiàn)在已經(jīng)有了集成度非常高的專用芯片，可以使外圍電路非常簡單，甚至做到免調(diào)試。 計(jì)算機(jī)開關(guān)電源的發(fā)展經(jīng)過了AT、ATX、ATX12V三個(gè)發(fā)展階段。AT標(biāo)準(zhǔn)是由IBM早期推出PC/AT機(jī)時(shí)所提出的，提供+5V、-5V、+12V、-12V四組電壓，具備硬開關(guān)。ATX標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生具有劃時(shí)代的意義，實(shí)現(xiàn)了軟開機(jī)關(guān)機(jī)，可以通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)喚醒，增加了+3.3V、+5VSB輸出。ATX12V是CP

23、U等硬件發(fā)展的產(chǎn)物，主要是增加了+12V的輸出能力。開關(guān)電源技術(shù)參數(shù)輸入電壓1正常情況下，交流輸入的電源也可以用于直流輸入。2當(dāng)交流輸入電壓范圍為85-264VAC，直流輸入電壓范圍為120-370VDC；當(dāng)交流輸入電壓范圍為210-370VDC，或根據(jù)開關(guān)選擇輸入范圍為85-132VAC/170-264VAC。輸入沖擊指的是電源冷啟動(dòng)時(shí)的最大瞬間輸入電流。 多路輸出1：在多路輸出電源中所列出的電流是每路輸出的最大電流，每路輸出的總值均不超過系列電源額定功率范圍。正常情況下，多路輸出電源的V1輸出是獨(dú)立于其他幾路輸出。對于共地產(chǎn)品，只需將V1的+/-極相應(yīng)端子與其他幾路的其他端子相連即可。2：

24、對于多路輸出的負(fù)載調(diào)整率的測試，是將被測試的那一路輸出 負(fù)載在額定值的20%-100%變化，其它各路輸出負(fù)載都保持在額定值的60%進(jìn)行。 輸出功率如果將輸出電壓調(diào)高，那么輸出電流將相應(yīng)減少以保持總功率不變。如果將輸出電壓調(diào)低時(shí)，輸出電流應(yīng)不超過標(biāo)準(zhǔn)額定值。輸出紋波與噪聲 ：1 低頻紋波：頻率為輸入AC電源頻率的2倍(直流輸入時(shí)無此項(xiàng))。 2 高頻紋波：頻率與開關(guān)電源的內(nèi)部脈沖調(diào)制(PWM)頻率相同。 3 開關(guān)噪聲：與開關(guān)脈沖的頻率相同中。 4 隨機(jī)噪聲：與交流輸入電壓及開關(guān)頻率無關(guān)。工作溫度指電源在正常工作時(shí)的環(huán)境溫度，如電源安裝在設(shè)備的機(jī)箱內(nèi)，工作溫度就指機(jī)箱內(nèi)部溫度，而非室內(nèi)或室外溫度。因

25、此如果電源的工作溫度超過額定標(biāo)準(zhǔn)，建議用戶按電源功率定額值的2%/減額使用或采取風(fēng)冷措施以使工作溫度低于額定的最高工作溫度。第3章 本設(shè)計(jì)方案思路根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的工作原理框圖如圖1所示。主要包括四大部分：數(shù)字控制部分，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換部分（D/A變換器），可調(diào)穩(wěn)壓電源及A/D轉(zhuǎn)換。數(shù)字控制部分用+、- 按鍵控制一可逆二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出輸入到D/A變換器，經(jīng)D/A器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓，此電壓經(jīng)過放大到合適的電壓值后，去控制穩(wěn)壓電源的輸出，使穩(wěn)壓電源的輸出電壓以0.1V的步進(jìn)值增或減。圖3.13.1穩(wěn)壓源的技術(shù)指標(biāo)與要求 設(shè)計(jì)并制作有一定輸出電壓調(diào)節(jié)范圍和功能的數(shù)控直

