【正文】 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 27 參考文獻(xiàn) 1 黃珍貴 .基于 D/A 轉(zhuǎn)換器的程控電源設(shè)計(jì) .沈陽(yáng)工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào) , 12～ 16 2 周加超 .直流穩(wěn)壓電源的演變過程 .科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì) , 25～ 27 3 賀洪江 .一種高精度數(shù)控直流電源的設(shè)計(jì) .河北建筑科技學(xué)院學(xué)報(bào) , ,33～ 39 4 程曉玲 ,數(shù)字給定式 穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) ,天津輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào) , 45～ 46 5 程杰寶 ,實(shí)用高效率直流穩(wěn)壓電源 .實(shí)用電子制作 ,25～ 26 6 陳希 .可網(wǎng)絡(luò)化管理的高精度多路數(shù)控直流電源 .浙江師范大學(xué)學(xué)報(bào) , ,23～ 26 7 樊俊峰 .新型分布式直流電源系統(tǒng)（碩士學(xué)位論文） .河海大學(xué) , ,5～ 11 8 朱艷萍 .軟開關(guān)高功率因數(shù)“綠色 ” 開關(guān)電源研究（碩士學(xué)位論文） . 燕山大學(xué) ,31～ 34 9 張毅剛，彭喜元，姜守達(dá) . 新編 MCS51 單片機(jī) 應(yīng)用設(shè)計(jì) . 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 20xx， 25~26,29~50,53~67,203~213,322~376 10 周志敏，周紀(jì)海 . 開關(guān)電源實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用 .人民郵電出版社，20xx， 1～ 16 11 康華光 ,陳大欽 ,電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分 .高等教育出版社 ,1999，443467 12 曲學(xué)基，王增福，曲敬凱 .穩(wěn)定電源基本原理與工藝設(shè)計(jì)，電子工業(yè)出版社， 20xx， 142～ 200 13 何希才，張名莉 .新型穩(wěn)壓電源及應(yīng)用實(shí)例，電子工業(yè)出版社， ，1～ 54 14 段九州 .電源電路實(shí) 用設(shè)計(jì)手冊(cè)，遼寧科學(xué)技術(shù)出版社， ， 1～ 41河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 28 附錄 1 MAX508 引腳圖如圖： 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 29 附錄 2 整體電路圖： 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 30 附錄 3 LM324 引腳圖： MAX197 引腳圖： 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 31 致謝 在我的畢業(yè)論文將要完成的時(shí)候，想要說的感謝很多。流程如圖 43 所示： 之后，判斷結(jié)果是否理想，來決定下一步是返 回還是繼續(xù)進(jìn)行 D/A 變換，繼續(xù)調(diào)整輸出電壓。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 22 主程序流程如圖 41 所示： 圖 41 主流程圖 系統(tǒng)初始化時(shí)，屏蔽中斷，設(shè)置好 MAX197 的程序控制字，采用查詢方式查詢 0INT 端，來判斷 A/D 轉(zhuǎn)換是否完成。 圖 31 穩(wěn)壓管保護(hù)電路 此時(shí)，限制穩(wěn)壓管得最大輸出電流為 OI ＝（ DU beU ） /R.。 