【導(dǎo)讀】輸出電壓的一種電源。具有高效率、體積小的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于各種通信、電子、電器。本設(shè)計(jì)由AT89S52單片機(jī)系統(tǒng)，PWM信號控制芯片TL494，開關(guān)電源升壓主回路，A/D以及D/A，鍵盤輸入和輸出顯示模塊等組成。DC-DC變換由Boost升壓變換器實(shí)現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)換效率高，實(shí)現(xiàn)電壓可預(yù)置，系統(tǒng)由220V的市電作為電源輸入，先通過變壓器降壓成18V的交流電，換送給TL494形成閉環(huán)反饋回路，最后通過檢測輸出電壓進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換送給單片機(jī)，本系統(tǒng)具有調(diào)整速度快，精度高，電壓調(diào)整率低，負(fù)載調(diào)。整率低，效率高，輸出紋波小等優(yōu)點(diǎn)。

　　

【正文】 主程序 流程圖設(shè)計(jì) 圖 41（ a）（ b） 分別為 A/D 和 D/A 的轉(zhuǎn)換流程圖，圖 42 為系統(tǒng)主程序流程圖。系統(tǒng)初始化后，通過上下調(diào)整鍵，步進(jìn) 1V 調(diào)整；當(dāng)預(yù)設(shè)鍵按下，系統(tǒng)進(jìn)入預(yù)設(shè)調(diào)整，通過上下調(diào)整鍵 1V步進(jìn)調(diào)整，完成按確定鍵，系統(tǒng)輸出預(yù)設(shè)值 。 （ a） （ b） 圖 41 A/D 和 D/A轉(zhuǎn)換流 程圖 DA C 設(shè)置 D/A轉(zhuǎn)換輸出 轉(zhuǎn)換結(jié)果 延時(shí) 開始 返回 N Y Y N 開始 AD C_Sum=0 AD 轉(zhuǎn)換完 將值累加 轉(zhuǎn)換完 16 次 AD C_Sum = 返回 AD C_Sum 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 42 主程序 流程圖 開始 各功能模塊 初始化 調(diào)用函數(shù) 取鍵值 預(yù)置電壓 有鍵按下 步進(jìn)加一 步進(jìn)減一 改變值 步進(jìn)加一 步進(jìn)減一 數(shù)模轉(zhuǎn)換值加 10 數(shù)模轉(zhuǎn)換值減 10 D/A輸出 顯示預(yù)設(shè)值 采集 A/D 值 計(jì)算電壓值 顯示 N Y N Y 有按鍵？ 姚海東：基于單片機(jī)開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 22 鍵盤中斷子程序 本系統(tǒng)采用外部中斷 1 來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)掃描，使程序及時(shí)響應(yīng)按鍵請求而無需顧慮其它程序模塊運(yùn)行情況。然后判斷設(shè)定鍵、校準(zhǔn)鍵是否按下， 在檢測到有鍵按下時(shí)，執(zhí)行一個(gè)延時(shí)程序后，再確認(rèn)該鍵電平是否保持閉合狀態(tài)電平。若仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)該鍵處于閉合狀態(tài)，從而消除了抖動(dòng)影響。 根據(jù)設(shè)定值、校正等參數(shù)計(jì)算對應(yīng)輸出的數(shù)字 量，再進(jìn)行閉環(huán)反饋調(diào)整。 其流程圖如圖 43 所示。 圖 43 鍵盤中斷子程序流程圖 顯示中斷子程序 本系統(tǒng)采用定時(shí)中斷 0 來實(shí)現(xiàn)逐位動(dòng)態(tài)顯示，每位顯示間隔固定為 2ms，無法考慮定時(shí)刷新顯示，使得該顯示子程序簡單靈活，適用性廣。 其流程圖如圖 44 所示。 保護(hù)現(xiàn)場 消抖延時(shí) 恢復(fù)現(xiàn)場 有鍵按下 N Y 求取鍵號 鍵盤中斷 中斷返回 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 圖 44 顯示中斷流程圖 送顯示 保護(hù)現(xiàn)場 顯示暫存指針加 1 恢復(fù)現(xiàn)場 N Y 清空顯示指針 顯示中斷 中斷返回 完成顯示 姚海東：基于單片機(jī)開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 24 結(jié)論與展望 本文結(jié)合各種 電力電子技術(shù)和單片機(jī)接口技術(shù) 設(shè)計(jì)出一種基于單片機(jī) AT89S52 的開關(guān)穩(wěn)壓電源 。 由 220V的市電作為電源輸入，通過降、整流、濾波成為 18V的直流電，再通過 DCDC 升壓斬波回路升壓，由 PWM控制器實(shí)現(xiàn)脈寬控制 ，使輸出電壓為 30~36V可調(diào) ，基本滿足設(shè)計(jì)要求。具體研究成果和結(jié)論如下： 1）本系統(tǒng)使用了 DCDC 升壓斬波電路來實(shí)現(xiàn)電壓的轉(zhuǎn)換和穩(wěn)壓，替代了傳統(tǒng)的穩(wěn)壓二極管，并結(jié)合 PWM 技術(shù)，使電源的穩(wěn)壓效果更理想； 2）本系統(tǒng) 由單片機(jī) AT89S52 實(shí)現(xiàn)控制，其 硬件電路的設(shè)計(jì) 具體包括 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)，鍵盤輸入及輸出顯示等。 該 開關(guān)電源 實(shí)現(xiàn)了鍵盤輸入預(yù)置值， LCD 顯示輸出 預(yù)置值和實(shí)際輸出值的功能 ； 并 能步進(jìn) +、 1V，紋波電流也很小 ，精度和穩(wěn)定度都比較高 ， 電源效率能達(dá)到 80%以上 ； 3）本系統(tǒng)雖然具備了鍵盤輸入和輸出顯示功能，但是人機(jī) 交換性還不是非常理想，未來開關(guān)穩(wěn)壓電源的發(fā)展肯定是人機(jī)交換性會(huì)更好，語音系統(tǒng)，觸屏系統(tǒng)系統(tǒng)等較先進(jìn)的技術(shù)會(huì)越來越多地運(yùn)用到開關(guān)電源領(lǐng)域。 本系統(tǒng)在軟硬件設(shè)計(jì)上仍然有很多需要完善之處。 21 世紀(jì) 是數(shù)字化的世紀(jì) ，隨著信息技術(shù)一日千里的發(fā)展， 開關(guān)穩(wěn)壓電源技術(shù)也一定會(huì)在數(shù)字化的道路上越走越遠(yuǎn) 。