26、流穩(wěn)壓電源。基本要求如下：(1)、輸出直流電壓調(diào)節(jié)范圍05V(2)、輸出直流電壓能步進(jìn)調(diào)節(jié)，步進(jìn)值為0.01V。(3)、由"+"、"-"兩鍵分別控制輸出電壓步進(jìn)增和減。3.2總體設(shè)計(jì)框圖圖2第4章單元電路設(shè)計(jì)4.1穩(wěn)壓電源部分圖4.1在圖4.1中，該部分主要是由三端穩(wěn)壓器LM7812、LM7912、LM7805和若干個(gè)電容、二極管元器件組成，220 V市電經(jīng)220 V12 V變壓器降壓后得到的雙12 V交流電壓，經(jīng)三端穩(wěn)壓器LM7812和LM7912得到+12 V和-12V，再經(jīng)過LM7805得到+5 V的電壓。4.2顯示部分 在圖4.1中，顯示部分比較

27、簡單，用1602液晶顯示，完成對電壓的顯示功能。圖44.3數(shù)模轉(zhuǎn)換部分圖5本系統(tǒng)中的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路如圖5所示。它由DAC0832、LM324放大器及VREF電路組成。DAC0832和運(yùn)放U3A將CPU發(fā)出的8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成0-5 V的電壓，因此，該DAC的轉(zhuǎn)換分辨率為5(28-1)=0.02 V，即CPU輸出給DAC的數(shù)據(jù)變化為1 Bit，DAC輸出電壓的變化為0.02 V。VREF電路為DAC提供基準(zhǔn)電壓，調(diào)節(jié)R5A，可使基準(zhǔn)電壓保持為5 V。4.4模數(shù)轉(zhuǎn)換部分圖64.5 數(shù)字控制部分圖7數(shù)字部分主要是有AT89C51控制，它通過控制按鍵來達(dá)到對數(shù)字的控制，我們可以通過按鍵對電壓進(jìn)行調(diào)整，

28、按照實(shí)際需要可以通過按鍵得到所需的電壓，調(diào)節(jié)范圍是05 V。4.6 按鍵控制部分圖74.7 整體原理圖圖84.8 整體PCB圖圖9第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)圖10主程序流程如圖10所示。本電路采用51系列單片機(jī)作為整機(jī)的控制單元，通過改變輸入數(shù)字量來改變輸出電壓值，從而使輸出功率管的基極電壓發(fā)生變化，間接地改變輸出電壓的大小。為了能夠使系統(tǒng)具備檢測實(shí)際輸出電壓值的大小，可以經(jīng)過ADC0809進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，間接用單片機(jī)實(shí)時(shí)對電壓進(jìn)行采樣，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及顯示。采用軟件方法來解決數(shù)據(jù)的預(yù)置以及電流的步進(jìn)控制，使系統(tǒng)硬件更加簡潔，各類功能易于實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)以直流電源為核心，利用51系列單片機(jī)為主控制器，通過

29、鍵盤來設(shè)置直流電源的輸出電流，設(shè)置步進(jìn)等級可達(dá)0.1V，并可由數(shù)碼管顯示實(shí)際輸出電壓值和電壓設(shè)定值。利用單片機(jī)程控輸出數(shù)字信號，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器（DA0832）輸出模擬量，再經(jīng)過運(yùn)算放大器隔離放大，控制輸出功率管的基極，隨著功率管基極電電流的變化而輸出不同的電壓。單片機(jī)系統(tǒng)還兼顧對恒壓源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，輸出電壓經(jīng)過電流/電壓轉(zhuǎn)變后，通過A/D轉(zhuǎn)換芯片，實(shí)時(shí)把模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)量，經(jīng)單片機(jī)分析處理， 通過數(shù)據(jù)形式的反饋環(huán)節(jié)，使電壓更加穩(wěn)定，構(gòu)成穩(wěn)定的壓控電壓源。第6章 制作與調(diào)試在電路組裝過程中，遇到的最大問題是，起初考慮不周全，芯片分布不夠合理，出現(xiàn)了許多"特長線"。不但影響布

