数控直流稳压电源设计00488

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1、数控直流稳压电源设计论文题目：直流数控电源设计学生姓名：帅明明所在院系：信息工程学院所学专业：计算机科学与技术导师姓名：完成时间：摘要　　稳压电源是能为负载提供稳定交流电源或稳定直流电源的电子装置。它能保证在电网电压波动或负载发生变化时，输出稳定的电压。直流稳压电源应用非常广泛，但只有质量优良的直流稳压电源，才能满足各种电子设备的要求。一个低纹波、高精度的稳压源在仪器仪表、工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值。本文利用单片机数字控制技术，采用PWM进行闭环调节，设计出一款性价比高的多功能数字化通用直流稳压电源。该设计除了具有对电压的数字控制功能外，还可实时监测实际电压

2、、电流输出，效率高，稳定度强。同时，该设计具有调节精度高、功能多、液晶实时监测显示等诸多优点。本设计给出的稳压电源的输出电压范围为0～18V，额定工作电流为0.5A，并具有"+"、"-"步进电压调节功能，其最小步进为0.05V，纹波不大于10mV，此外，还可用LCD液晶显示器显示其输出电压值。关键词：数控直流稳压电源电子器件目录1.引言11.1开发背景11.2电源采用数字控制的优点11.3研究方法22.总体设计概述22.1总体硬件电路设计22.1.1系统总体设计框图22.1.28051单片机简介32.1.3单片机系统中所用其他芯片选型42.2PWM信号发生电路设计72.2.

3、1PWM的基本原理72.2.2PWM信号发生电路设计82.2.3PWM发生电路主要芯片的工作原理92.3功率放大驱动电路设计102.3.1芯片IR2110性能及特点102.3.2IR2110的引脚图以及功能112.4主电路设计112.4.1延时保护电路112.4.2主电路112.4.3输出电压波形132.4.4系统总体电路图142.5测速发电机152.6滤波电路152.7A/D转换152.7.1芯片选型152.7.2ADC0809的引脚及其功能163.系统软件部分的设计163.1PI转速调节器原理图及参数计算163.2系统中的部分程序设计173.2.1主程序设计173.2.

4、2PI控制算法子程序设计184.系统调试194.1软件调试194.2系统仿真20结论21致谢21参考文献22附录23引言1.1开发背景直流稳压电源是电子技术常用的设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域。传统的多功能直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。普通直流稳压电源品种很多．但均存在以下问题：输出电压是通过粗调（波段开关)及细调(电位器)来调节。这样，当输出电压需要精确输出，或需要在一个小范围内改变时（如1.02~1．03V)，困难就较大。另外，随着使用时间的增加，波段开关及电位器难免接触不良，对输出会有影响。常常通过硬件对过载进行限流

5、或截流型保护，电路构成复杂，稳压精度也不高。本文设计了一种以单片机为核心的智能化高精度简易直流电源，克服了传统直流电压源的缺点，具有很高的应用价值。1.2电源采用数字控制的优点1)易于采用先进的控制方法和智能控制策略，使电源模块的智能化程度更高，性能更完美。2)控制灵活，系统升级方便，甚至可以在线修改控制算法，而不必改动硬件线路。3)控制系统的可靠性提高，易于标准化，可以针对不同的系统(或不同型号的产品)，采用统一的控制板，而只是对控制软件做一些调整即可。4)系统维护方便，一旦出现故障，可以很方便地通过RS232接口或RS485接口或USB接口进行调试，故障查询，历史记录查

6、询，故障诊断，软件修复，甚至控制参数的在线修改、调试;也可以通过MODEM远程操作。5)系统的一致性好，成本低，生产制造方便。由于控制软件不像模拟器件那样存在差异，所以，其一致性很好。由于采用软件控制，控制板的体积将大大减小，生产成本下降。6)易组成高可靠性的多模块逆变电源并联运行系统。为了得到高性能的并联运行逆变电源系统，每个并联运行的逆变电源单元模块都采用全数字化控制，易于在模块之间更好地进行均流控制和通讯或者在模块中实现复杂的均流控制算法(不需要通讯)，从而实现高可靠性、高冗余度的逆变电源并联运行系统。1.3研究方法本文设计了一种以单片机为核心的智能化高精度简易直流电

7、源，克服了传统直流电压源的缺点，具有很高的应用价值。　　1电源组成及工作原理　　数控直流稳压电源主要由整流滤波电路、稳压电路、采样电路、PWM控制电路、键盘电路、显示电路和主控电路构成。系统框图如图1所示。　　一般而言，现在的数控直流电源按工作原理分为三类，分别为开关电源，相控电源和线性电源。这三类电源各有自身的优缺点。就数字控制部分而言，这些电源的控制方式是一致的，即脉宽控制。因线性电源稳压精度较高，输出纹波电压也较低，在这里主要讨论线性电源的设计。数控电源的工作原理是将输入的交流电源经变压后，整流滤波，通过PW