【正文】 整管，電流放大后驅動負載電流流經負載再流過電流取樣電阻R7，構成了電流放大器，也就是壓控恒流源，輸出電流就是( / ) / = 反饋回路的配合實現(xiàn)將上述兩個反饋回路疊加在一起就可以實現(xiàn)穩(wěn)壓限流的功能了，具體實現(xiàn)如下： 反饋回路的配合實現(xiàn)電路圖我們看電壓放大運放輸出端和電流放大運放輸出端是通過兩個二極管4148（D4，D5）控制同一路電壓了，就是兩路控制是一個反向邏輯或的關系，即兩路放大器只要有一路輸出為低都是在控制調整管輸出減小，這樣的話運放的輸出狀態(tài)就決定了電源的工作狀態(tài)，U6輸出為低的時候就是CC模式，U3輸出為低的時候就是CV模式。下圖為MSP430F169單片機最小系統(tǒng)原理圖： MSP430F169單片機最小系統(tǒng)其中包括電源、復位電路、通訊接口、時鐘源、外部參考電壓、MCU及指示燈等。TL431具有可調輸出電壓（最高達36V）、低溫漂、低噪聲輸出、低輸出阻抗（）、工作電流?。?mA~100 mA）等特點，使用也很簡單，僅需配置外部電阻即可得到比較精確地輸出電壓。通信即可采用并行接口、又可采用串行接口，連線較為方便。上電開始系統(tǒng)初始化輸出設定測量結果輸出顯示判斷是否輸出是否關閉輸出設定N N Y Y 主程序流程 輸出關閉輸出附錄為12864液晶顯示的程序代碼。輔助電源電路，經測試各電源的的指示燈都能亮度正常，而且用萬用表測試，電源177。而且前級直流供電電路在濾波電容的選擇上，經過多次調試，使其輸出電壓能夠送入調整管使用。 測量輸出328mA，實際輸出336mA 測量輸出633mA，實際輸出630mA ， 電源紋波：時間分辨率設為5nS，采樣速率100MHz， 輸出電壓為2V時的電源波形 輸出電壓為14V時的電源波形以下為線性電源的測試實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計表。本次設計基本滿足要求，但是有些方面還要改進，比如采用更大功率的調整管提高帶負載能力，用多繞組環(huán)形變壓器增大電源電壓的輸出范圍等。論文的順利完成，當然也離不開其它各位老師和同學們對我的幫助與支持，在大家的幫助下，本篇論文才得以不斷的改進與完善，最終幫助我完整的寫完了這篇論文。技術 wr_lcd (m,0x30)。 wr_lcd (m,0x30)。 wr_lcd (m,0x30)。 for (i=0。 STD_HIGH。 if(D/At_m) STD_HIGH。j2。 SCLK_LOW。void chn_disp2 (uchar *tab){ uchar i,j。 }}//**********************************************************uchar tab2[6] = {0}。i++) //改變8改變字的個數(shù) wr_lcd(D/At,tab[16*j+i])。i4。}。j1。j++) { for(i=0。i6。 SCLK_LOW。 else STD_LOW。 SCLK_LOW。 SCLK_HIGH。 a=content。 wr_lcd (m,0x90)。i++)//顯示的列 wr_lcd (D/At,chn[j*16+i])。 wr_lcd (m,0x01)。//端口設置 P4DIR=0xff。此次論文的完成將為我的大學四年劃上了一個句號，是對我的大學時代的一個總結，為我將來的人生之路做好了一個很好的鋪墊，在我以后人生的道路上一定會讓我走的更高更遠。傅老師平易近人，知識淵博，專業(yè)素養(yǎng)高，治學嚴謹，做事精益求精，并且具有豐富的電路設計應用經驗，對我們提出的疑惑更是耐心講解。該線性穩(wěn)壓電源設計成本低，總價格200元左右，但是該系統(tǒng)電源的輸出電壓范圍有些小，應用上有些局限性，而且輸入的電壓檔位較少，導致電源的工作效率較低；而且經測試該線性穩(wěn)壓電源在負載電阻很小時，輸出電壓的紋波電壓變大。下面是電壓、電流、紋波三部分的實驗測試圖：電壓比對：采用100Ω和200Ω，精確度5%的電阻負載。測試送入A/D轉換器的電壓都在其承受范圍之內。復位系統(tǒng)在按鍵之后，單片機能夠正常復位。程序采用IAR軟件編寫。HD7279A片內具有驅動電路及譯碼器，可直接接受BCD碼或16進制碼，可以直接驅動8個共陰式數(shù)碼管，最大支持88矩陣鍵盤，使外圍電路變得簡單可靠。 