【正文】 ，可以適應模擬量轉(zhuǎn)換要求，使用的 I/O 口線少，且體積小，兼容性強，性價比 高 [5]。 本文采用 由美信 公司生產(chǎn)的微功耗、低價 電流檢測放大器 MAX4373，極大簡化了外圍電路， 可靠且可以根據(jù)設定的參數(shù)要求方便設計電路， 提 高了電流檢測精度 且將電流信號經(jīng)放大后轉(zhuǎn)化為電壓信號， 實現(xiàn)過流保護，在過流 同時能有相應的信號輸出，便于系統(tǒng)及時作出反應。 (2)使用檢測場效應晶體管檢測 。 基于單片機的數(shù)控電源設計 6 過流檢測方案的選擇 在開關電源設計中，電流檢測技術起著至關重要的作用，是開關電源設計成功與否的關鍵因素 。 數(shù)字電位器的 主要參數(shù) 有： 電源電壓范圍 、 端電壓 、 分辨率 、 抽頭數(shù) 、接口等 。 本設計采用 AT89S51 單片機作為整機的控制單元，利用 切換鍵來實現(xiàn) +5V 和+12V 的切換， “ +”、“ — ”鍵改變輸入值的步進調(diào)節(jié)， 通過 單片機系統(tǒng)控制輸出數(shù)字信號來 改變數(shù)字電位器的分壓，從而通過反饋信號來 改變直流斬波穩(wěn)壓電路的輸出 。尤其三端穩(wěn)壓電源 78 系列正電源、 79 系列負電源己成各大半導體廠基本產(chǎn)品。線性 穩(wěn)壓電源有笨重，體積較大等缺點，其致命弱點是效率低，尤其是 寬范圍 可調(diào)輸出電源，在輸出低電壓時，效率僅 達 10%。 開關電源以其高效率、輕重量、小體積等優(yōu)點，逐步取代傳統(tǒng)的線性電源。 （ 5） 穩(wěn)定度高，轉(zhuǎn)換效率高，抗干擾性強 。 開關電源高頻化 是 其發(fā)展的方向，高頻化使開關電源小型化，并使開關電源進入更廣泛的應用領域，特別是在高新技術領域的應用，推動 高技術產(chǎn)品的小型化、輕便化。 基于單片機的數(shù)控電源設計 3 開關電源（ Switching power supply）是利用現(xiàn)代電力電子技術，控制開關管開通和關斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關電源一般由脈沖寬度調(diào)制（ PWM）控制 IC 和 MOSFET 構成。 本題采用單片機和其它元器件及外圍電路，開發(fā)一個數(shù)字式 開關型 可調(diào)穩(wěn)壓電源。但是普遍存在一些問題，如轉(zhuǎn)換效率低，功耗大，輸出不夠穩(wěn)定，紋波電流過大 ， 普遍采用可調(diào)電阻器調(diào)節(jié)，操作難度大 ，易磨損老化 等。隨著計算機和通訊技術發(fā)展而來的現(xiàn)代信息技術革命，給電力電子技術提供了廣闊的發(fā)展前景，同時也給電源提出了更高的要求。 在當代科技與經(jīng)濟高速發(fā)展的過程中，電源起到關鍵性的作用 [1]。該穩(wěn)壓電源以開關 型 穩(wěn)壓芯片 LM2596 為基礎， 用 I2C 總線的 數(shù)字電 位器 MAX5478實現(xiàn)輸出電壓的微步進調(diào)節(jié) ， 通過 LM2596 的反饋作用實現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定 。設計的開關電源具有輸出電流過流保護及報警功能 ， LCD1602 實時顯示電壓和電流 值 。電源技術尤其是數(shù)控電源技術是一門實踐性很強的工程技術，服務于各行各業(yè)。隨著數(shù)控電源在電子裝置中的普遍使用，普通電源在工作時產(chǎn)生的誤差，會影響整個系統(tǒng)的精確度 ， 造成很多不良后 果，因此電源的數(shù)字化控制無疑是人們追求的目標之一 ,它所給人帶來的方便也是不可否定的 ,其中數(shù)控直流穩(wěn)壓電源就是一個很好的典型例子 ,人們對它 的 要求也越來越高 ,要想為現(xiàn)代人工作、科研，生活、提供更好的 、 更方便的設施就需要 從數(shù)字電子技術入手，一切向數(shù)字化 、 智能化方向發(fā)展。 而基于單片機控制的直流穩(wěn)壓電源能較好地解決以上傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源的不足，并且數(shù)控直流電源與傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源相比，具有作方便、電壓穩(wěn)定度高的特點。能夠設定輸出電壓值 ， 電壓值 、電流值 輸出顯示 及過流保護等功能 。 線性直流電源 （ Linear power supply） 是調(diào)整元件工作在放大區(qū)域的電源 ， 通過改 變調(diào)整元件的控制信號強弱來調(diào)節(jié)其等效電阻大小，從而穩(wěn)定輸出的電壓或者電流。另外 電源的發(fā)展與應用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護環(huán)境方面都具有重要的意義。 