数控开关电源的设计与实现

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1、数控开关电源的设计与实现摘要：本文采用AT89S51单片机作为数控开关电源的主控部件，通过巧妙的软件设计与简易可靠的硬件电路相配合，实现输出电压可步进调整、输出电压信号可直接显示的功能。整个设计包括电源变换部分、数字控制部分、数码显示部分三大电路模块组成。主芯片采用开关稳压集成电路芯片LM2575，数字电位器X9511依据指令，用数字控制来改变反馈，并将输出电压在数码管上显示。关键词：单片机；开关电源；数控TheSwitchElectricalSourceofHigh-precisionNumericalContr

2、olAbstract:Inthisdigitalswitchingpowersupply,AT89S51MCUisthemaincomponents.Throughcleverdesignandsimpleandreliablesoftware,hardwarecircuitline,steppingtoachieveoutputvoltageadjust,outputvoltagesignalfunctionscanbedirectlydisplayed.Transformthewholedesigninclud

3、ingthepowerofthedigitalcontrolofthepartofthethreedigitaldisplaycircuitmodule.ThemainchipswitchingregulatorICLM2575,DigitalPotentiometersX9511basedoninstructionstochangetheuseofdigitalfeedbackcontrolandoutputvoltageontheLEDdisplay.KeyWords：Singlechipmicrocomput

4、er;switchingpowersupply;numericalcontrol1引言1.1数控开关电源概述随着电子技术的高速发展，电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源。电源是各种电子设备必不可少的重要组成部分，其性能的优劣直接关系到整个系统的安全性与可靠性。而开关电源是目前应用最为广泛的一种新式电源装置，由于其小型化、轻量化、高效率、可大量节约能源等显著优点而深受人们的青睬，并被广泛应用于电子计算机、电视机、邮电通信、军事装备、交通设施、仪器仪表、工业设备等领域中。近年来，随着电

5、子信息产业的迅速发展，人们对开关电源的需求也与日俱增。开关电源的开发与制造已成为了方兴未艾、发展前景十分诱人的朝阳产业。而怎样使开关电源在低成本情况下实现高精度的数控化调控成了人们研究的热点。开关电源是利用现代电力电子技术，采用功率半导体器件作为开关，通过控制开关晶体管开通和关断的时间比率（占空比），调整输出电压，维持输出稳定的一种电源。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源。再者开关电源与线性电源相比又有以下优点:1)开关

6、电源的体积和重量明显地小于同功率的线性电源。因为它用高频变压器代替了线性电源中笨重的工频变压器，能降低大量金属消耗。2)开关电源的效率高于线性电源。因为它的功率管工作在开关状态，其效率一般高于60%，且随着输出功率的增大而提高，普遍可达80%以上。对于开关电源而言，只要在脉冲宽度调节范围内，开关电源功率管上的功耗不随电网电压和输出电压变动，固有损耗比较低，所以它可应用于长期工作的各种设备中以降低能耗。而线性电源中由于调整管工作在线性状态且流过负载电流，所以功耗很大。当输出电压较低时，其效率小于50%。3)开关电源的

7、适应性强。因工作方式的特殊性，开关电源能够适应更宽的工作电压范围。以电视机中的开关电源为例，目前生产的电视机能够做到同时适应国内220V和国外110V的电源。在经济日益全球化的今天，这一特性是传统线性电源无法比拟的。4)开关电源更安全。线性电源的输入电压和输出电压的差值较大，一旦调整管击穿，全部输入电压将加到输出端，有可能危及负载。而并联式开关电源中，当功率管损坏时，主回路停止工作，输出端就没有电压输出，不会出现过压现象。另外由于开关电源的效率比较高，开关管上的功耗比较小，发热较低，所以对散热安装设计的要求降低，以

8、及涉及220V电压等情况进行的多重安全设计，都进一步提高了系统的安全性。当今开关电源发展的三大趋势为：1)非隔离DC/DC技术迅速发展2)初级PWM控制IC不断优化3)同步整流技术实现高效率4)开关的频率更高1.1数控开关电源目前发展状况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。日前，随着单片开关电源集成电路的应用，开关电源正朝着