【正文】 21 21 第 五 章 軟件設(shè)計 軟件流程圖 系統(tǒng)軟件流程圖直觀的描述了如何實現(xiàn)對系統(tǒng)輸出電壓的調(diào)節(jié)。由于在降柵壓程序階段集電極電流 已減小，故軟關(guān)斷時不會出現(xiàn)過大的短路電流下降率和過高的過電壓。 IGBT能夠承受的短路時間取決于它的飽和壓降和短路電流的大小，一般僅為幾μ s至幾十μ s。比較器的基準(zhǔn)可調(diào)，以便調(diào)節(jié)缺相動作閾值。如將電路稍加變動，亦可使比較器輸出高電平封鎖驅(qū)動信號。因此對輸入電源的上限和下限要有所限制，為此采用過壓、欠壓保護(hù)以提高電源的可靠性和安全性。在電源接通瞬間，輸入電壓經(jīng)整流橋（ D1～ D4）和限流電阻 R1對電容器 C充電，限制浪涌電流。 圖 利用 51 單片機(jī)輸出 PWM波 用 T0 定時器控制 PWM 的占空比， T1 控制脈寬。在電容量不變時，要改變兩端電壓就必須改變兩 端電荷，而電荷改變的速度，取決于充放電時間常數(shù)。 在穩(wěn)態(tài)工作時， PWM DC/DC 轉(zhuǎn)換器一個周期內(nèi)，開關(guān)管在導(dǎo)通和關(guān)斷時間內(nèi)的伏秒面積平衡，即在一個開關(guān)周期內(nèi)電感承受的電壓對時間的積分為 0。通過對其中開關(guān)管的 PWM 通 /斷控制，將一種數(shù)值的直流電壓，轉(zhuǎn)換成所需要的另一種數(shù)值，并控制輸入與負(fù)載之間的功率流動，把具有這種功能的轉(zhuǎn)換器叫做 PWM DC/DC 轉(zhuǎn)換器。此時，要求段驅(qū)動電路能吸收額定的段導(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。 特殊情況下可采用雙緩沖輸入方式，即把兩個寄存器都分別接成受控方式。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。電網(wǎng)供給的交流電壓 U1(220V,50Hz) 經(jīng)電源變壓器降壓后，得到符合電路需要的交流電壓 U2，然后由整流電路變換成方向不變、大小隨時間變化的脈動電壓 U3，再用濾波器濾去其交流分量，就可得到比較平直的直流電壓 Ui。目前國內(nèi)在這兩方面研究比較多的是成都電子科技大學(xué)和廣州華南理工大學(xué)，主要是利用單片機(jī)和可編程系統(tǒng)器件 (PSD)來控制開關(guān)直流穩(wěn)壓電源或數(shù)制化電壓單元達(dá)到數(shù)控的目的，但和國外的比較起來，效果不是很理想，還有很大的差距。 綠色化 電源系統(tǒng)的綠色化有兩層含義 :首先是顯著節(jié)電，這意味著發(fā)電容量的節(jié)約，而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因，所以節(jié)電就可以減少對環(huán)境的污染 。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員可通過網(wǎng)絡(luò)定時開關(guān)電源，實現(xiàn)遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)等功能。系統(tǒng)的整個測量過程如鍵盤掃描、量程選擇、開關(guān)啟 動閉合、數(shù)據(jù)的采集、傳輸與處理以及顯示打印等都用微控制器來控制操作，實現(xiàn)測量過程的全部自動化。將單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)有于開關(guān)穩(wěn) 壓電源中，實現(xiàn)開關(guān)穩(wěn)壓電源的數(shù)字化，使其保護(hù)功能更完善、輸出電壓調(diào)節(jié)范圍寬、調(diào)節(jié)精度高，可用于取代傳統(tǒng)的開關(guān)穩(wěn)壓電源。 關(guān)鍵詞 ：單片機(jī)；穩(wěn)壓電源 ；連續(xù)步進(jìn)可調(diào)； 數(shù)模轉(zhuǎn)換 ； XXX： 基于單片 機(jī)的開 關(guān)穩(wěn) 壓電源的設(shè)計 VI Design of Intelligent Power Supply Based on MCU Abstract This paper introduces a singlechip microputerbased Intelligent Power Supply Design program, its core technology through the MCU to control digitaltoanalog converters to change the voltage regulator module subsequent output， Monolithic integrated circuits of the arm of a constant source of the test, output voltage power output voltage and the set value of the poor and the use of pwm output within modules pwm, directly control the power of work. arm extended key, digital display realize the functions of output voltage. The system consists of rectifier filter preliminary regulator of the MCU control of the DAC and display ponents, the power supply can be continuously adjustable stepper, and can be realtime display, made up for the shortings of traditional voltage regulator power supply. And the buck pwm dcdc converters, it is a high frequency pwm pulses to control, the report of the road than repeat and off the bination of pwm switching by change of air of pwm than to change the output voltage. be acpanied by the protection circuit, such as the waves against the soft and prevent overpressure, owing to pressure and heat, a flow and shortcircuit and lack of equal protection circuit, can effectively ensure switch security in the circuit normal effective operation. Key words： MCU。小功率開關(guān)電源的設(shè)計中 ,普遍采用專用集成芯片控制脈 寬調(diào)制技術(shù)。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。 開關(guān)穩(wěn)壓電源具有效率高穩(wěn)定性能好保護(hù)措施完善等 優(yōu)點，但由于控制信號一般通過精密穩(wěn)壓器 TL43光耦等獲得，使得輸出電壓很難做到寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。 