簡易可編程穩(wěn)壓電源設計(修改后文件)(已修改)
2025-02-20 15:55 本頁面
【正文】 單位代碼 11660 單位名稱 重慶理工大學 計算機控制技術綜合應用設計 論文 論文題目： 簡易可編程穩(wěn)壓電源設計 專業(yè)：電氣工程及其自動化 學院：電子信息與自動化學院 組員： 姓名：何展東 學號： 11007990208 姓名：劉一步 學號： 11007990218 姓名：黃鑫鵬 學號： 11007990211 中 國 ? 重 慶 2021 年 12 月 1 簡易可編程穩(wěn)壓電源設計 緒 論 直流穩(wěn)壓電源是電子技術常用的設備之一，廣泛的應用于教學、科研等領域。傳統(tǒng)的多功能直流穩(wěn)壓電源功能簡單、難控制、可靠性低、干擾大、精度低且體積大、復雜度高。普通直流穩(wěn)壓電源品種很多．但均存在以下問題：輸出電壓是通過粗調（波段開關 ） 及細調 （ 電位器 ） 來調節(jié)。這樣，當輸出 電壓需要精確輸出，或需要在一個小范圍內改變時 （ 如 ~） ，困難就較大。另外，隨著使用時間的增加，波段開關及電位器難免接觸不良，對輸出會有影響。常常通過硬件對過載進行限流或截流型保護，電路構成復雜，穩(wěn)壓精度也 不高。本文設計了一種以單片機為核心的智能化高精度簡易直流電源，克服了傳統(tǒng)直流電壓 源的缺點，具有很高的應用價值。 電源采用數字控制，具有以下明顯優(yōu)點 ： 1)易于采用先進的控制方法和智能控制策略，使電源模塊的智能化程度更高，性能更完美。 2)控制靈活，系統(tǒng)升級方便，甚至可以在線修改控制算法， 而不必改動硬件線路。 3)控制系統(tǒng)的可靠性提高，易于標準化，可以針對不同的系統(tǒng) (或不同型號的產品 )，采用統(tǒng)一的控制板，而只是對控制軟件做一些調整即可。 4)系統(tǒng)維護方便，一旦出現(xiàn)故障，可以很方便地通過 RS232 接口或 RS485接口或 USB 接口進行調試，故障查詢，歷史記錄查詢，故障診斷，軟件修復，甚至控制參數的在線修改、調試 。也可以通過 MODEM 遠程操作。 5)系統(tǒng)的一致性好，成本低，生產制造方便。由于控制軟件不像模擬器件那樣存在差異，所以，其一致性很好。由于采用軟件控制，控制板的體積將大大減小，生產成本下降 。 6)易組成高可靠性的多模塊逆變電源并聯(lián)運行系統(tǒng)。為了得到高性能的并聯(lián)運行逆變電源系統(tǒng)，每個并聯(lián)運行的逆變電源單元模塊都采用全數字化控制，易于在模塊之間更好地進行均流控制和通訊或者在模塊中實現(xiàn)復雜的均流控制算法 (不需要通訊 )，從而實現(xiàn)高可靠性、高冗余度的逆變電源并聯(lián)運行系統(tǒng)。 2 一、系統(tǒng)設計 設計任務與要求 設計任務 設計一個簡易可編程穩(wěn)壓電源。 在設計過程中，選擇 1～ 2 個單元電路使用仿真軟件（例如 Protuse 等）進行仿真調試。 用計算機繪制所有的電路圖。 設計要求 輸出電壓范 圍 312v，步進值為 電壓調整率 Sv%V； 電流調整率 Si%A； 紋波電壓〈峰峰值 =5mA； 具有過流保護和短路保護功能；用 LCD1602 顯示設置電壓 方案的選擇與論證 總體設計方案 方案一： 此方案采用傳統(tǒng)的調整管方案，主要特點在于使用一套十進制計數器完成系統(tǒng)的控制功能，一方面完成電壓的譯碼顯示，另一方面其輸出作為EPROM 的地址輸入，而由 EPROM 的輸出經 D/A 變換后去控制誤差放大的基準電壓，以控制輸出步進。 方案二 ： 采用 52 系列單片機作為整機的控制單 元，通過改變輸入數字量來改變輸出電壓值，從而使輸出運放的的電壓發(fā)生變化，間接地改變輸出電壓的大小。為了能夠使系統(tǒng)具備檢測實際輸出電壓值的大小，可以經過 DAC0832 進行數模轉換，間接用單片機實時對電壓進行采樣，然后進行數據處理及顯示。采用軟件方法來解決數據的預置以及電流的步進控制，使系統(tǒng)硬件更加簡潔，各類功 3 能易于實現(xiàn)本系統(tǒng)以直流電源為核心，利用 52 系列單片機為主控制器，通過鍵盤來設置直流電源的輸出電流，設置步進等級可達 ，并可由數碼管顯示實際輸出電壓值和電壓設定值。利用單片機程控輸出數字信號，經過 D/A 轉換器（ DAC0832）輸出模擬量，再經過運算放大器隔離放大，控制輸出 DAC0832 的輸出電流，隨著輸出電流的變化而輸出不同的電壓。單片機系統(tǒng)還兼顧對恒壓源進行實時監(jiān)控，輸出電壓經過電流 /電壓轉變后，通過 A/D 轉換芯片，實時把模擬量轉化為數據量，經單片機分析處理， 通過數據形式的反饋環(huán)節(jié)，使電壓更加穩(wěn)定，構成穩(wěn)定的壓控電壓源。 方案的比較與論證 數控部分 方案一采用中、小規(guī)模器件實現(xiàn)系統(tǒng)的數控部分，使用的芯片很多，造成控制電路內部接口信號繁瑣，中間相互關聯(lián)多，抗干擾能力差。在方 案二中采用單片機完成整個數控部分的功能，電路簡單 。 輸出部分 方案一采用線性調壓電源，以改變其基準電壓的方式使輸出不僅增加 /減少，這樣不能不考慮整流濾波后的
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