【正文】 T為矩形脈沖周期； T1 為矩形脈沖寬度。 圖 1 調(diào)寬式開關(guān)穩(wěn)壓電源的基本原理 對(duì)于單極性矩形脈沖來說，其直流平均電壓 Uo 取決于矩形脈沖的寬度，脈沖越寬，其直流平均電壓值就越高。 開關(guān)式穩(wěn)壓電源的基本工作原理 開關(guān)式穩(wěn)壓電源接控制方式分為調(diào)寬式和調(diào)頻式兩種，在實(shí)際 的應(yīng)用中，調(diào)寬式使用得大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 二章 開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理及實(shí)現(xiàn)方法 4 較多，在目前開發(fā)和使用的開關(guān)電源集成電路中，絕大多數(shù)也為脈寬調(diào)制型。 2．按 DC/DC 變換器的工作方式分，有單端正勵(lì)式和反勵(lì)式、推挽式、半橋式、全橋式、降壓式、升壓式以及升降壓式。 電路結(jié)構(gòu) 開關(guān)型穩(wěn)壓電源的結(jié)構(gòu)有多種。按 電源相數(shù)可分為 單項(xiàng)、三相、多相。 AC/DC 變換器輸入為 50/60Hz的交流電，因必須經(jīng)整流、濾波，因此體積相對(duì)較大的濾波電容器是必不可少的，同時(shí)因遇到安全標(biāo)準(zhǔn)（ 如 UL、 CCEE 等）及 EMC 指令的限制（如 IEC、 FCC、 CSA），交流輸入側(cè)必須加 EMC濾波及使用符合安全標(biāo)準(zhǔn)的元件，這樣就限制 AC/DC 電源體積的小型化，另外，由于內(nèi)部的高頻、高壓、大電流開關(guān)動(dòng)作，使得解決 EMC電磁兼容問題難度加大，也就對(duì)內(nèi)部高密度安裝電路設(shè)計(jì)提出了很高的要求，由于同樣的原因，高電壓、大電流開關(guān)使得電源工作消耗增大，限制了 AC/DC 變換器模塊化的進(jìn)程，因此必須采用電源系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法才能使其工作效率達(dá)到一定的滿意程度。日本 NemicLambda 公司最新推出的一種采用軟開關(guān)技術(shù)的高頻開關(guān)電源模塊 RM 系列，其開關(guān)頻率為 （ 200~300） kHz，功率密度已達(dá)到 27 W/cm3，采用同步整流器（ MOSFET 代替肖特基二極管），是整個(gè)電路效率提高到 90%。 （ 4） Cuk 電路 —— 降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓 Uo 大于或小于輸入電壓 Ui,極性相反，電容傳輸。 （ 2） Boost 電路 —— 升壓斬波器，其輸出平均電壓 Uo 大 于輸入電壓 Ui，極性相同。斬波器的工作方式有兩種，一是脈寬調(diào)制方式 Ts 不變，改變 ton（通用），二是頻率調(diào)制方式， ton不變，改變 Ts（易產(chǎn)生干擾）。以下分別對(duì)兩類開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)和特性作以闡述。 開關(guān)電源的分類 現(xiàn)在 的開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域是邊開發(fā)相關(guān)電力電子器件，邊開發(fā)開關(guān)變頻技術(shù)，兩者相互促進(jìn)推動(dòng)著開關(guān)電源每年以超過兩位數(shù)字的增長率向著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發(fā)展。目前對(duì)這種開關(guān)電源的研究很活躍，因?yàn)椴捎眠@種方式不需要大幅度提高開關(guān)速度就 可以在理論上把開關(guān)損耗降到零，而且噪聲也小，可望成為開關(guān)電源高頻化的一種主要方式。不過，對(duì) 1MHz 以上的高頻，要采用諧振電路，以使開關(guān)上的電壓或通過開關(guān)的電流呈正弦波，這樣既可減少開關(guān)損耗，同時(shí)也可控制浪涌的發(fā)生。這樣，不僅會(huì)影響周圍電子設(shè)備，還會(huì)大大降低電源本身的可靠性。要提高開關(guān)頻率，就要減少開關(guān)損耗，而要減少開關(guān)損耗，就需要有高速開關(guān)元器件。 目前，開關(guān)電源以小型、輕量和高效率的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于以電子計(jì)算機(jī)為主導(dǎo)的各種終端設(shè)備、通信設(shè)備等幾乎所有的電子設(shè)備，是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式。線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上，反而高于開關(guān)電源，這一點(diǎn)稱為成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)。 所以，電路功耗很小，效率可達(dá)到 80%90%,比普通線性穩(wěn)壓電源提高了近一 倍，故開關(guān)電源被譽(yù)為高效節(jié)能型電源 開 關(guān)電源是利用現(xiàn)代 電力電子 技術(shù)，控制開關(guān)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 一般由脈沖寬度調(diào)制 （ PWM） 控制 IC 和 MOSFET 構(gòu)成。開關(guān)型穩(wěn)壓電源直接從電網(wǎng)電壓進(jìn)行整流、濾波、調(diào)整。 開關(guān)電源是 采用功率半導(dǎo)體器件作為開關(guān)，通過控制開關(guān)輸出脈沖信號(hào)的占空比調(diào)整輸出電壓。 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 二章 開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理及實(shí)現(xiàn)方法 2 第二章 開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理及實(shí)現(xiàn)方法 開關(guān)電源的介紹 電是工業(yè)的動(dòng)力，是人類生活的源泉，電源是產(chǎn)生電的裝置，表示電源特性的參數(shù)有功率、電壓、電流、頻率等，在同一參數(shù)要求下，又有重量、體積、效率和可靠性等指標(biāo)。模塊化是指系統(tǒng)由各個(gè) 相關(guān)模塊組成，提高了系統(tǒng)的可靠性。智能化主要是指系統(tǒng)有可編程模塊可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行智能控制。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，尤其在實(shí)現(xiàn)直流穩(wěn)壓電源的智能化、網(wǎng)絡(luò)化方面的研究不是很多 。另一方面，在國家自然科學(xué)基金的資助下或創(chuàng)新意識(shí)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 。 