基于單片機的數(shù)控電源設計 4 2 系統(tǒng)方案的選擇及 器件的選型 方案 的選擇 開關穩(wěn)壓電源 開關穩(wěn)壓電源的功耗極低，其平均工作效率可達 70%～ 90%。近十年來年由于功率半導體器件的迅速發(fā)展，使開關電源的應用越來越廣泛。但線性穩(wěn)壓電源具有穩(wěn)定度高，可靠性好，成本低等優(yōu)點，適用于中、小功率和對電性能指標要求比較高的場合。 最終方案 開關電源由于具有體積小、效率高、功率密度高等優(yōu)點， 在很多方面取代了線性電源和相控電源 ，克服了傳統(tǒng)電源功率密度比較低，可靠性較差的缺點。并采樣電壓和電流值，經(jīng) AD 轉(zhuǎn)換電路 輸出返回值，通過單片機系統(tǒng)來實現(xiàn)輸出電壓、電流的實時顯示。 MAX5477/MAX5478/MAX5479這些電位器內(nèi)置 EEPROM、采用 3mmx 3mmTQFN封裝， 在多數(shù)應用中減小了電路板尺寸，并簡化了布線 ，同時 這些新器件待機電流小 ，采 用 ，具有省電特性。 傳統(tǒng)的電流檢測方法有 3 種： (1)利用功率管的 RDS 進行檢測 。 這種電流檢測技術在實際的工程應用中較為普遍 。 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇 將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的器件稱為模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ ADC） 。 顯示 方案的 選擇 液晶顯示材料具有明顯的優(yōu)點：驅(qū)動電壓低、功耗微小、可靠性高、顯示信息量大、彩色顯示、無閃爍、對人體無危害、生產(chǎn)過程自動化、成本低廉、可以制成各種規(guī)格和類型的液晶顯示器，便于攜帶等。采集輸出電壓、電流經(jīng) ADC0832 模 /數(shù)轉(zhuǎn)換，單片機控制 LCD1602 顯示輸出電壓和電流。其主要性能應用參數(shù)如下： （ 1） 與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 ； （ 2） 4k 字節(jié)在系統(tǒng)編程 FLASH 閃速存儲器 、 128? 8 字節(jié)內(nèi)部 RAM； （ 3） ～ 的工作電壓范圍 ， 32 個可編程 I/O 口線 ； （ 4） 2 個 16 位定時 /計數(shù)器、 6 個中斷源 ； （ 5） 全靜態(tài)工作模式： 0HZ~33HZ； （ 6） 看門狗 （ WDT） 及雙數(shù)據(jù)指針 ； （ 7） 低功耗空閑和掉電模式 ； 基于單片機的數(shù)控電源設計 8 （ 8） 三級程序加密鎖、 1000 次擦寫周期 。 3S 每按下一次，單片機就會送相應固定的數(shù)值到數(shù)字電位器 MAX5478， 通過 MAX5478 分擔的電壓，來實現(xiàn) 輸出 固定的 電 壓 值：+5V 或 +12V。其中 LCD 選用字符型液晶顯示模塊（ 16 字 ? 2 行） 接法可參見圖 32。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復用，使得芯片的模擬電壓輸入在0～ 5V 之間。當要進行 A/D 轉(zhuǎn)換時，須先將 CS 使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結束。 DO 數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。 固有輸出版本 有 、 5V、 12V，可調(diào)輸出版本可以輸出小于 37V 的各種電壓 ， 輸入電壓可高達 40V,頻率為 150KHZ， 與低頻開關調(diào)節(jié)器比較，可以使用更小規(guī)格的 濾波元件 。15%的范圍內(nèi)，可以用僅 80μA 的待機電流，實現(xiàn)外部斷電，具有自我保護電路 （一個兩級降頻限流保護和一個在異常情況下斷電 的過溫完全 保護電路 ） [8]。 LM2596 內(nèi)部包含 150KHZ 振蕩器、 基準穩(wěn)壓電路、熱關斷電路、電流限制電路、 放大 器 、 比較 器 和內(nèi)部穩(wěn)壓電路等。 基于單片機的數(shù)控電源設計 11 220V 28VVD1~VD4 IN4004C12200μFC2Vin1FB4Output2ON/OFF5GND3LM259668μHL1GND+5VVCCD1IN5825C5220μFC4470μFVI 圖 34 +5V 供電電路 Vin1FB4Output2ON/OFF5GND3LM2596HA1WA2LA3HB4WB5LB6WP7SCL13VDD14SDA12A011A110A29GND8MAX5478R168μHL2GNDVCCSCLSDAIN5825D2C3470μFC622