通訊接口所有的MSP430微控制器均包括一個內置的仿真模塊，通過開發(fā)工具可以很輕松地進行高級的調試和編程，本次開發(fā)設計采用的開發(fā)工具是USB型的仿真器MSPFET430UIF，采用標準的JTAG進行通信，其中接口主要包括 5 個引腳：TMS、TCK、TDI、TDO 及一個可選配的引腳 TRST，這些引腳用于驅動電路模塊和控制執(zhí)行規(guī)定的操作。MSP430F169集成了兩個帶捕獲/比較功能的16位定時器，60KB + 256B Flash Memory， 2KB RAM；擁有高速的12位的A/D轉換器12位的D/A轉換器，兩個通用異步串口，支持SPI和I2C，具有48個I/O口。U2構成了一個差分放大電路，增益為1/，將負載兩端電壓的1/，根據(jù)虛短，U2輸出與參考電壓 Vref相等，這將保證RL兩端的1/。 負反饋按其電路結構又分為：電流反饋電路和電壓反饋電路。 調整管電路設計調整部分主要是計算調整管T的柵極－漏極反向擊穿電壓UDSS，最大允許漏極電流ID和漏極脈沖電流幅值IDM以及最大集散功耗PDM。 整流橋部分這一部分主要計算整流管的最大電流IDMAX和耐壓VDRM。第3章 硬件系統(tǒng)設計 系統(tǒng)的整體框圖及總體描述，整個系統(tǒng)的硬件電路主要包括程變壓整流部分、調整主電路、反饋電路部分、單片機控制部分、鍵盤輸入和液晶顯示部分等電路組成。方案一：簡易限流方式。由于獨立按鍵會浪費大量I/O口，而且采用HD7279芯片的44矩陣抗干擾能力比獨立按鍵要強得多，采用矩陣鍵盤更利于系統(tǒng)的穩(wěn)定，因此采用44矩陣鍵盤方案。由于T1基極電壓被穩(wěn)壓管D1固定在UD1，T1發(fā)射結電壓（UT1）BE在T1正常工作時基本是一個固定值（，），所以輸出電壓UO＝UD1－（UT1）BE。在負載變化小時，穩(wěn)壓性能比較好。結合實際：由于MSP430的在處理、計算浮點數(shù)據(jù)與執(zhí)行大規(guī)模數(shù)據(jù)處理程序速度方面并不占優(yōu)勢，而且反饋速度慢會造成電源的輸出失控，系統(tǒng)無法正常工作，因此閉環(huán)反饋調整只有采用硬件負反饋。方案二：采用分立元件。 LC濾波電路圖以下是上述各種濾波電路的對比： 不同濾波方式的優(yōu)劣對比表電路名稱濾波效果輸出電壓輸出電流應用特點電容濾波稍差高稍小結構簡單。電感濾波電路帶負載能力比較好，多用于負載電流很大的場合。濾波電路可以大大降低這種交流紋波成份，讓整流后的電壓波形變得比較平滑。R1兩端的電壓始終是上正下負，其波形與全波整流時一致。這個電路實質上是將兩個半波整流電路組合到一起。常用的整流方案有以下幾種：方案一：半波整流電路。方案二：PWM濾波模擬D/A。 各個模塊方案論證 控制器的選擇方案一：采用51單片機作為主控制器。1) 智能化目前在研究開發(fā)高性能、高精度的儀器儀表時，幾乎全部采用單片機以及可編程邏輯器件來實現(xiàn)，電源也不例外。5) 控制靈活，系統(tǒng)可靠性高，控制精度高，具有自我保護功能和自恢復系統(tǒng)。傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源功能簡單、不易控制、可靠性低、精度低、體積大且復雜程度高、故障率高、自我保護功能不夠完善，因而實用性比較低。通常情況下電子設備在正常工作時都需要提供恒定的直流電能，因此直流線性穩(wěn)壓電源在電源技術中占有很重要的地位。本科畢業(yè)論文(設計)題 目：基于MSP430單片機的數(shù)控穩(wěn)壓電源設計學 院： 自動化工程學院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 姓 名： 趙金洋 指導教師： 傅強 2012年 5月 27 日42 / 47The design of CNC linear regulated power supply based on the MSP430摘 要本文介紹了基于MSP430單片機的高精度數(shù)控穩(wěn)壓電源設計，設計制作的數(shù)控電源可以實現(xiàn)鍵盤控制輸入，實時顯示輸入輸出電壓電流，并具有智能上電掉電保護、限流輸出與短路保護等功能，具有易于操作、精度高、穩(wěn)定度好、安全性強等特點。穩(wěn)壓電源按照分類標準不同有很多不同的分類，例如按輸出電源的類型分類可分為直流穩(wěn)壓電源和交流穩(wěn)壓電源；按照電源與負載的連接方式可分為串聯(lián)型穩(wěn)壓電源和并聯(lián)型穩(wěn)壓電源；又按調整管的工作狀態(tài)分為線性穩(wěn)壓電源和開關穩(wěn)壓電源等。