【正文】 發(fā)展起來的，并在很大程度上克服了線性電源的缺陷，但其自身也有一定的不足。開關(guān)電源的核心部分是一個(gè)直流變換器?？s寫為PFM（Pulse Frequency modulation）。 課題相關(guān)背景我國的三極管直流變換器及開關(guān)電源的研制工作開始于60年代初期，到了60年代中期進(jìn)入了實(shí)用階段，緊跟著70年代初開始研制無工頻變壓器開關(guān)電源。（1）高效電源管理從以前的線性設(shè)計(jì)到當(dāng)今的開關(guān)電源設(shè)計(jì)，是高效電源發(fā)展的一種集中體現(xiàn)。關(guān)鍵詞：溫度控制系統(tǒng), Proteus, PID, 直流穩(wěn)壓電源目 錄摘要 2目錄 3第一章 概述 4 4 電源技術(shù)的發(fā)展與方向 4 課題相關(guān)背景 5第二章 開關(guān)電源方案設(shè)計(jì) 6 開關(guān)電源工作原理 6 開關(guān)電源與線性電源的比較 7 7 7 方案論證 8 8 8 方案3 8 8 9第三章 硬件電路設(shè)計(jì) 11 電源電路設(shè)計(jì) 11 11 11 12 13 控制電路設(shè)計(jì) 13 14 15第四章 軟件設(shè)計(jì) 17 17 PID控制算法 174．3數(shù)字濾波 18第五章 系統(tǒng)調(diào)試 20 系統(tǒng)調(diào)試 20 硬件模塊調(diào)試 20 20 20 21 電源性能指標(biāo)的測試 21 21 21第六章 THFCS1現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 23第七章 結(jié)論 24參考文獻(xiàn) 25第一章 概述開關(guān)電源已有幾十年的發(fā)展歷史。課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué) 院信息科學(xué)與工程學(xué)院專 業(yè)自動(dòng)化學(xué)生姓名XXX班級(jí)學(xué)號(hào)XXXXXXXX課程設(shè)計(jì)題目基于單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)電源設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)要求與任務(wù):1） 構(gòu)成單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)2） 電源設(shè)計(jì)3） 實(shí)驗(yàn)調(diào)試4） THFCS1現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)5） 撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告工作計(jì)劃與進(jìn)度安排:1） 第1～2天，查閱文獻(xiàn)，構(gòu)成單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)2） 第3～4天，電源設(shè)計(jì)3） 第5～6，實(shí)驗(yàn)調(diào)試4） 第7～9天，THFCS1現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)5） 第10天，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告指導(dǎo)教師： 201 年 月 日專業(yè)負(fù)責(zé)人：201 年 月 日學(xué)院教學(xué)副院長：201 年 月 日摘要開關(guān)電源就是開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源，它的電路形式要有單端反激式、單端正激式、半橋式、推挽式和全橋式。因此，我們研究單片機(jī)控制的開關(guān)電源，非常有現(xiàn)實(shí)意義。由于電源輕、小、薄的關(guān)鍵是高頻化，因此國外目前都在致力于同步開發(fā)新型高智能元器件，特別是改善二次整流管的損耗、變壓器電容器小型化，并同時(shí)采用SMT技術(shù)在電路板兩面布置元件以確保開關(guān)電源的輕、小、薄。