基于單片機溫度控制系統(tǒng)設(shè)計-電源設(shè)計-展示頁
2025-07-06 19:26本頁面
【正文】 中期進入了實用階段，緊跟著70年代初開始研制無工頻變壓器開關(guān)電源。在日益競爭的時代，提供高效整合體積的解決方案勢在必行，且應(yīng)以整體電源方案為用戶降低成本，提升效能與可靠度。（2）低功耗隨著各種整機設(shè)備市場規(guī)模的不斷增長和社會對環(huán)保問題的日益重視，功耗問題逐漸成為關(guān)注熱點，電源管理和電源控制市場成為整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中最為活躍的領(lǐng)域之一，降低電子產(chǎn)品功耗這一需求，將推動電源管理器件市場的穩(wěn)步發(fā)展。尤其是未來越來越多的中國產(chǎn)品將出口到國外，需要滿足歐美等國的電源標準，這將促進中國企業(yè)對高效電源的需求。（1）高效電源管理從以前的線性設(shè)計到當今的開關(guān)電源設(shè)計，是高效電源發(fā)展的一種集中體現(xiàn)。 電源技術(shù)的發(fā)展與方向開關(guān)電源產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展動向是高可靠、高穩(wěn)定、低噪聲、抗干擾和實現(xiàn)模塊化、小型、薄型、輕運化。目前，開關(guān)電源正朝高效節(jié)能，安全環(huán)保、短、小、輕、薄的方向發(fā)展。1977年脈寬調(diào)制（PWM）控制器集成電路的問世，1994年單片開關(guān)電源的問世，為開關(guān)電源的推廣和普及創(chuàng)造了條件。關(guān)鍵詞：溫度控制系統(tǒng), Proteus, PID, 直流穩(wěn)壓電源 目 錄摘要 2目錄 3第一章 概述 4 4 電源技術(shù)的發(fā)展與方向 4 課題相關(guān)背景 5第二章 開關(guān)電源方案設(shè)計 6 開關(guān)電源工作原理 6 開關(guān)電源與線性電源的比較 7 7 7 方案論證 8 8 8 方案3 8 8 9第三章 硬件電路設(shè)計 11 電源電路設(shè)計 11 11 11 12 13 控制電路設(shè)計 13 14 15第四章 軟件設(shè)計 17 17 PID控制算法 174．3數(shù)字濾波 18第五章 系統(tǒng)調(diào)試 20 系統(tǒng)調(diào)試 20 硬件模塊調(diào)試 20 20 20 21 電源性能指標的測試 21 21 21第六章 THFCS1現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)實驗 23第七章 結(jié)論 24參考文獻 25第一章 概述開關(guān)電源已有幾十年的發(fā)展歷史。目前電子設(shè)備的日益小型化需要供電電源的小型化，這樣制作小型化電源是未來電源制作的一個趨勢，傳統(tǒng)開關(guān)電源線路一般很復(fù)雜體積也較大，如果使用的單片機作為控制核心必將可以大大簡化電源的結(jié)構(gòu)，制作更加小的電源將成為可能，并且使用單片機可以擴展許多功能，如顯示，實時控制調(diào)整電壓，可維護性強，由于目前國內(nèi)有專門的PWM輸出的單片機價格昂貴，普通的單片機I/O口模擬的脈寬頻率較低，速度較慢，遠遠達不到現(xiàn)代電源要求的工作頻率，所以目前單片機控制的電源使用并不廣泛，但是單片機在智能化以及可實現(xiàn)的用戶友好界面，擴展性強等等方面的優(yōu)勢使其成為未來電源重要的發(fā)展方向。并采用PID算法控制輸出電壓穩(wěn)定，構(gòu)成可輸出3v到12v的可調(diào)電壓，并顯示實時電壓和預(yù)置值，通過鍵盤可隨時修改PID參數(shù)以優(yōu)化控制效果，并該系統(tǒng)可以給芯片提供工作電壓，加以擴展可構(gòu)成輸出正負3到12伏的雙極性電源。多年來，由于技術(shù)上的障礙(高壓，大功率)，開關(guān)電源集成電路在集成化上一直因一種電流模式PWM開關(guān)電源控制器的設(shè)計得不到很大的進步。