【文章內(nèi)容簡介】 83。 21 電壓反饋比較子程序模塊 22 按鍵掃描子程序模塊 23 系統(tǒng)測試 24 硬件 測試 24 軟件調(diào)試 25 總結(jié)和展望 27 參考文獻(xiàn) 28 致謝 29 附錄一 系統(tǒng)整體原理圖 30 附錄二 系統(tǒng)源程序 31 附錄三 PCB 圖 44 附錄四 實物圖 45 附錄五 元器件清單 46 基于單片機(jī)的路燈穩(wěn)壓控制系統(tǒng) 第 1 頁，共 48 頁 電是工業(yè)的動力，是人類生活的源泉，如果沒了電，人類將失去光明，人類生活將變成一片混亂。電能給我 們帶來幸福，我們卻時時刻刻在浪費它，特別是我們用的照明路燈，浪費得特別嚴(yán)重。 現(xiàn)在，各個城市，大街小巷都裝有路燈，路燈已成為家喻戶曉的照明設(shè)備。但我們并不知道，隨著照明路燈的劇增，路燈的用電量也在急劇增加。而且路燈基本都采用高壓鈉燈（該燈功率大），區(qū)域內(nèi)供電電壓極不穩(wěn)定，波動范圍大。尤其是在下半夜，電壓通常高達(dá) 250V 以上，致使燈泡損耗率極高。為節(jié)省能耗，減少浪費，降低成本，有必要進(jìn)行改造 。 對城市路燈的設(shè)計已經(jīng)成為了當(dāng)務(wù)之急，特別是午夜之后車流量急劇減少時，應(yīng)該適當(dāng)?shù)年P(guān)閉路燈，節(jié)省用電。但是我國的既能省電又 能延長路燈壽命的技術(shù)相比國外卻是落后了，特別是要針對我國的現(xiàn)狀并且吸取國外的技術(shù)經(jīng)驗才能設(shè)計出符合我國的路燈控制技術(shù) 。 因此，我嘗試?yán)脝纹瑱C(jī)來控制電壓的穩(wěn)定輸出，降低額外浪費。 本文主要介紹了如何利用單片機(jī)來控制穩(wěn)壓，恒流輸出。本設(shè)計主要以三端穩(wěn)壓電路來實現(xiàn)輸入電壓的穩(wěn)定，利用數(shù)模轉(zhuǎn)換電路來實現(xiàn)輸出電壓 /電流的采集、反饋， 接著 讓單片機(jī)來控制輸出， 從而形成一個閉環(huán)反饋回路。 緒論 電源技術(shù)尤其是數(shù)控電源技術(shù)是一門實踐性很強(qiáng)的工程技術(shù)，服務(wù)于各行各業(yè)。當(dāng)今電源技術(shù)融合了電氣、電子、系統(tǒng)集成、材料等諸多學(xué)科領(lǐng) 域。直流穩(wěn)壓電源是電子技術(shù)常用的 儀器 設(shè)備之一，廣泛的應(yīng)用于教學(xué)、科研等領(lǐng)域，是電子實驗員、電子設(shè)計人員及電路開發(fā)部門進(jìn)行實驗操作和科學(xué)研究所不可缺少的電子儀器。在電子電路中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源來供電。而整個穩(wěn)壓過程是由電源變壓器、整流、濾波、穩(wěn)壓等四部分組成。然而這種傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源功能簡單、不好控制、可靠性低、干擾大、精度低且體積大、復(fù)雜度高。普通的直流穩(wěn)壓電源品種有很多，但均存在以下二個問題：輸出電壓是通過粗調(diào)（波段開關(guān)）及細(xì)調(diào)（電位器）來調(diào)節(jié)。這樣，當(dāng)輸出電壓需要精確輸出，或需要再一個小范 圍內(nèi)改變時，困難就較大。另外，隨著使用時間的增加，波段開關(guān)基于單片機(jī)的路燈穩(wěn)壓控制系統(tǒng) 第 2 頁，共 48 頁 及電位器難免接觸不良，對輸出會有影響。穩(wěn)壓方式均是采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，對過載限流或截流型保護(hù)，電路構(gòu)成復(fù)雜，穩(wěn)壓精度也不高。 隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，以單片機(jī)為核心的 新一代智能型穩(wěn)壓電源不但電路簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，價格低廉，性能卓越，而且由于單片機(jī)具有計算和控制能力，利用它對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行各種計算，從而可排除和減少由于干擾信號和模擬電路引起的誤差，提高穩(wěn)壓電源輸出電壓和控制電流精度，降低了模擬電路的要求。 在家用電器和其他各類電子設(shè)備中，通常都需要電壓穩(wěn)定 的直流電源供電。但在實際生活中，都是由 220V 的交流電網(wǎng)供電。這就需要通過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路將交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電。濾波器用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般傳統(tǒng)電路由濾波扼流圈和電容器組成，若由晶體管濾波器來替代，則可縮小直流電源的體積，減輕其重量，且晶體管濾波器直流電源不需直流穩(wěn)壓器就能用作家用電器的電源，這既降低了家用電器的成本，又縮小了其體積，使家用電器小型化。傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源通常采用電位器和波段開關(guān)來實現(xiàn)電壓的調(diào)節(jié)，并由電壓表指示電壓值的大小。因此，電壓的調(diào)整精度不高，讀數(shù)欠直觀，電位 器也容易磨損。而基于單片機(jī)控制的直流穩(wěn)壓電源能較好地解決以上傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源的不足。 國內(nèi)外研究狀況 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。一方面，電源產(chǎn)業(yè)規(guī)模的發(fā)展在加快 。另一方面，在國家自然科學(xué)基金的資助下或創(chuàng)新意識指導(dǎo)下，我國電力電子技術(shù)的研究從吸收消化和一般跟蹤發(fā)展到前沿跟蹤和基礎(chǔ)創(chuàng)新，電源產(chǎn)業(yè)界涌現(xiàn)了一些技術(shù)難度較大，具有國際先進(jìn)水平的產(chǎn)品，而且還產(chǎn)生了一大批具有代表性的研究成果和產(chǎn)品 。目前國內(nèi)還開展了跟蹤國際多方 面前沿性課題的研究或基礎(chǔ)創(chuàng)新研究。但是我國電源產(chǎn)業(yè)與發(fā)達(dá)國家相比，存在著很大的差距和不足 :在電源產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性、開發(fā)投入、生產(chǎn)規(guī)模、工藝水平、先進(jìn)檢測設(shè)備、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、持續(xù)創(chuàng)新能力等方面的差距為 1015 年。 目前我國市場上有多種路燈節(jié)能控制產(chǎn)品，能達(dá)到一定節(jié)能效果，但就功能和效果上還不能盡如人意，主要由以下幾類情況： 采用自禍變壓器及磁飽和電抗器的降壓技術(shù)。其不足是由于反應(yīng)速度較慢，基于單片機(jī)的路燈穩(wěn)壓控制系統(tǒng) 第 3 頁，共 48 頁 用電高峰時電壓降到非穩(wěn)定區(qū)，容易造成燈光閃滅，不能自動調(diào)節(jié)，同時如果電壓突然升高，則不能避免燈具受到市電的瞬時高壓沖 擊，對燈具的保護(hù)能力較差 。相對來說穩(wěn)壓功能較差。針對于磁飽和電抗器來說，除了上述不足外，其效率也普遍偏低。 采用電氣器件構(gòu)成的可控硅式設(shè)備。該設(shè)備主要采取簡單的相控技術(shù)，不足之處是元件容易發(fā)熱燒壞，由于采用相控技術(shù)產(chǎn)生諧波污染電網(wǎng)，使熒光燈和氣體燈小停閃動，減損燈具壽命及相關(guān)附件的使用壽命，降低照明質(zhì)量，不綠化不環(huán)保，國家相關(guān)規(guī)定已經(jīng)明確禁止使用這種無功補(bǔ)償技術(shù)設(shè)備，以系統(tǒng)節(jié)電濾波形式，主要是凈化電網(wǎng)，補(bǔ)充無功功率，補(bǔ)償電網(wǎng)，而對于有功電度表計量系統(tǒng)，缺少實際節(jié)電效果。 如今隨著直流電源技術(shù)的飛躍發(fā)展，整流 系統(tǒng)由以前的分立元件和集成電路控制發(fā)展為微機(jī)控制，從而使直流電源智能化，具有遙測、遙信、遙控的三遙功能，基本實現(xiàn)了直流電源的無人值守。并且，在當(dāng)今科技快速發(fā)展過程中，模塊化是直流電源的發(fā)展趨勢，并聯(lián)運行室電源產(chǎn)品大容量化地一個有效手段，可以通過設(shè)計 N+1 冗余電源系統(tǒng)，實現(xiàn)容量擴(kuò)展，提高電源系統(tǒng)的可靠性、可用性，縮短維修、維護(hù)時間。電流模塊電源采用電流型控制模式，集中式散熱技術(shù)，實時多人物監(jiān)控，具有高效、高可靠、超低輻射，維護(hù)快捷等優(yōu)點，機(jī)箱結(jié)構(gòu)緊湊，防腐與散熱也作了多方面的加強(qiáng)。它的應(yīng)用將會克服大功率電源的 制造、運輸及維修等困難。而且和傳統(tǒng)可控硅電源相比節(jié)電 20%30%節(jié)能優(yōu)勢，奠定了它將是未來大功率直流電源的首選。 近 20 年來，美國和日本照明節(jié)能集中在使用緊湊型熒光燈 (CFL)和熒光燈采用鎮(zhèn)流器兩個方面。國外照明節(jié)能技術(shù)的發(fā)展具有以下特點 . (1)大力推動綠色照明，在光源的材料，使用規(guī)范上加以有效管理，出臺了一系列的標(biāo)準(zhǔn)和管理要求，將照明節(jié)能推廣到全民范圍 。 (2)不斷提高功率器件性能要求，主要體現(xiàn)在鎮(zhèn)流裝置上技術(shù)提高。通過對鎮(zhèn)流器技術(shù)改進(jìn)來提高照明設(shè)備的功率因素。 論文的總體結(jié)構(gòu) 第一部分主要是 介紹本設(shè)計的背景、意義以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，還介紹了本設(shè)計的主要研究內(nèi)容。 基于單