特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展 帶來的 智能化技術(shù)。因此，如何把數(shù)字技術(shù) 和智能化技術(shù)用于制作高 精 度 、低功耗 的 開關(guān)穩(wěn)壓電源 就將成為 本 世紀(jì)的新課題。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)論文是在我的指導(dǎo)老師 江明教授 的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成的。從課題的選取、開題報(bào)告的撰寫、設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)到論文的完成每一個(gè)細(xì)節(jié)無不凝聚著 江 老師的辛勞。 江 老師嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神、精益求精的工作作風(fēng)，深深的感染和激勵(lì)著我。他淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。在此謹(jǐn)向 江老師表示衷心的感謝和誠摯的敬意！ 感謝安徽工程 大學(xué)電氣工程 學(xué)院為我提供了這次難得的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，院 里的 領(lǐng)導(dǎo)和老師為我提供了良好的研究 環(huán)境 。感謝高文根老師、袁嘯林老師，每當(dāng)我碰到疑問時(shí)，他們總能在第一時(shí)間給予我很大的幫助， 正是他們熱情的關(guān)懷和幫助，才使我順利的完成設(shè)計(jì) 。 感謝 自動(dòng)化 064 班全體同學(xué)，正是由于他們的幫助和支持，才使我順利克服一個(gè)個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。 在我讀大學(xué)期間，我的家人始終如一的支持和鼓勵(lì)我，我的成功離不開他們所傾注的心血。為此，我衷心感謝他們給予我的關(guān)懷。 感謝所有關(guān)心和幫助過我的人們。 最后，衷心感謝能耐心看完我的論文并提出寶貴意見和建議的您！ 作者： 2020 年 6 月 8 日 姚海東：基于單片機(jī)開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 26 參考文獻(xiàn) [1]王兆安，黃俊 .電力電子技術(shù) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. 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DC :IEEE ,1996 :1 1971 202. 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 附錄 A 總電路圖 姚海東：基于單片機(jī)開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 28 附錄 B 外文文獻(xiàn)及其譯文 Build a , 40A Switching Power Supply By Manfred Mornhinweg Amateur radio has been somewhat slow to accept switching power supplies for powering munication equipment. This is a pity, because switchers, as they are often called, offer very attractive features, like small size, low weight, high efficiency, and low heating. True, they are generally more plicated than linear power supplies, but this is easily pensated by the fact that they can be built for a lower cost. Linear versus switching supplies You all know how a typical linear power supply operates: A heavy transformer takes the line voltage and converts it into something slightly above the desired final voltage. Some diodes rectify it, a big filter capacitor smoothes out the DC, and a series pass transistor burns up the excess voltage, so you get the desired output. A simple control circuit drives the pass transistor to hold the output voltage constant. The circuit is simple and uses few parts, but several of these parts are big, heavy, and expensive. And the efficiency is usually only around 50%, often even lower. That produces a lot of heat, which must be removed by big heat sinks and fans. The switching approach is totally different: The line voltage is directly rectified and filtered, resulting in about 300 or 150V DC (300 is more monly used). This feeds a power oscillator which produces output at about 20 to 500 kHz. This relatively high frequency allows the use of a small, lightweight and low cost transformer to reduce the voltage. The output is t