【導(dǎo)讀】在國際上，自美國在20世紀(jì)50年代相繼出現(xiàn)單端式和推挽式開關(guān)電源之后，在60年代就提出了要逐步取消工頻整流式電源的要求。70年代，SG公司首先制造。各種開關(guān)電源的發(fā)展方向基本上都是采用更先進的新器件、新技術(shù)、新材料、低對電網(wǎng)的污染，消除對其他設(shè)備的干擾，增強智能化程度等等。目前空間技術(shù)、計算機、通信、雷達及家電中的電源逐漸被開關(guān)電源取代。在一般應(yīng)用的串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓電源，是連續(xù)控制的線性穩(wěn)壓電源。這種傳統(tǒng)的串聯(lián)穩(wěn)。過載和短路的能力差、效率低，一般只有35~60%。所以需要采用大功率調(diào)整管并裝有體積很大的散熱器。耗較小，散熱器也隨之減小。此外，開關(guān)頻率工作在幾十kHz，濾波電感、電容可。用較小數(shù)值的元件，允許的環(huán)境溫度可可以大大提高。與傳統(tǒng)的可控硅調(diào)角式交流穩(wěn)壓電源相比，具有效率高、體積小、非線性失。以及微處理器及其周邊元部件等，都給與較為詳盡的闡述。測等也有相應(yīng)的介紹，最后給出了按設(shè)計要求所測試的結(jié)論。

　　

【正文】 圖 19 78L24 型 穩(wěn)壓電路 第 3 節(jié) 制作與調(diào)試 整個裝置在萬能電路板上焊接安裝，部件之間均采用標(biāo)準(zhǔn)接插件連接，以方便分模塊進行安裝和調(diào)試。 微處理器的調(diào)試 在正常 5V 供電情況下，時鐘采用 12MHz 的晶體振蕩器，用示波器觀測 XTAL2，可測得 12MHz 的標(biāo)準(zhǔn)方波。此外， RC復(fù)位接到 RESET 腳，在通電瞬間用示波器觀測，有一個高電平的微分脈沖。最后，測量 EA 引腳，為高電平，表示將從 MCU 內(nèi)部取程序運行。一切試驗好后用仿真器代替 MCU 芯片進行其他項目的調(diào)試。 AD 轉(zhuǎn)換器的調(diào)試 將編制好的 AD 轉(zhuǎn)換器程序下載到仿真器仿真 ROM 中，在輸入端加 0V 的直流電壓，編程讀取的讀數(shù)應(yīng)該為 0000H，在輸入端加 +5V 的直流電壓，編程讀取的讀數(shù)應(yīng)該為 0FFFFH。表示 A/D 轉(zhuǎn)換器工作正常。 如果在輸入端加 0V 的直流電壓，編程讀取的讀數(shù)不是 0000H，而是一個偏離于78L24 負(fù)載 1 2 3 220V 19 0V 附近的很小的值，則在進行較大數(shù)據(jù)的 AD 轉(zhuǎn)換后應(yīng)該將結(jié)果減去這個較小的數(shù)值。如果偏離 0V的 0000H 很多，例如 07FFH，則要從軟硬件檢查，例如看看是不是AD轉(zhuǎn)換器損壞， 或程序由明顯的疏漏，直到查出問題解決好為止。 DA 轉(zhuǎn)換器的調(diào)試 將編制好的 DA 轉(zhuǎn)換器程序下載到仿真器仿真 ROM中，將數(shù)據(jù) 00H 輸出到 DA轉(zhuǎn)換器，用電壓表測量其電壓應(yīng)該為 0V，將數(shù)據(jù) 0FFH 輸出到 DA轉(zhuǎn)換器，用電壓表測量其電壓應(yīng)該為 5V。表示 D/A轉(zhuǎn)換器工作正常。 如果將數(shù)據(jù) 00H 輸出到 DA 轉(zhuǎn)換器，用電壓表測量其電壓不是 0V，則要從軟硬件檢查，例如看看是不是 DA轉(zhuǎn)換器損壞，或程序由明顯的疏漏，直到查出問題解決好為止。 