【正文】 原理 開關(guān)式穩(wěn)壓電源接控制方式分為調(diào)寬式和調(diào)頻式兩種，在實際的應(yīng)用中，調(diào)寬式使用得較多，在目前開發(fā)和使用的開關(guān)電源集成電路中，絕大多數(shù)也為脈寬調(diào)制型。 電路結(jié)構(gòu) 開關(guān)型穩(wěn)壓電源的結(jié)構(gòu)有多種。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，同時因遇到安全標準（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準的元件，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)計提出了很高的要求，由于同樣的原因，高電壓、大電流開關(guān)使得電源工作消耗增大，限制了AC/DC變換器模塊化的進程，因此必須采用電源系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方法才能使其工作效率達到一定的滿意程度。 （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。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）。 開關(guān)電源的分類現(xiàn)在的開關(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)，兩者相互促進推動著開關(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。不過，對1MHz以上的高頻，要采用諧振電路，以使開關(guān)上的電壓或通過開關(guān)的電流呈正弦波，這樣既可減少開關(guān)損耗，同時也可控制浪涌的發(fā)生。要提高開關(guān)頻率，就要減少開關(guān)損耗，而要減少開關(guān)損耗，就需要有高速開關(guān)元器件。線性電源成本在某一輸出功率點上，反而高于開關(guān)電源，這一點稱為成本反轉(zhuǎn)點。開關(guān)型穩(wěn)壓電源直接從電網(wǎng)電壓進行整流、濾波、調(diào)整。第2章 開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理及實現(xiàn)方法 開關(guān)電源的介紹電是工業(yè)的動力，是人類生活的源泉，電源是產(chǎn)生電的裝置，表示電源特性的參數(shù)有功率、電壓、電流、頻率等，在同一參數(shù)要求下，又有重量、體積、效率和可靠性等指標。智能化主要是指系統(tǒng)有可編程模塊可以對系統(tǒng)進行智能控制。另一方面，在國家自然科學(xué)基金的資助下或創(chuàng)新意識指導(dǎo)下，我國電力電子技術(shù)的研究從吸收消化和一般跟蹤發(fā)展到前沿跟蹤和基礎(chǔ)創(chuàng)新，電源產(chǎn)業(yè)界涌現(xiàn)了一些技術(shù)難度較大，具有國際先進水平的產(chǎn)品，而且還產(chǎn)生了一大批具有代表性的研究成果和產(chǎn)品。目前使用的直流穩(wěn)壓電源大部分是線性電源，利用分立器件組成，其體積大，效率低，可靠性差，操作使用起來不方便，自我的保護功能不夠，因而發(fā)生故障的幾率高。鄭州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 基于單片機的智能穩(wěn)壓電源的設(shè)計 指導(dǎo)教師： 職稱： 講師 學(xué)生姓名： 曹國鋒 學(xué)號： 專 業(yè)： 電子工程 院（系）： 物理工程學(xué)院 完成時間： 2012611 2012年 6 月 11日45 目 錄摘要 IAbstract II第1章 前言 1 研究的目的和意義 1 1 1第2章 開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理及實現(xiàn)方法...................................3 開關(guān)電源的介紹 3 4 開關(guān)式穩(wěn)壓電源的基本工作原理 5第3章 硬件設(shè)計 12 方案論證與設(shè)計 12 整體設(shè)計框圖及工作原理 12 開關(guān)電源控制電路 15 單片機控制電路 23第4章 軟件設(shè)計 32 32 鍵盤顯示子程序 33 A/D轉(zhuǎn)換子程序 34第5章 測試方法 36 36 測試儀器 36第6章 結(jié)論與建議 37致謝 38參考文獻..............................................................39附錄1鍵盤掃描程序....................................................40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)系日益密切，而電子設(shè)備離不開可靠的電源，各種電子電器設(shè)備對穩(wěn)壓電源的性能要求日益增高，穩(wěn)壓電源的智能程度也變得越來越高。關(guān)鍵詞:單片機、 開關(guān)電源、 穩(wěn)壓AbstractWith the rapid development of electronic technology, application of electronic systems bees more and more widely, types of electronic equipment bee much more .Electronic equipment has closer relationship with people’s work and life, and the electronic equipment can not do without reliable power, various electrical and electronic equipment has high performance on power supply requirements, power supply are being more and more intelligent. The