課程設(shè)計任務(wù)書學(xué) 院信息科學(xué)與工程學(xué)院專 業(yè)自動化學(xué)生姓名XXX班級學(xué)號XXXXXXXX課程設(shè)計題目基于單片機溫度控制系統(tǒng)設(shè)計電源設(shè)計實踐教學(xué)要求與任務(wù):1） 構(gòu)成單片機溫度控制系統(tǒng)2） 電源設(shè)計3） 實驗調(diào)試4） THFCS1現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)實驗5） 撰寫實驗報告工作計劃與進度安排:1） 第1～2天，查閱文獻，構(gòu)成單片機溫度控制系統(tǒng)2） 第3～4天，電源設(shè)計3） 第5～6，實驗調(diào)試4） 第7～9天，THFCS1現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)實驗5） 第10天，撰寫實驗報告指導(dǎo)教師： 201 年 月 日專業(yè)負責人：201 年 月 日學(xué)院教學(xué)副院長：201 年 月 日摘要開關(guān)電源就是開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源，它的電路形式要有單端反激式、單端正激式、半橋式、推挽式和全橋式。開關(guān)電源的優(yōu)點是體積小，重量輕，穩(wěn)定可靠。本文中研究的單片機控制開關(guān)電源，可以通過鍵盤預(yù)置期望輸出電壓值，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器對輸出電壓進行采樣，由軟件控制單片機輸出相應(yīng)的脈沖寬度，對開關(guān)電源進行脈寬調(diào)制，輸出預(yù)期的電壓。單片機控制的開關(guān)電源具有設(shè)計彈性好的優(yōu)點，可以按照設(shè)計者的思想靈活的工作。因此，我們研究單片機控制的開關(guān)電源，非常有現(xiàn)實意義。1955年發(fā)明的自激推挽式晶體管單變壓器直流變換器，率先實現(xiàn)了高頻轉(zhuǎn)換控制功能；1957年發(fā)明的自激推挽式雙變壓器，1964提出的無工頻變壓器式開關(guān)電源設(shè)計方案，有力地推動了開關(guān)電源技術(shù)進步。與此同時，開關(guān)電源的頻率也從最初的20KHz提高到幾千赫茲至幾兆赫茲。各種新技術(shù)、新工藝和新器件如雨后春筍，不斷問世，開關(guān)電源的應(yīng)用也日益普及。由于電源輕、小、薄的關(guān)鍵是高頻化，因此國外目前都在致力于同步開發(fā)新型高智能元器件，特別是改善二次整流管的損耗、變壓器電容器小型化，并同時采用SMT技術(shù)在電路板兩面布置元件以確保開關(guān)電源的輕、小、薄。各國積極倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保而紛紛制定的高效電源規(guī)范，也是推動高效節(jié)能電源、低待機能耗產(chǎn)品應(yīng)用的主要動力。對于便攜式電源管理，效率尤為重要。（3）高集成便攜式應(yīng)用的空間十分有限，這就迫使電源供應(yīng)商把更多功能集成到更小的封裝內(nèi)，或者把多路電壓轉(zhuǎn)換集成到單芯片封裝內(nèi)。（3）智能化運用電源管理程序?qū)崿F(xiàn)節(jié)電控制也是非常有效而可行的方法，目前大多數(shù)筆記本，普遍采用這種智能節(jié)電管理技術(shù)，它是利用軟件的方法對各主要耗電部件的用電狀態(tài)控制，對暫不工作的部件減少甚至停止供電。1974年研制成功了工作頻率為10千赫茲、輸出電壓為5v的無工頻開關(guān)電源。工作頻率為100千赫茲200千赫茲的高頻開關(guān)電源于80年代初期開始研制，90年代初試制成功，目前已經(jīng)是非常成熟的電子產(chǎn)品。通過采樣電路、耦合電
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