獨(dú)立式按鍵就是各按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵各接一個(gè)輸入線，一根輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不會(huì)影響其他輸入線上的工作狀態(tài)。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。 根據(jù) A/D 轉(zhuǎn)換器的原理可將 A/D 轉(zhuǎn)換器分為兩大類。保護(hù)電路是保護(hù)硬件部分安全的，確保硬件不會(huì)因電流過大而毀掉。 R R2 與 LR并聯(lián)組成分壓器，起到取出輸出電壓的作用，叫做取樣電路。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 11 圖 213 串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電路框圖 取樣電路和基準(zhǔn)電壓相比較，并把比較后的誤差信號(hào)送放大器，增強(qiáng)反饋控制效果，因?yàn)槿拥脕淼檬请妷盒盘?hào)，所以這種電壓源實(shí)際上是一個(gè)以電壓為調(diào)節(jié)對(duì)象得自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其調(diào)節(jié)模式如圖 所示。 穩(wěn)壓管基本應(yīng)用電路 硅穩(wěn)壓管也稱為齊納二極管，其伏安特性如圖所示。 在大功率輸出的電源穩(wěn)壓電路中，由于輸出電流較大，為了減少功率損耗，一般不用電阻做濾波器件，經(jīng)常使用的是 LC 元件構(gòu)成的π型濾波電路。 以上簡(jiǎn)單介紹了幾種整流電路，根據(jù)其優(yōu)缺點(diǎn)的判斷，所以在我的設(shè)計(jì)中采用了橋式整流電路。穩(wěn)壓電路的作用是 當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)、負(fù)載和溫度變化時(shí)，維持輸出直流電壓的穩(wěn)定。要進(jìn)一步提高開關(guān)穩(wěn)壓電源的效率，就必須提高電源的工作頻率。由于調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，因而功率損耗小，效率高。 整個(gè)電路的設(shè)計(jì)就是在綜合考慮各個(gè)模塊現(xiàn)有的電路的基礎(chǔ)上，選擇最佳電路來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)的。穩(wěn)壓部分由達(dá)林頓管作為調(diào)整管，由運(yùn)放作為反饋取樣之后的放大電路，利用放大電路來提高調(diào)整管的反應(yīng)靈敏度電壓穩(wěn)定性。 開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，通過控制開關(guān)晶體管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。開關(guān)電源代替線性電源和相控電源是大勢(shì)所趨 ,因此 ,同樣具有幾十億產(chǎn)值需求的電力操作電源系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)正在啟動(dòng) ,并將很快發(fā)展起來。由于此脈動(dòng)的直流電壓還含有較大的紋波，必須通過濾波電路加以濾除，從而得到平滑的支流電壓。 綜上，橋式整流電路的特點(diǎn)是：與半波整流電路相比，在 V2,RL 相同的條件下，輸出的直流電壓提高了一倍；電流脈動(dòng)程度減??；變壓器正負(fù)半周都有對(duì)稱電流流過，既得到充分利用，又不存在單向磁化的問題。 由于電感交流電阻很大，而直流電阻很小，輸出直流分量在電感上損失很小，所以它適用于負(fù)載電流比較大的場(chǎng)合，而且外特性較好，即負(fù)載電流變化時(shí)，輸出直流電壓變化較小，另外，電感濾波的二極管導(dǎo)通角不會(huì)減小，避免了浪涌電流的產(chǎn)生。通常穩(wěn)壓器在額定范圍內(nèi)使用時(shí)， OR 約在 以下 。一般情況下，它包括調(diào)整管、取樣電路、基準(zhǔn)電壓源及誤差比較放大器等主要部分。 （ 2） 帶有放大器的串聯(lián)反饋型晶體管穩(wěn)壓電路 簡(jiǎn)單的反饋型晶體管穩(wěn)壓電 路，是直接利用輸出電壓的變化量來控制調(diào)整管的電壓 ceU 變化的所以其靈敏度和電壓穩(wěn)定性都不夠理想。