與線性電源相反，開關電源具有體積小、重量輕（體積和重量只有線性電源的20～30%）、效率高（一般為60～70%，最高達到90%以上）、自身抗干擾能力強、輸出電壓范圍寬、模塊化強等優(yōu)點，但是由于開關穩(wěn)壓電源的開關管工作在開關狀態(tài)，在逆變過程中會產生高頻電壓，這些交變的電壓和電流會通過電路中的元器件產生較強的尖峰干擾和諧振干擾，這些干擾就會污染市電電網，直接或間接的影響臨近的電子儀器設備的正常工作，因此需要良好的屏蔽及接地，而且開關電源的輸出紋波電壓大，在對電源質量要求比較高的一些精密電子儀器等場合，開關穩(wěn)壓電源尚不能勝任。4) 產品維護方便，一旦出現(xiàn)故障，可以通過通信接口在線檢測查詢故障，對于軟件故障通過通訊接口就可以修復系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)與上位PC機通信，可以隨時監(jiān)視電源設備運行狀態(tài)、各項技術參數(shù)以及實現(xiàn)遠程開關機等功能。 發(fā)展方向直流穩(wěn)壓電源技術現(xiàn)在已經日益成熟，但是隨著科技的發(fā)展以及未來社會對電源設備要求的不斷提高，直流穩(wěn)壓電源還有很大的潛在發(fā)展空間，未來直流穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向大致有三大發(fā)展方向：智能化、模塊化、數(shù)字化。本設計旨在設計完成一個能滿足日常實驗及工作需要的實用電源，對電源的穩(wěn)定性、精度有較高的要求，現(xiàn)在擬以內部集成A/D、D/A的16位單片機MSP430F169為核心，采用橋式整流，電容濾波，分立元件搭建電壓調整電路，選取硬件負反饋設計一個串聯(lián)輸出的數(shù)控直流線性穩(wěn)壓電源，以下是對本此設計的電源各個模塊單元的論證。利用電位器的中間抽頭的電位可以隨電位器抽頭的位置變化產生線性變化的特點，將中間抽頭的電平作為參考電壓，這種方法的線性度較好，很容易實現(xiàn)，但是電位器使用較長時間后容易接觸不良，而且不容易實現(xiàn)精確控制。整流電路可以從不同的角度進行分類，主要分類方法有：按照組成器件的可控性可分為不可控整流、半控整流、全控整流三種；按照電路結構可以分為橋式電路和零式電路；按照交流輸入相數(shù)又分為單相電路和多相電路；按照變壓器二次側電流的方向是單向還是雙向，又分為單拍電路和雙拍電路。相對半波整流電路，全波整流電路多用了一個整流二極管D2，變壓器B1的次級也增加了一個中心抽頭。 橋式整流電路電路圖 ，B1次級上端為正，下端為負，整流二極管D4和D2導通，電流由變壓器B1次級上端經過DRD2回到變壓器B1次級下端；，B1次級下端為正，上端為負，整流二極管D1和D3導通，電流由變壓器B1次級下端經過DRD3回到變壓器B1次級上端。 濾波電路論證交流電經過整流后得到的是脈動直流，這樣的直流電源由于所含交流紋波很大，不能直接用作電子設備的電源。電感濾波電路是利用電感對脈動直流的反向電動勢來達到濾波的作用，電感量越大濾波效果越好。 RC濾波電路圖方案四：LC濾波電路 與RC濾波電路相對的還有一種LC濾波電路，這種濾波電路綜合了電容濾波電路紋波小和電感濾波電路帶負載能力強的優(yōu)點。集成穩(wěn)壓芯片也有很多，有固定電壓輸出的LM78XX及LM79XX系列，也有可調輸出穩(wěn)壓芯片，～37V，還有最大輸出電流5A的LM338K和LM317K，使用集成芯片時外圍硬件電路設計比較簡單，穩(wěn)壓精度相對比較高，短路及過載等保護功能完善，但是要實現(xiàn)更大的輸出電流就需要進行并聯(lián)輸出，對于并聯(lián)的元件參數(shù)有較高的要求，而且由于穩(wěn)壓芯片內部存在壓降，輸出電壓都不能從0V起調，要實現(xiàn)輸出0V起可調必須把ADJ腳加上負電平，而且對負電平的大小要求比較精確，這樣的話要達到0V輸出就比較困難。輸出電壓經A/D采樣，采樣結果送給單片機，單片機采用PID算法對輸入電壓信號進行計算與分析，分析結果再通過控制D/A轉換來控制輸出，由于采用PID算法，電源的穩(wěn)定性比較高，但是軟件控制的速度受A/D、單片機、D/A處理速度的影響，A/D、D/A的轉換速度與轉換精度大致成反比，加快轉換速度會犧牲一定的控制精