（3）智能化運(yùn)用電源管理程序?qū)崿F(xiàn)節(jié)電控制也是非常有效而可行的方法，目前大多數(shù)筆記本，普遍采用這種智能節(jié)電管理技術(shù)，它是利用軟件的方法對各主要耗電部件的用電狀態(tài)控制，對暫不工作的部件減少甚至停止供電。 （2）頻率調(diào)制型：占空比保持不變或關(guān)斷時(shí)間不變，改變振蕩器的頻率來穩(wěn)定并調(diào)節(jié)輸出電壓幅度。第二章 開關(guān)電源方案設(shè)計(jì) 開關(guān)電源工作原理開關(guān)電源是指調(diào)整管工作在開關(guān)方式，即導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)的穩(wěn)壓電源，縮寫為SPS（Switching Power Supply）。線性電源是發(fā)展較早的一種電源，其功率管工作在線性放大區(qū)。這樣不但增加了電源的體積和重量，而且也大大降低了電源的效率，就必須增大濾波電容的容量。在工頻電網(wǎng)電壓有較大變化或負(fù)載有較大變化時(shí)，它仍能保證有較穩(wěn)定的輸出電壓，所以穩(wěn)壓范圍寬、穩(wěn)壓效果好。方案2分析：單片機(jī)加入了反饋控制，作用得以利用，但是需要擴(kuò)展A/D和D/A芯片，而且還是需要專門的PWM控制芯片，成本比方案1更高，更不宜采用。 閉環(huán)時(shí)，電源自動(dòng)進(jìn)行脈寬調(diào)制，當(dāng)系統(tǒng)讀取到鍵盤預(yù)置的電壓變化時(shí)，先將鍵盤輸入值和從輸出端的取樣值相比較，假設(shè)當(dāng)前鍵盤輸入為10v，從輸出端取樣的值為6v，差值為4v，則系統(tǒng)會(huì)根據(jù)這個(gè)差值，更新脈寬使得輸出端電壓上升為10v；同樣，當(dāng)鍵盤輸入為6v，輸出端取樣值為10v，差值為4v，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)算法，將占空比減小以使輸出電壓變小，這就是系統(tǒng)脈寬調(diào)制過程。為了減少紋波電壓，輸出端的濾波電容選用低串聯(lián)等效電阻的優(yōu)質(zhì)電容，另外，可以通過并聯(lián)兩個(gè)電容來獲得低的等效串聯(lián)電阻，假設(shè)輸出濾波電容選擇為470UF，則可以取大于該數(shù)值一半多的電容量的電容來并聯(lián)，例如，可以取兩個(gè)250UF的電容，來并聯(lián)。R1和C1構(gòu)成保護(hù)啟動(dòng)延時(shí)電路，以免開機(jī)瞬間負(fù)載電流沖擊造成誤動(dòng)作。當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，EA必須保持低電平。 反饋電路使用ADC0832采樣輸出電壓，該器件只能轉(zhuǎn)換0到5伏的電壓，超過了會(huì)燒毀芯片，當(dāng)要采集大的電壓時(shí)，可以通過電阻分壓再采樣，在程序中再乘以一個(gè)分壓系數(shù)，以代表輸出電壓值。 控制字格式為：D0為工作方式選擇位，D0=1；D1為工作方式選擇位，D1=0，選擇差分輸入方式，D1=1，選擇單端輸入方式；D2為通道選擇位，差分輸入方式時(shí)，D2=0，選擇CH0CH1；D2=1，選擇CH1CH0。即每—時(shí)刻，只選通一個(gè)顯示位，同時(shí)段選控制I／o 口輸出顯示字符對應(yīng)的段選碼，使該位顯示相應(yīng)字符，顯示一定時(shí)間后，再選通下一顯示位。這樣如果確定了計(jì)數(shù)值，就能計(jì)算出定時(shí)時(shí)間，而知道了定時(shí)時(shí)間也可計(jì)算出計(jì)數(shù)器的預(yù)置值。PID調(diào)節(jié)規(guī)律可以通過數(shù)值公式： 近似計(jì)算。采樣次數(shù)n的取值隨被控對象的不同而不同。}PID差值的濾波u0=(u0*3+u)/4。 硬件模塊調(diào)試 這一部分可以在面包板上模擬，將電路連接后，接通電源，先測量變壓器的輸出，再測量整流輸出的電壓，需要注意將整流橋正確的連接，否則會(huì)導(dǎo)致整流輸出電壓不正確，甚至燒壞穩(wěn)壓塊。其它條件有噪聲規(guī)定、可靠性等。10%。所以可以很方便地與因特網(wǎng)（Internet）、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)（Interanet）相連