穩(wěn)壓方面選用串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電路，在比較放大方面選用集成運(yùn)方代替晶體管，使得電路更加方便，簡(jiǎn)單，而且穩(wěn)定可靠。 本次設(shè)計(jì)所使用的 D/A 轉(zhuǎn)換器是 MAX508，它是美國(guó)美信公司生產(chǎn)的具有內(nèi)部參考，電壓輸出型 2 位 D/A 轉(zhuǎn)換器。 MAX508 的輸出作為基準(zhǔn)電壓，接在運(yùn)放的正端， MAX197 接取樣電路，取樣為輸出的 1/8，轉(zhuǎn)換后作為輸出的比較進(jìn)行智能調(diào)整，以得到穩(wěn)定的電壓輸出。 本設(shè)計(jì)中，采用 LED 動(dòng)態(tài)顯示的方法，由串行口輸出段選碼和位選碼。另外，還有過熱 保護(hù)。 該指令系統(tǒng)大致可分為 5 類：數(shù)據(jù)傳送類指令；算術(shù)操作類指令；邏輯運(yùn)算類指令；控制轉(zhuǎn)移類指令；位操作類指令等等。流程如圖 42 所示： 除法在本程序中的作用就是用來計(jì)算輸出的 D/A 轉(zhuǎn)換碼是多少的?；具^程：用戶輸入所需電壓，根據(jù)所需電壓計(jì)算 D/A 的輸出，通過穩(wěn)壓電路穩(wěn)定輸出， 同時(shí)反饋輸出電壓給單片機(jī)。 韓 老師多次為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。 軟件方面采用查詢方式相應(yīng)按鍵，會(huì)產(chǎn)成相應(yīng)不及時(shí)的問題。待 MAX197 轉(zhuǎn)換完成，讀取數(shù)據(jù)到單片機(jī)中，調(diào)用比較調(diào)整程序，自動(dòng)調(diào)整 508 的輸出，使最終的輸出結(jié)果穩(wěn)定而且達(dá)到用戶的需河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 23 要。 二極管組成得過流保護(hù)電路 電路如圖所示： 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 21 圖 32 二極 管組成的過流保護(hù)電路 bR 為保護(hù)管的基極電阻， R 為檢測(cè)電阻，當(dāng)檢測(cè)電壓 OI R 小于保護(hù)管發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓時(shí)和 bR 上的壓降時(shí)，保護(hù)管不工作， OI 在安全范圍內(nèi)工作；當(dāng) OI 大于一定值時(shí)， OI R 將使保護(hù)管導(dǎo)通，其集電極電流為調(diào)整管的基極電流分流，使調(diào)整管基極電流、集電極電 流及輸出電流相應(yīng)減小，從而起到限制作用。當(dāng)每個(gè)按鍵需占用一根輸入口線，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，需要較多的輸入口線且電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故此種鍵盤適合用于按鍵較少或者操作速度較高的場(chǎng)合。只要 Vcc 的上升時(shí)間不超過1ms,，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位。盡管 A/D 轉(zhuǎn)化器的種類很多， 但目前應(yīng)用較廣泛的主要有以下幾種：逐次逼近式轉(zhuǎn)換器、雙積分式轉(zhuǎn)換器、Σ－Δ式 A/D 轉(zhuǎn)換器和 V/F 轉(zhuǎn)換器。通過控制 D/A 轉(zhuǎn)換來輸出基準(zhǔn)電壓，通過控制 A/D 轉(zhuǎn)換來讀取反饋電壓，并自動(dòng)調(diào)整 D/A 的輸出來使輸出電壓穩(wěn)定，達(dá)到程控穩(wěn)壓的目的。晶體管 2VT 把從取樣電路送來的輸出電壓上升或下降的變化信號(hào)與基準(zhǔn)電壓相比較，并把比較結(jié)果產(chǎn)生的差值電壓（或者叫做誤差電壓）加以放大，以此來控制調(diào)整管1VT 的管壓降 1ceU ，從而使輸出電壓基本保持穩(wěn)定。 