LCD 顯示器的調(diào)試 將編制好的 LCD 顯示器程序下載到仿真器仿真 ROM 中，向 LCD 顯示器輸出不同位置不同漢字或字符編碼的指令代碼，應(yīng)在顯示器上相應(yīng)位置顯示出相應(yīng)的漢字或字符。表示 LCD 顯示器工作正常。 如果 LCD 顯示器工作不正常，則要從軟硬件檢查，例如看看是不是 LCD 顯示器損壞，或程序由明顯的疏漏，直到查出問題解決好為止。 鍵盤的調(diào)試 將編制好的鍵盤程序下載到仿真器仿真 ROM 中，按下不同的按鍵，其讀取的鍵值應(yīng)不同，最后應(yīng)轉(zhuǎn)換成 00H－ 09H、 0AH－ 0FH 的鍵值，鍵盤調(diào)試正常。實際上我們只用到兩個按鍵，例如定義 0EH 鍵為穩(wěn)壓鍵， 0FH 鍵為穩(wěn)流鍵。其余 14 個按鍵 均有待于擴展時使用。 主整流和濾波電路的調(diào)試 主整流和濾波電路的裝置按圖接好，先將輸出端斷開，仔細(xì)檢查元件和接線，確保萬無一失方可通電。因為這部分電路通電后最易發(fā)生危險，例如人身觸電危險或元件爆炸危險。通電后檢查輸出電壓，如果輸入為 220V 的市電，其輸出空載 Vdd和 Vss 之間應(yīng)該為 311V左右的直流電。 三角波的調(diào)試 在三角波發(fā)生器電路中，選擇 R1 和 R2為相同的值 10K，以保證方波占空比為50%， A1 輸出端接示波器和頻率計，先用 3296 多圈電位器代替 R3，仔細(xì)微調(diào) R3，使輸出的方波頻率 為 150KHz，再將 A2 輸出端接示波器和頻率計，用 3296 多圈電位器代替 R4，仔細(xì)微調(diào) R4，觀測示波器上顯示的三角波輸出幅度為 5V~0V~5V 為止，最后用與代替 R3和代替 R4相同阻值的固定電阻取代其相應(yīng)的 3296電位器。 正弦波調(diào)試 將電壓互感器和外接 24V 直流電壓以及所有與正弦波相關(guān)的電路接好，先用外 20 部穩(wěn)壓電源代替 DA 送來的信號，使流過光耦里二極管的電流方便可調(diào)，用示波器和mV表接運算放大器的輸出端，改變流過光耦的電流，觀測正弦波在其示波器上的幅度和 mV 表上的讀數(shù)應(yīng)作相應(yīng)的變化。也用 3296 多圈電位器暫時代替分壓電阻，在輸入電流為 10mA 時調(diào)節(jié)電位器，使其正弦波輸出電壓幅值達到最大值 5V。最后用向應(yīng)阻值的固定電阻取代 3296 電位器焊接好。 觀測 PWM 波形 將輸出正常的三角波和正弦波連接到比較器相應(yīng)的倆輸入端，用數(shù)字存儲示波器連接到比較器輸出端，可觀測到 PWM 輸出的波形，這里之所以要用數(shù)字存儲示波器，目的是以便將波形存儲后才可能靜態(tài)的往前觀測，可發(fā)現(xiàn)站空比在隨時變化，普通示波器很難觀測到占空比的變化。這部分電路只要連接無誤一般都會正常工作。 觀測已經(jīng)解調(diào)后的正弦波波形 讓電路 暫時處于開環(huán)狀態(tài)，即 MCU 暫不工作，在負(fù)載兩端連接數(shù)字存儲示波器，可觀測到被解調(diào)的正弦波波形，改變流過光電耦合器的電流，可控制其調(diào)制波幅度，即輸入的正弦波幅度，可在負(fù)載端的數(shù)字存儲示波器上觀測到不同幅度的正弦波。局部放大波形線條，如果有鋸齒，可以增大濾波電感或增加濾波級數(shù)，這里采用最終三級濾波獲得較好的輸出效果。 