数控直流电压源开题报告.doc

毕业论文开题报告题 目 数控直流电压源 学生姓名 学号 所在院(系) 专业班级 指导教师 2014 年 3月 10日题 目数控直流电压源一、选题的目的及研究意义 电源是各种电子设备必不可少的重要组成部分，其性能的优劣直接关系到整个系统的安全性与可靠性指标。而恒流电源是目前应用广泛的一种新式电源装置，恒流电源以其体积小、重量轻、损耗低、效率高、电路简洁等显著优点而深受人们的青睬，并被广泛应用于计算机设备、航空航天、仪器仪表、通信设备和家用电器等领域中。近年来，随着电子信息产业的迅速发展，人们对恒流电源的需求与日俱增，恒流电源的开发与制造已成为了方兴未艾、发展前景十分诱人的朝阳产业。 本课题主要研究的是基于单片机的数控直流恒流源的设计，恒流源是能够向负载提供恒定电流的电源，因此恒流电源的应用范围非常广泛，并且在许多情况下是必不可少的。例如在通常的充电器对蓄电池充电时，随着蓄电池端电压的逐渐升高，充电电流会相应减少。为了保证恒流充电，必须随时提高充电器的输出电压，但采用恒流源充电后就可以不必调整其输出电压，从而使劳动强度减低，生产效率得到了提高。恒流源还被广泛用于测量电路中，例如电阻器阻值的测量和分级，电缆电阻的测量等，且电流越稳定，测量就越准确。它既可以为各种放大电路提供偏流以稳定其静态工作点，又可以作为其有源负载，以提高放大倍数。并且在差动放大电路、脉冲长生电路中得到了广泛应用。 二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等 在我国,以电力电子学为核心技术的电源产业，从二十世纪60年代中期开始形成，到了90年代以来，随着对系统更高效率和更低功耗的要求，电信与数据通信设备的技术更新推动电源行业中直流/直流转换器向更高灵活性和智能化的发展方向，电源产业进入快速发展期。一方面，电源产业规模的发展在加快；另一方面，在国家自然科学基金的资助下或创新意识指导下，我国电力电子技术的研究从吸收消化和一般跟踪发展到前沿跟踪和基础创新，电源产业涌现了一些技术难度较大，具有国际先进水平的产品而且还生产了一大批具有代表性的研究成果和产品。目前国内还开展了跟踪国际多方面前沿性课题的研究或基础创新研究。 但是我国电源产业与发达国家相比，存在着很大的差距和不足:在电源产品的质量、可靠性、开发投入、生产规模、工艺水平、先进检测设备、智能化、网络化、持续创新能力等方面的差距为1015年，尤其在实现直流恒流的智能化、网络化方面的研究不是很多。目前国内在这两方面研究比较多的是成都电子科技大学和广州华南理工大学,主要是利用单片机和可编程系统器件（PSD）来控制开关直流稳压电源或数字化电压单元达到数控的目的，但和国外的比较起来，效果不是很理想，还存在很大的差距和不足。 三、对本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究方法（技术路线）或设计（实验）方案进行说明，论文要写出相应的写作提纲本设计采用 51 系列单片机作为整机的控制单元，利用晶体管的电流放大作用，增加负载电流，在电路中引入深度电压负反馈使输出电压稳定，通过按键改变输入的数字量改变D/A输出的基准电压值，基准电压与负载电压变化趋势经过运算放大器比较放大反馈到功率管的基极，从而使输出功率管的基极电压发生变化，间接地改变输出电压的大小。为了能够使系统具备检测实际输出电压值的大小，可以经过 ADC0804 进行模数转换，间接用单片机实时对电压进行采样，然后进行数据处理及显示。采用软件方法来解决电压的步进控制，使系统硬件更加简洁，各类功能易于实现本系统以直流电源为核心，利用51系列单片机为主控制器，通过按键来设置直流电源的输出电压，设置步进为 0.1V，并可由数码管显示实际输出电压值和电压设定值。利用单片机程控输出数字信号，经过 D/A 转换器（DAC0832）输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电电流的变化而输出不同的电压。单片机系统还兼顾对输出电压进行实时监控，输出电压通过 A/D 转换芯片，实时把模拟量转化为数据量，经单片机分析处理，通过数据形式的反馈环节，使电压更加稳定，构成稳定的电压源。由于A/D、D/A芯片占用I/O口比较多，而我们制作的是单层电路板，所以我们选用两片单片机工作，这样在制作的时候比较方便。系统原理图如图3-1所示。一、硬件部分：本设计硬件部分分为6个模块。（1）单片机最小系统模块，采用经典配置。（2）主电路中的整流电路、滤波电路、稳压调整电路。（3）人机界面的数码管显示和按键部分。（4）单片机输出控制部分：DA转换、信号放大（5）反馈回路中：取样电阻、AD采样电路（6）为了加强电路的安全加入了过流短路电路保护电路二、软件部分该系统是数控电源，而且在设计中使用了单片机，所以需要软件的编写。软件的编写是实现该体统数字化、智能化的一个重要环节。该系统中很多功能必须在软件的帮助下才能完成。该系统的软件主要分四个模块：主程序模块、D/A模块、A/D模块、按键处理模块、短路或过流检测模块。其中DA模块和按键处理模块是在单片机1中完成，A/D模块、数码管显示模块、短路或过流检测模块是在单片机2 中完成。由于采用两块单片机，所以各个单片机有自己的软件流程图。图5-2中（a）是单片机1的流程图，（b）是单片机2的流程图。本设计将实现线性直流稳压，也可根据按键设置电压等功能。四、检索与本课题有关参考文献资料的简要说明 1. 阎石 数字电子技术基础. 北京；清华大学出版社2006 2. 童诗白，华成英 模拟电子技术基础. 北京：清华大学出版社2006 3. 张立科单片机通信技术与工程实践北京：人民邮电出版社，2005 4. 王夕旭，刘超，金洪安数控直流电流源 电子制作，2007年10月 5. 谢维成，杨加国单片机与案例与应用及C51程序设计M北京：清华大学出版社，20066. 李曙光可编程控制的电流源N 电子报，2001五、毕业论文进程安排3月3日4月4日：查阅资料及方案论证4月7日-5月9日：编写软件、调试运行及单元电路调试5月12日-5月