【正文】 age Uo is a constant of circumstances, is bound to reduce the duty cycle control switch K of D, in order to maintain the value of the output voltage Uo has remained unchanged。同時伴有保護(hù)電路， 如防浪涌的軟啟動，防過壓、欠壓、過熱、過流、短路、缺相等保護(hù)電路，可以有效地保證開關(guān)電路正常有效安全的運(yùn)行。目前在研制高精度、高性能、多功能的測量控制儀表時，幾乎沒有不考慮采用智能的。在設(shè)計降柵壓保護(hù)電路時，要正確選擇降柵壓幅度和速度，如果降柵壓幅度大（比如 ），降柵壓速度不要太快，一般可采用 2μ s下降時間的軟降柵壓，由于降柵壓幅度大，集電極電流已經(jīng)較小，在故障狀態(tài)封鎖柵極可快些，不必采用軟關(guān)斷；如果降柵壓幅度較?。ū热?5V以下），降柵速度可快些，而封鎖柵壓的速度必須慢，即采用軟關(guān)斷，以避免過電壓發(fā)生。因此，當(dāng)出現(xiàn)短路過流時，必須采取有效的保護(hù)措施。電 路稍加 動， 亦可用高電平封鎖 PWM信號。當(dāng)電 源處于缺相運(yùn)行時，整流橋某一臂無 電流，而其它臂會嚴(yán)重過流造成損壞，同時使逆變器工作出現(xiàn)異常，因此必須對缺相進(jìn)行保護(hù)。根據(jù)有關(guān)資料分析表明，電子元器件溫度每升高 2℃，可靠性下降 10％，溫升 50℃時的工作壽命只有溫升25℃時的 1/6，為了避免功率器件過熱造成損壞，在開關(guān)電源中亦需要設(shè)置過熱保護(hù)電路。經(jīng)主變壓器輔助繞組產(chǎn)生晶閘管的觸發(fā)信號，使晶閘管導(dǎo)通并短路限流電阻 R1，開關(guān)電源處于正常 運(yùn)行狀態(tài)。 XXX： 基于單片 機(jī)的開 關(guān)穩(wěn) 壓電源的設(shè)計 16 圖 可變脈沖 PWM 輸出 保護(hù)電路 引言 評價開關(guān)電源的質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)該是以安全性、可靠性為第一原則。 圖 三端穩(wěn)壓電路武漢理工 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 13 AT89C51 主控部分 單片機(jī) AT89C51 是系統(tǒng)的控制核心，主要是通過控制數(shù)摸轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)對穩(wěn)壓電源的調(diào)節(jié)，并且控制顯示電路，電路如圖 。 占空比又稱導(dǎo)通比 sonu TTD /? ， soffu TTD /1 ?? 式（ ） 以在連續(xù)導(dǎo)電模式工作下的 Buck PWM DC/DC 轉(zhuǎn)換器為例，由圖可得 t=0 onT 時， oil UUu ?? ； 式（ ） t= onT ST 時， ol Uu ?? 。而 PWM DC/DC 中“三端 PWM 開關(guān)”不同的組合，可以使 PWM DC/DC 轉(zhuǎn)換器具有不同的降壓、升壓、和升降壓功能。此時，要求段驅(qū)動電路能提供額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來確定相應(yīng)的限流電阻 數(shù)碼管字形編碼 要使數(shù)碼管顯示出相應(yīng)的數(shù)字或字符必須使段數(shù)據(jù)口輸出相應(yīng)的字形編碼。 圖 DAC 單極性輸出電路 數(shù)碼管顯示原理 數(shù)碼管結(jié)構(gòu) 輸出電壓采用 7 段數(shù)碼管進(jìn)行顯示。 圖 AT89C51引腳圖 DAC0832工作原理 直流穩(wěn)壓電源的數(shù)模轉(zhuǎn)換采用通用芯片 DAC0832。在對直流供電要求較高的場合，還需要使用穩(wěn)壓電路，以保證輸出直流電壓更加穩(wěn)定?？傮w說來，國內(nèi)直流穩(wěn)壓電源技術(shù)在實 現(xiàn)智能化等方面相對落后，面對激烈的國際競爭，是個嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。 20世紀(jì)末，各種有源濾波器和有源補(bǔ)償器的方案誕生，為 21 世紀(jì)批量生產(chǎn)各種綠色直流穩(wěn)壓電源產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。在六、七十年代，電力電子技術(shù)完全是建立在模擬電路基礎(chǔ)上的。系統(tǒng)能自動檢測出故障的部位甚至故障的原因。該系統(tǒng)由整流濾波初步穩(wěn)壓部分、單片機(jī)控制部分、 DAC 和顯示部分組成，該穩(wěn)壓電源能連續(xù)步進(jìn)可調(diào)，并且可實時顯示，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源的不足。 Stepping and adjustable ram； DAC 武漢理工 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） VII VII 目錄 引言 ????????????????????????????????? ? 