30、線速度，而且也會(huì)給后來的調(diào)試帶來不必要的麻煩。當(dāng)時(shí)已經(jīng)布線不少，不可能重新開始，再三權(quán)衡，最后只移動(dòng)了一個(gè)芯片，問題就得到了很大改善。其次就是布線，因?yàn)橐蟛粶?zhǔn)交叉，且橫平豎直，所以在保證連通的情況下，在布線上也下了不少工夫。 調(diào)試過程中，第一輪用萬用表歐姆檔測試，就遇了實(shí)驗(yàn)板上有插孔不通的情況，導(dǎo)致芯片不能正常工作。相對于別的辦法，我選擇了導(dǎo)線顯式連通，因?yàn)槠涓魑讓?shí)現(xiàn)。對于高阻導(dǎo)線則只能換掉。第二輪接電后，用萬用表的電壓檔測試單元電路的狀態(tài)。如：經(jīng)過每一級三端穩(wěn)壓器后輸出的電壓否為穩(wěn)定電壓，并且與所需電壓偏差會(huì)不會(huì)很大，根據(jù)測試結(jié)果對電路進(jìn)行必要的改進(jìn)，從而達(dá)到設(shè)計(jì)的目的。在輸出電壓

31、作為穩(wěn)壓輸出電路的參考電壓。穩(wěn)壓輸出電路的輸出與參考電壓成比例。8位字長的D/A轉(zhuǎn)換器具有256種狀態(tài)。當(dāng)電壓控制字從0，1，2，到256時(shí)，電源輸出電壓為0.0，0.06，15.0。其時(shí)序圖如圖6：Clk為時(shí)鐘端，Data為輸入數(shù)據(jù)，LOAD為輸入控制信號。第7章 分析與心得在本次設(shè)計(jì)的過程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問題，給我的感覺就是很難，很不順手，看似很簡單的電路，要?jiǎng)邮职阉o設(shè)計(jì)出來，是很難的一件事，主要原因是我們沒有經(jīng)常動(dòng)手設(shè)計(jì)過電路，還有資料的查找也是一大難題，這就要求我們在以后的學(xué)習(xí)中，應(yīng)該注意到這一點(diǎn)，更重要的是我們要學(xué)會(huì)把從書本中學(xué)到的知識(shí)和實(shí)際的電路聯(lián)系起來，這不論是對我們以后就業(yè)還

32、是學(xué)習(xí)，都會(huì)起到很大的促進(jìn)和幫助，我相信，通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在以后的學(xué)習(xí)中我會(huì)更加努力，力爭把這門課學(xué)好，學(xué)精。同時(shí)，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，鞏固了我們學(xué)習(xí)過的專業(yè)知識(shí)，也使我們把理論與實(shí)踐從真正意義。在本次設(shè)計(jì)過程中,對紋波也沒有提出嚴(yán)格要求,所以常用的穩(wěn)壓集成電路就可以滿足要求。在電路中采用了模擬器件和數(shù)字器件所以需要+5V、和-12V 電源供電。本設(shè)計(jì)輸出的電壓穩(wěn)壓精度高，可以用在對直流電壓要求較高的設(shè)備上，或在科研實(shí)驗(yàn)室中當(dāng)作實(shí)驗(yàn)電源使用。同時(shí)，通過本次設(shè)計(jì)，鞏固了我們學(xué)習(xí)過的專業(yè)知識(shí)，也使我們把理論與實(shí)踐從真正意義上相結(jié)合了起來；考驗(yàn)了我們借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)搜集、查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料和組織材料的綜

33、合能力；從中可以自我測驗(yàn)，認(rèn)識(shí)到自己哪方面有欠缺、不足，以便于在日后的學(xué)習(xí)中得以改進(jìn)、提高；通過使用電路CAD 軟件Multisim , 也讓我們了解到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)的智能化,有利于提高工作效率。題目是非常重要的，要選擇一個(gè)好的題目，就要滿足適合我們這組制作，并且也要考慮到自身能力，還有就是容易找到相關(guān)的參考資料等條件。只有符合以上所說的條件才能做出一個(gè)好的設(shè)計(jì)，所以我們就選擇了數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)課程。我們查找了大量這方面的相關(guān)參考資料，如電子電路實(shí)驗(yàn)及仿真，電路與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程等，還查閱了各種所需芯片的管腳資料。在這些參考資料的基礎(chǔ)上構(gòu)想了幾個(gè)設(shè)計(jì)方案，并且確定了最后的設(shè)計(jì)方