design introduce digital control of switching power supply based on AT89C52 microcontroller, with the high performance single chip as the control core, make up data processing circuit. With the support of detection and control software, adjust and control the work state of switching power supply, digital control of switching power supply use the keyboard to input, output voltage and limited current use digital tube to display. It has reliable stability, high precision, low cost, its performance is better than traditional adjustable DC power supply，greatly improve the performance of the traditional regulated power supply. It is easy to use, in addition it is very suitable for general useful in teaching and research.Keyword: singlechip microputer、 switching power supply、 regulators第1章 前言直流穩(wěn)壓電源是一種常見的電子儀器，應(yīng)用于電子電路、教學(xué)實驗等領(lǐng)域。一方面， 電源產(chǎn)業(yè)規(guī)模的發(fā)展在加快。 研究方法及內(nèi)容本系統(tǒng)研究的直流穩(wěn)壓電源主要是符合智能化、數(shù)字化以及模塊化的特點。本設(shè)計介紹了基于單片機控制的開關(guān)穩(wěn)壓電源，以高性能單片機為控制核心，組成數(shù)據(jù)處理電路，在檢測和控制軟件支持下，調(diào)整和控制開關(guān)電源的工作狀態(tài)。以功率晶體管（GTR）為例,當(dāng)開關(guān)管飽和導(dǎo)通時，集電極和發(fā)射極倆端的壓降接近零；當(dāng)開關(guān)管截止時，其集電極電流為零。開關(guān)電源和線性電源相比，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。目前市場上出售的開關(guān)電源中采用雙極性晶體管制成的100kHz、用MOS－FET制成的500kHz電源，雖已實用化，但其頻率有待進一步提高。其中，為防止隨開關(guān)啟閉所發(fā)生的電壓浪涌，可采用RC或LC緩沖器，而對由二極管存儲電荷所致的電流浪涌可采用非晶態(tài)等磁芯制成的磁緩沖器。當(dāng)前，世界上許多國家都在致力于數(shù)兆Hz的變換器的實用化研究。 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。 （3） BuckBoost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，電感傳輸。 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載的稱為“整流”，功率流由負載返回電源的稱為“有源逆變”。按電路工作象限又可分為一象限、二象限、三象限、四象限。（3）．按控制方式分，有脈沖調(diào)寬式（PWM）、脈沖頻率式(PFM)和PWM與PFM混合式。直流平均電壓Ｕ。(1)、基本電路交流電壓經(jīng)整流電路及濾波電路整流濾波后，變成含有一定脈動成份的直流電壓，該電壓進人高頻變換器被轉(zhuǎn)換成所需電壓值的方波，最后再將這個方波電壓經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷?。控制電路用來調(diào)整高頻開關(guān)元件的開關(guān)時間比例，以達到穩(wěn)定輸出電壓的目的。這里就像單端反激式開關(guān)電源那樣，由變壓器Ｔ的次級繞組向負載輸出所需要的電壓。3．推挽式開關(guān)電源。電路的輸出功率較大，一般在100500Ｗ范圍內(nèi)。 降壓式開關(guān)電源當(dāng)開關(guān)管VT1 截止時，電感Ｌ感應(yīng)出左負右正的電壓，該電壓疊加在輸人電壓上，經(jīng)二極管VD1向負載供電，使輸出電壓大于輸人電壓，形成升壓式開關(guān)電源。7．單端正激式開關(guān)電源這種電路在形式上與單端反激式電路相似，但工作情形不同。為滿足磁芯復(fù)位條件，即磁通建立和復(fù)位時間應(yīng)相等，所以電路中脈沖的占空比不能大于50％。電路中所謂的單端是指高頻變換器的磁芯僅工作在磁滯回線的一側(cè)。唯一的缺點是輸出的紋波電壓較大，外特性差，適用于相對固定的負載。因此反激式變換器常要求能在完全和不完全能量轉(zhuǎn)換方式下穩(wěn)定工作。由于電路簡單，且能高效提供直流輸出，對多路輸出特別有效，不需要接輸出濾波電感，使反激變換器成本降低，體積減小。電路簡單，但是輸出電壓帶負載能力不強，電源電壓不穩(wěn)定。在DCDC變換器中，主要消耗功率的元件有主回路的開關(guān)管、續(xù)流二極管、儲能電感等部件。目前使用的直流穩(wěn)壓電源大部分是線性電源，利用分立器件組成，其體積大，效率低，可靠性差，操作使用不方便，自我保護功能不夠，因而故障率高。輸出電壓和限定電流采用數(shù)字顯示，輸入采用鍵盤方式，電源的外表美觀，操作方便，具有較高的使用價值。脈寬調(diào)制（PWM）整流濾波電壓取樣及調(diào)整光電隔離功率推動電路（MOSFET）開關(guān)變壓器直流輸出數(shù)碼管鍵盤D/A轉(zhuǎn)換單片機過流保護A/D轉(zhuǎn)換 整體系統(tǒng)工作原理本研究設(shè)計的技術(shù)指標為：在電阻負載條件下，使電源滿足下述要求：（1）輸出電壓UO可調(diào)范圍：30V～36V；（2）最大輸出電流IOmax：