1 第一章 概述 ???????????????????????????? ? ? 2 直流穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向 ???????????????????? ??? 2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 ????????????????????????? ??? 3 系統(tǒng)研究方向 ??????? ?????????????????? ??? 3 第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計原理 ????????????????????? ? ?? 4 設(shè)計原理 ??????????????????????????? ??? 4 系統(tǒng)框圖 ??????????????????????????? ??? 5 第 三 章 主要器件介紹 ???????????????????????? ?? 6 AT89C51 簡介 ????????????????????????? ??? 6 DAC0832 工作原理 ???????????????? ??????? ??? 7 數(shù)碼管顯示原理 ???????????????????????? ??? 8 第 四 章 硬件電路 ?????????????????????????? ?? 11 開關(guān)變換電路 ???????????????????????? ??? 11 整流濾波、初步穩(wěn)壓 ????????????????????? ??? 12 AT89C51 主控部分 ??????????????????????? ?? 14 數(shù)模轉(zhuǎn)換 DAC0832?????????????????????? ??? 14 穩(wěn)壓部分 ??????????????????????????? ?? 15 顯示電路 ?????????????????????????? ??? 15 保護(hù)電路 ?????????????????????????? ??? 16 第五章 軟件設(shè)計 ?????????????????????????? ?? 21 軟件流程圖 ?????????????????????????? ?? 21 第六章 系統(tǒng)源程序 ????????????????????????? ?? 22 結(jié)束語與展望 ??????????? ????????????????? ? 24 致謝 ???????????????????????????????? ? 25 參考文獻(xiàn) ?????????????????????????????? ? 26 附錄一 系 統(tǒng)總電路圖一 ?????????????????????? ?? 27 附錄二 系統(tǒng)總電路圖 二 ???????????????????????? ? 28附錄三 外文文獻(xiàn)及譯文 ??????????????????????? ? 29 XXX： 基于單片 機(jī)的開 關(guān)穩(wěn) 壓電源的設(shè)計 VIII 插圖清單 圖 直流穩(wěn)壓電源框圖?????????????????????? ?? 4 圖 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路????????????????????????? 4 圖 系統(tǒng)框圖???????????????????????????? 5 圖 AT89C51 引腳圖????????????????????????? 6 圖 DAC0832 原理框圖???????????????????????? 7 圖 DAC 單極性輸出電路??????????????????????? 8 圖 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖?????????????????????????? 8 圖 降壓型 PWM DCDC 轉(zhuǎn)換器????????????????????? 11 圖 BUCK 變換器原理圖 ???????????????????????? 11 圖 整流濾波電路?????????????????????????? 12 圖 三端穩(wěn)壓電路?????????????????????????? 13 圖 AT89C51 主控電路???????????????????????? 14 圖 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路?????????????????????????? 14 圖 穩(wěn) 壓電路???????????????????????????? 14 圖 數(shù)碼 管顯示電路???????????????????????? 15 圖 利用 51 單片機(jī)輸出 PWM 波 ???????????????????? 15 圖 可變脈沖 PWM 輸出 ??????????????????????? 15 圖 采用晶閘管和限流電阻組成的軟啟動電路????????????? 16 圖 采用繼電器 K1 和限流電阻構(gòu)成的軟啟動電路???????????? 17 圖 替代 RC 的延遲電路?? ????????????????????? 