34、案。當(dāng)確定了最終的設(shè)計(jì)方向以后，我們就開始著手完善它的理論方案。根據(jù)設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容我們畫出了具體的原理圖，進(jìn)行邏輯分析和理論計(jì)算，然后去電子市場根據(jù)設(shè)計(jì)要求購買了大量所需的原器件，準(zhǔn)備好了設(shè)計(jì)所需的一切材料。在焊接問題上，我們也出了很多問題。首先，你必須知道那個(gè)電路版哪幾條線是通的，這樣對布線和擺放都有好處。再者，焊接的時(shí)候，注意焊錫焊接的邏輯對不對，這里我們犯了很多錯(cuò)誤，比方說2個(gè)觸點(diǎn)本來是不連的，但是不小心就會(huì)焊接起來，花了我們很多時(shí)間找錯(cuò)誤。最后一定要仔細(xì)地檢查一翻焊點(diǎn)，導(dǎo)線以及芯片的管腳的連線，這一點(diǎn)是相當(dāng)重要的！有了這次難忘的經(jīng)歷，我覺得自己充實(shí)了許多，學(xué)到了很多東西，更重要的是我們

35、學(xué)會(huì)了如何協(xié)同合作，學(xué)會(huì)了遇到問題應(yīng)該如何解決。這將在我們以后的學(xué)習(xí)和工作中起著重要的作用。參考文獻(xiàn)1唐競新.數(shù)字電子電路M.第1版.北京：清華大學(xué)出版社，20032康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)M.數(shù)字部分.第4版.北京：高等教育出版社,19983電子工程手冊編委會(huì)等.中外集成電路簡明速查手冊M-TTL,CMOS.北京電子工業(yè)出版社,19914楊長春.論數(shù)字技術(shù)J.電子報(bào)合訂本.成都：四川科學(xué)技術(shù)出版社，2002.125全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽獲獎(jiǎng)作品精選 北京理工大學(xué)出版社6電路與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程 中國計(jì)量學(xué)院出版社7電子電路實(shí)驗(yàn)及仿真 清華大學(xué) 北方交通大學(xué)出版社8數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)分冊 中國計(jì)量學(xué)院

36、出版社9系統(tǒng)設(shè)計(jì) 華中科技大學(xué)出版社附錄相關(guān)程序：#include<reg52.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/ad端口定義sbit CS_0832=P27;/片選sbit CLK_0832=P25;/時(shí)鐘sbit DIDO_0832=P26;/輸入輸出/液晶端口定義sbit lcden=P22; sbit rs=P20;sbit rw=P21;sbit busy=P07;/DA端口定義sbit dacs=P23;sbit dawr=P24;/按鍵端口定義

37、sbit key0=P30;sbit key1=P31;sbit key2=P32;sbit key3=P33;void delay(uchar z) uchar y;for(z;z>0;z-) for(y=0;y<110;y+);void check() do P0=0xFF; rs=0; rw=1; lcden=0; delay(1); lcden=1; while(busy=1); void write_com(uchar com) P0=com; rs=0;rw=0;lcden=0;check();lcden=1;void write_date(uchar date) P0=date;rs=1;rw=0;lcden=0;check();lcden=1;void init() lcden=1; write_com(0x01); /清零write_com(0x38); /設(shè)置16X2顯示等write_com(0x0c); /設(shè)置開顯示，不顯示光標(biāo)write_com(0x06);/寫入新數(shù)據(jù)后，地址寄存器內(nèi)容加1 /自動(dòng)往下寫write_com(0x80); /第一行第一列開始 顯示write_com(0x01