連程序總調(diào) 將編制好的所有程序下載到 AT89S8253 芯片中，聯(lián)機總調(diào)，通過鍵盤輸入欲輸出的電壓，在 LCD 顯示器上應(yīng)該顯示出相應(yīng)的電壓，如果有出入，可進一步微調(diào)修改送往 DA轉(zhuǎn)換器的值 ，直到輸出電壓全范圍各個點的輸出電壓都與鍵盤所設(shè)定的輸出電壓對應(yīng)為止 u32423。電流控制也是用相類似的方法。至此，全部調(diào)試業(yè)已結(jié)束。 第 4 節(jié) 性能指標(biāo)測試 將整機電路聯(lián)結(jié)好，系統(tǒng)輸出端接入 /80W 負(fù)載電阻，將 MCU 芯片灌裝程序，將系統(tǒng)輸入端連接到調(diào)壓器后接入市電，以方便的達到從 85V~260V 的全范圍調(diào)節(jié)（注：所使用的調(diào)壓器只達到 0~250V 調(diào)節(jié)范圍），對市電步進 10V 每檔各個點進行全面檢測，基本上符合性能指標(biāo)要求。表一列出市電為 80V、 180V、 220V、 235V、250V 五個點的具體性 能指標(biāo)。 表一 性能指標(biāo)檢測結(jié)果 經(jīng)過檢測，由表一可見，各項性能指標(biāo)基本符合原設(shè)計要求 21 結(jié)論 此畢業(yè)設(shè)計是一種較為先進的交流電源設(shè)計方案。電路看上去很麻煩，但在老師的指導(dǎo)下，層層深入，每一個電路環(huán)節(jié)都得以明白。隨著時代的快速發(fā)展，開關(guān)電源的集成化與小型化正在變?yōu)楝F(xiàn)實，目前正在研制開發(fā)主開關(guān)與控制電路集成于同一芯片的集成模塊。然而，把功率開關(guān)與控制電路包括反饋電路都集成于同一芯片上，必須解決電氣隔離與熱絕緣的問題，這是今后一大課題。 致謝 本次畢業(yè)設(shè)計得到了母校 xxx 老師的鼎力支持，在畢業(yè)設(shè) 計 過程中，曾經(jīng)碰到過許多技術(shù)上的難題，經(jīng)過老師的耐心指導(dǎo)， 通過用不同的方案， 問題都得以解決 。老師精湛的、爐火純青的技術(shù)境界，著實讓我耳目一新。老師的和藹可親、平易近人的為人風(fēng)范是讓我深受感動。在此，由衷感謝老師的諄諄教誨，從中受益匪淺。 參考文獻 [1] 王兆安，黃俊 .電力電子技術(shù) (第四版 ). 北京 :機械工業(yè)出版社， 2020 [2] 李靖 .中國開關(guān)電源市場的分析 .電工技術(shù)雜志， 2020 年第 2 期 :P4445. [3] 王聰 .軟開關(guān)功率變換器及其應(yīng)用 . 北京 :科學(xué)出版社， 2020 [4] 阮新波，嚴(yán)仰光 .脈寬 調(diào)制 DC/DC 全橋變換器的軟開關(guān)技術(shù) . 北京 :科學(xué)出版社， 1999 [5] 阮新波，嚴(yán)仰光 . 軟開關(guān) PWM DC/DC 全橋變換器的實現(xiàn)策略 . 北京 :電工技術(shù)學(xué)報， 1999 年第 14卷 6期 :P4445. [6] 李琪 . PWM 全橋軟開關(guān)直流變換器的研究 .浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文， [7] 劉勝利主編 .現(xiàn)代高頻開關(guān)電源實用技術(shù) .北京 :電子工業(yè)出版社， 2020 [8] 阮新波 .移相控制零電壓開關(guān) PWM 變換器的研究 .南京航空航天大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文， 1996