17 圖 過壓、欠壓、過熱保護(hù)電路???????????????????? 18 圖 三相三線制的缺相保護(hù)電路???????????????????? 19 圖 采用 IGBT 過流時 Vce 增大的原理進(jìn)行保護(hù)????????????? 20 圖 系統(tǒng)軟件流程圖????????????????????????? 21 武漢理工 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） IX IX 表格清單 表 數(shù)碼管字形編碼 ???????????????????????? 9 武漢理工 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 1 引言 隨著電力電子技術(shù)的告訴發(fā)展，電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切，而電子設(shè)備都離不開可靠的電源，進(jìn)入 80 年代計算機(jī)電源全面實現(xiàn)了開關(guān)電源化，率先完成計算機(jī)的電源換代，進(jìn)入 90 年代開關(guān)電源相繼進(jìn)入各種電子、電器設(shè)備領(lǐng)域，程控交換機(jī)、通訊、電子檢測設(shè)備電源、控制設(shè)備電源等都已廣泛地使用了開關(guān)電源，更促進(jìn)了開關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展。 提交的成果： （ 1）畢業(yè)設(shè)計（論文）正文； （ 2）至少一篇引用的外文文獻(xiàn)及其譯文； （ 3）附不少于 10 篇 主要參考文獻(xiàn)的題錄及摘要。隨著 電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)在不斷 電力端移動，這為開關(guān)電源提供 了廣泛的發(fā)展空間。線性電源成本在某一輸出功率點上，反而高于開關(guān)電源，這一成本反轉(zhuǎn)點。本設(shè)計采用單片機(jī)為控制核心，通過軟件編程對開關(guān)電源控制部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，使其不 斷檢測電源的輸出電壓 ,根據(jù)電源輸出電壓與設(shè)定值之差 , 對 PWM 的占空比進(jìn)行調(diào)節(jié) ,以提高穩(wěn)壓電源的精度。 Regulated Power Supply。 本文介紹了一種基于單片機(jī)的智能穩(wěn)壓電源的設(shè)計方案，其核心技術(shù)是通過單片機(jī)控制數(shù)模轉(zhuǎn)換來改變其后的穩(wěn)壓模塊的輸出。 ②具有自檢測功能，包括自動調(diào)零、自動故障檢測與狀態(tài)檢驗、自動校準(zhǔn)、自診斷及量程自動轉(zhuǎn)換等。 數(shù)字化 在傳統(tǒng)直流穩(wěn)壓電源中，控制部分是按模擬信號來設(shè)計和工作的。其次這些電源不能 (或少 )對電網(wǎng)產(chǎn)生污染，國際電工委員會 (IEC 對此制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)，如工EC555, IEC917,IECI000 等。國內(nèi)廠家生產(chǎn)的直流穩(wěn)壓電源雖然也在向數(shù)字化方向發(fā)展，但多限于對輸出顯示實現(xiàn)數(shù)碼顯示，或?qū)崿F(xiàn)多組數(shù)值預(yù)置。但這樣的直流輸出電壓，還會隨交流電網(wǎng)電壓的波動或負(fù)載的變動而變化。由于將多功能 8位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL的 AT89C51是一種高效微控制器， AT8920C51 是他的精簡版，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且 價廉的方案， 引腳圖如圖 。 DAC 單極性輸出方式如圖 所示。 共陰極數(shù)碼管的 8 個發(fā)光二極管的陰極（二極管負(fù)端）連接在一起，通常，公共陰極接低電平（一般接地），其它管腳接段驅(qū)動電路輸出端，當(dāng)某段驅(qū)動電路的輸出端為高電平時，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。對于小功率 PWM DC/DC 轉(zhuǎn)換器，只用一個開關(guān)管、一個開關(guān)二極管、一個電感和一個電容，就可以 組成一臺非隔離式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器。 00 ?? tlTs du 式（ ） 式中 lu 電感承受電壓； ST 開關(guān)周期； of fonss TTfT ??? 1 式（ ） 式中 sf 開關(guān)頻率； 武漢理工 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 11 onT offT 已個開關(guān)周期內(nèi)，開關(guān)管的導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間。時間常數(shù)越大，電荷改變得越慢，則電壓變化也越慢，即交流分量越小，也就“濾除”了交流