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(shí)期。目前使用的直流穩(wěn)壓電源大部分是線性電源，利用分立器件組成，其體積大，效率低，可靠性差，操作使用起來不方便，自我的保護(hù)功能不夠，因而發(fā)生故障的幾率高。 數(shù)字化可調(diào)穩(wěn)壓電源， 輸入采用鍵盤方式，輸出電壓 和限定電流采用數(shù)碼管顯示， 穩(wěn)定性好，精度高，成本低，其性能優(yōu)于傳統(tǒng)的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，大大改善了傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源的性能，簡單易用，非常適合一般的教學(xué)和科研使用。 基于單片機(jī)的智能穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名： 指導(dǎo)教 師 ： 合 作 指 導(dǎo) 教 師 ： 專業(yè)名 稱 ： 所在學(xué) 院 ： 2020 年 6 月 I目 錄 摘要 ....................................................... I Abstract .................................................. II 第一章 前言 ................................................ 1 研究的目的和意義 ................................................ 1 國內(nèi)外研究狀況 ................................................. 1 研究方法及內(nèi)容 ................................................. 1 第 二章 開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理及實(shí)現(xiàn)方法 ........................ 2 開關(guān)電源的介紹 ................................................. 2 開關(guān)電源的分類 ................................................. 2 開關(guān)式穩(wěn)壓電源的基本工作 原理 ................................... 3 第三章 硬件設(shè)計(jì) ............................................ 9 方案論證與設(shè)計(jì) ................................................. 9 整體設(shè)計(jì)框圖及工作原理 ......................................... 9 開關(guān)電源控制電路 .............................................. 11 單片機(jī)控制電路 ................................................ 17 第四章 軟件設(shè)計(jì) ........................................... 25 主程序流程圖 .................................................. 25 鍵盤顯示子程序 ................................................ 25 A/D 轉(zhuǎn)換子程序 ................................................ 27 第五章 測試方法 ........................................... 29 測試方法 ...................................................... 29 測試儀器 ...................................................... 29 第六章 結(jié)論與建議 ......................................... 30 致謝 ...................................................... 31 附錄 1 鍵盤掃描程序 ........................................ 33 附錄 2 動(dòng)態(tài)顯示中斷服務(wù)子程序 .............................. 35 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文 摘要 I摘要 隨著電子技術(shù)的 高速 發(fā)展，電子系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，電子設(shè)備的種類也越來越多，電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切，而電子設(shè)備離不開可靠的電源， 各種電子電器設(shè)備對(duì)穩(wěn)壓電源的性能要求日益增高，穩(wěn)壓電源的智能程度也變 得 越來越高。 本設(shè)計(jì)介紹了基于 AT89C52單片機(jī)的數(shù)字化 控制的開關(guān)穩(wěn)壓電源，以高性能單片機(jī)為控制核心，組成數(shù)據(jù)處理電路，在檢測和控制軟件支持下，調(diào)整和控制開關(guān)電源的工作狀態(tài)。 關(guān)鍵詞 :單片機(jī)，開關(guān)電源，穩(wěn)壓 大連海洋大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） Abstract II Abstract With the rapid development of electronic technology, application of electronic systems bees more and more widely, types of electronic equipment bee much more .Electronic equipment has closer relationship with people’s work and life, and the electronic equipment can not do without reliable power, various electrical and electronic equipment has high performance on power supply requirements, power supply are being more and more intelligent. The design introduce digital control of switching power supply based on AT89C52 microcontroller, with the high performance single chip as the control core, m