指導(dǎo)教師（簽字） 教研室主任（簽字） 批 準(zhǔn) 日 期 2020 年 12月 30 日 接受任務(wù)書日期 2020 年 1 月 6 日 完 成 日 期 2020 年 6 月 16日 接受任務(wù)書學(xué)生（簽字） 武漢理工 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） V V 基 于單片機(jī)的開關(guān)穩(wěn)壓電 源的設(shè)計 摘 要 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 ，利用單片機(jī) ARM片內(nèi) A/D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，利用片內(nèi) PWM模塊輸出 PWM波，直接控制電源 的工作。開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)晶體管開通和關(guān)斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源， 開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（ PWM）控制 IC 和 MOSFET 構(gòu)成。 XXX： 基于單片 機(jī)的開 關(guān)穩(wěn) 壓電源的設(shè)計 2 第一章 概述 直流穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向 智能化 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微處理器的。 ③具有友好的人機(jī)對話能力。但是，現(xiàn)在數(shù)字式信號、數(shù)字電路顯得越來越重要，數(shù)字信號處理技術(shù)日趨完善成熟，顯示出越來越多的優(yōu)點 :便于計算機(jī)處理控制、避免模擬信號的畸變失真、減小 雜散信號的干擾 (提高抗干擾能力 )、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測遙調(diào)，也便于自診斷、容錯等技術(shù)的植入。 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 在我國，以電 力電子學(xué)為核心技術(shù)的電源產(chǎn)業(yè)，從二十世紀(jì) 60 年代中期開始形成，到了 90 年代以來，電源產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展時期。 系統(tǒng)研究方向 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。 圖 直流穩(wěn)壓電源框圖 穩(wěn)壓電路設(shè)計 圖 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 由運(yùn)放組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源，電路如圖 。 DAC0832 的原理框圖如圖 所示。數(shù)碼管由 8 個發(fā)光二極管（以下簡稱字段）XXX： 基于單片 機(jī)的開 關(guān)穩(wěn) 壓電源的設(shè)計 8 構(gòu)成，通過不同的組合可用來顯示數(shù)字 0 ?字符 A ? F、 H、 L、 P、 R、 U、 Y、符號“ ?”及小數(shù)點“ ?”。對照圖 （ a），字型碼各位定義如下： 數(shù)據(jù)線 D0 與 a字段對應(yīng)， D1 字段與 b 字段對應(yīng)??，依此類推。而本設(shè)計中采用的是降壓型 PWM DC/DC 轉(zhuǎn)換器。 式（ ） iU 和 oU 分別為 Buck PWM DC/DC 轉(zhuǎn)換器的輸入電壓和輸出電壓。 圖 AT89C51 主控電路 主控電路中包括 AT89C51 工作的基本電路：復(fù)位電路和晶振電路，還有兩個按鍵： +SW 鍵和 SW 鍵，這兩個按鍵用于控制輸出電壓的增加與減小。在電氣技術(shù)指標(biāo)滿足正常使用要求的條件下，為使電源在惡劣環(huán)境及突發(fā)故障情況下安全 可靠地工作，必須設(shè)計多種保護(hù)電路，比如防浪涌的軟啟動，防過壓、欠壓、過熱、過流、短路、缺相等保護(hù)電路。 武漢理工 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 17 圖 K1和限流電阻構(gòu)成的軟啟動電路 圖 替代 RC的延遲電路 圖 K1和限流電阻 R1構(gòu)成的防浪涌電流電路。 XXX： 基于單片 機(jī)的開 關(guān)穩(wěn) 壓電源的設(shè)計 18 圖 、欠壓、過熱保護(hù)電路 圖 4比較器 LM339及幾個分立元器件構(gòu)成的過壓、欠壓、過熱保護(hù)電路。檢測電網(wǎng)缺相通常采用電流互感器或電子缺相檢測電路。 武漢理工 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 19 圖 圖 ， A、 B、 C缺任何一相，光耦器輸出電平低于比較器的反相輸入端的基準(zhǔn)電壓，比較器輸出低電平，封鎖 PWM驅(qū)動信號，關(guān)閉電源。為了實現(xiàn) IGBT的短路保護(hù)，則必須進(jìn)行過流檢測。 為了使電源在短路故障狀態(tài)不中斷工作，又能避免在原工作頻率下連續(xù)進(jìn)行短路保護(hù)產(chǎn)生熱積累而造成 IGBT損壞，采用降柵壓保護(hù)即可不必在一次短路保 護(hù)立即封鎖電路，而使工作頻率降低（比如 1Hz左右），形成間歇“打嗝”的保護(hù)方法，故障消除后即恢復(fù)正常工作。以單片機(jī)為主體取代傳統(tǒng)儀器儀表的常規(guī)電子線路，將單片機(jī)技術(shù)與測量控制技術(shù)結(jié)合在一起，組成新一代的所謂“智能化測量控制儀表”。 武漢理工 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 25 致謝 本次畢業(yè)設(shè)計論文是在我的指導(dǎo)老師 XX 教授 的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成的。 control switch K of the duty cycle D decreases, there will be flow filtration wave inductor current iL that there is no L continuous, so that the output voltage Uo of the voltage ripple ΔUPP increased, causing the output voltage fluctuations. It can be seen, adjust the series switching power supply output voltage Uo the size of the filter is actually the same time, adjust the flow filtration wave inductor L and the control switch duty cycle D, the size of K. When the control switch K, the duty cycle D is less than , the current wave filter inductor L current iL that there is no continuous flow of filtered output current Io is less than the maximum current iLm wave inductor L of the half, filtering the voltage output voltage Uo ripple ΔUPP will be significantly incre