圖 214 串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電路調(diào)節(jié)模式 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 12 串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓原理是調(diào)整元件的動(dòng)態(tài)電阻是隨著輸出電壓的變化而自動(dòng)改變的。因?yàn)槿绻ぷ麟娏魈。瑒t電壓隨電流的變化很大，達(dá)不到穩(wěn)壓的目的；但工作電流也不能太大，以免超過管子的額定功率，造成損壞。通常，完整的穩(wěn)壓電源電路包括有整流、濾波、和穩(wěn)壓電路。濾波電路一般由電抗元件組成，如在負(fù)載電阻兩端并聯(lián)上電容器C，或在負(fù)載中串聯(lián)上電感器 L，或由電容，電感組合而成的各中復(fù)式濾波電路。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 4 圖 22 單相半波整流電路 電路中， T 為變壓器，其作用是將市電 220V 的交流電壓變成所需要的直流電壓， VD 是整流二極管，其作用是方向變化的交流電變?yōu)閱蜗嗟拿}動(dòng)直流。進(jìn)一步研制適應(yīng)高頻率工作的有關(guān)電路元器件，是從事開關(guān)穩(wěn)壓電源研制科技人員要解決的第二個(gè)問題。 電源技 術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 新型半導(dǎo)體器件的發(fā)展使開關(guān)電源技術(shù)進(jìn)步的龍頭。 mutate。該電源的功能由硬件和軟件兩方面來實(shí)現(xiàn)。常規(guī)的穩(wěn)壓電源為串聯(lián)調(diào)整線性穩(wěn)壓電源，它通常由 50Hz工頻變壓器、整流器、濾波器、串聯(lián)調(diào)整線性穩(wěn)壓器組成。 開 關(guān)電源技術(shù)因應(yīng)用需求不斷向前發(fā)展 ,新技術(shù)的出現(xiàn)又會(huì)使許多應(yīng)用產(chǎn)品更新?lián)Q代 ,還會(huì)開拓更多更新的應(yīng)用領(lǐng)域。 第 2 章 穩(wěn)壓電源整 體設(shè)計(jì) 在電子電路中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源供電。 橋式整流電路的電壓可作如下估算。所以這種電路只適用于小電流的場(chǎng)合。 另外還有以γ的倒數(shù) S 為標(biāo)準(zhǔn)，稱 S＝ 1/γ為穩(wěn)定系數(shù)的。若負(fù)載經(jīng)常變動(dòng)，要求輸出電壓連續(xù)可調(diào)，穩(wěn)定性能好，就要采用晶體管穩(wěn)壓源。如果當(dāng)輸入電壓減小或負(fù)載增大，使得輸出電壓 OU 下降時(shí) ，調(diào)節(jié)過程與上述正好相反。一方面，橋式電路使用方便簡(jiǎn)單，另一方面，有現(xiàn)成的集成元件可用。 D/A 轉(zhuǎn)換器的指標(biāo)很多，我們最關(guān) 心的是 ：分辨率，指輸入單位數(shù)字量變化引起的模擬量輸出的變化，是對(duì)輸入量變化敏感程度的描述；建立時(shí)間，是描述轉(zhuǎn)換速度快慢的一個(gè)參數(shù)，用于表明轉(zhuǎn)換速度；轉(zhuǎn)換精度，理想情況下，精度與分辨率基本一致，位數(shù)越多精度越高。采用兩條處理語句來分別傳送數(shù)據(jù)的高四位和低八位。 數(shù)碼管顯示電路 本電路采用的是 LED 顯示器發(fā)光二極管 LED 由半導(dǎo)體材料磷砷花鎵或碳化硅等制作成 PN 結(jié)，當(dāng)正向偏置時(shí)，電流加大，由于電子和空穴復(fù)合釋放出熱量而發(fā)光。當(dāng)電路發(fā)生異常時(shí)，保護(hù)電路起作用。尋址方式 就是在指令中說明操作數(shù)所在地址的方法。首先，把被除數(shù)得高位與除數(shù)相比較，如被除數(shù)高位大于除數(shù)，則商為 1，并從被除數(shù)中減去除數(shù)，形成一個(gè)部分余數(shù)；否則商位為 0，不執(zhí)行減法。軟件部分利用單片機(jī)語言編程，控制 D/A數(shù)據(jù)輸出和 A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的接收