(毕业论文)ac-dc多路直流电压输出电源设计

摘要摘 要直流电源应用非常广泛 , 其好坏直接影响着电气设备或控制系统的工作性能 , 目前 , 市场上各直流电源的基本环节大致相同 , 都包括交流电源、交流变压器、整流电路、滤波稳压电路等。直流电源应用非常广泛 , 其好坏直接影响着电气设备或控制系统的工作性能。直流稳压电源是电子技术常用的设备之一 , 广泛的应用于教学、科研等领域。本设计 AC-DC多路直流电压输出电源设计，不仅在稳定性可靠性上引入桥式整流、电容滤波，同时增加多路输出改善以往单路输出转换效率低的问题。并且还引入单片机 AT89S52控制 , 使其在功能上具有一定智能化。在硬件方面，除了变压器外，还将使用 LED 数码管来进行显示。目前，电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展所不可缺少的。关键词： 变压器 , 桥式整流，电容滤波，数码管 , 稳压电源ABSTRACT ABSTRACT The rapid development of electronic technology, the DC power is widely used, have a direct impact on the electrical equipment or the control system performance, at present, the DC power supply on the market in virtually the same as the basic aspects, including the exchange of power, AC adapter, converter, filter regulator circuit. DC power is widely used, have a direct impact on the electrical equipment or the control system performance. DC power supply electronic technology is one of the commonly used equipment, widely used in teaching, research and other fields. In this design the power of AC-DC multiplexer direct current output voltage is not only import the Bridge rectifier and capacitor filter but also it add multiplexer of output enhance the simple output diversion efficiency , and import the AT89S52 control of its functions on a certain intelligence. In terms of hardware, in addition to transformers, will be used to control LED digital display. At present, the power source develop in small part, the featherweight and the high efficiencys characteristic is widely applied in by the electronic accounting machine as the leading each kind of terminal device, the communication facility and so on nearly all electronic installation, the electronic information industry can not lake of it in today development. Keywords: transformers, Bridge rectifier, capacitor filter, LED,power supply 目 录III 目录第 1 章 引言 . 1 1.1 课题背景 . 1 1.2 AC-DC 电源设计的要求 . 1 第 2 章 直流稳压电源的原理及使用 . 2 2.1 直流稳压电源原理 . 2 2.2 变压器原理及应用 . 2 2.2.1 变压器的原理 . 2 2.2.2 本设计对变压器的要求 . 32.3 AC-DC 变换概述 . 4 第 3 章 整流 滤波及稳压方面的原理及使用 . 5 3.1 整流方面分类及概述 . 5 3.1.1 半波整流电路 5 3.1.2 全波整流电路 6 3.1.3 桥式整流电路 8 3.2 滤波方面分类及概述 . 9 3.2.1 电容滤波 9 3.2.2 电感滤波 . 11 3.3 稳压电路方面分类及概述 12 3.3.1 线性串联型稳压电源 . 12 目 录3.3.2 三端集成稳压器 . 14 3.4 直流电源输出信号测试电路 16 第 4 章 总体方案设计 21 4.1 初期实现部分原理图 21 4.2 最终定型原理图 22 4.3 后端显示部分原理 23 第 5 章 方案具体实现 24 5.1 整流部分 24 5.2 滤波部分 25 5.3 稳压部分 275.4 控制电路部分 285.5 本设计最终实物电路板 32 第 6 章 总结 33 参考文献 . 34 致 谢 35 英文资料原文 . 36 中文译文 . 38 第 1 章 引言1 第 1 章 引言1.1 课题背景随着电子技术的高速发展 , 电子系统的应用领域越来越广泛 , 电子设备的种类也越来越多 , 电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切。而电源是电子设备的动力心脏 , 任何电子设备都离不开可靠的电源 , 它们对电源的要求也越来越高。电源是电子设备的心脏部分 , 其质量的好坏直接影响着电子设备的可靠性 , 而且电子设备的故障 60%来自电源 , 因此作为电子设备的基础元件 , 电源受到越来越多的重视。并且电源的使用效率 同样受到人们越来越多的重视，当一个普通的 220V 交流电转变成一路 5V10V的直流电时会有很大程度上的损耗，如使电压转换过程中的损耗合理的利用使损失最小成为人们研究的一个方向，现代电子设备使用的电源大致有线性稳压电源和开关稳压电源两大类。随着现代科学技术的发展 , 人们对如何提高电源的转换效率 , 增强对电网的适应性 , 缩小体积 , 减轻重量进入了深入的研究。人们对电源的需求也越来越高。七十年代 , 便应用于电视机的接收 , 现在已经广泛用于彩电 , 录像机 , 计算机 , 通讯设备 , 医疗器械 , 气象等行业。1.2 AC-DC 电源设计的要求基本要求：（ 1）输入电压： 220V （ 2）输入电源频率： 50Hz 5Hz （ 3）总输出功率： 10W（ 4）效率： 50% ( 额定条件下测试 ) （ 5）纹波： 10mV （ 6）稳压精度： 5% （ 7）输出电压： 5V， 12V（有效值）（ 8）输出交流频率： 50Hz 5Hz （ 9）过流保护：输出 2A （ 10）效率： 70%电子科技大学成都学院本科毕业设计论文2 第 2 章 直流稳压电源的原理及使用2.1 直流稳压电源原理 3各种电器设备内部均是由不同种类的电子电路组成，电子电路正常工作需要直流电源，为电器设备提供直流电的设备称为直流稳压电源。直流稳压电源可以将 200V 的交流输入电压转变成稳定不变的直流电压， 直流稳压电源的组成框图如图 1.1 所示。图 2-1 直流稳压电源框图电源变压器：将 220V 的交流电变成整流所需要的电压。整流：将交流电压变换成脉动的直流，有半波和全波。滤波：将脉动直流滤除纹波，变成纹波小的电压，常见的有 C， L， 型，通常选 C 滤波。稳压：将滤波电路输出电压经稳压后，输出较稳定的电压。2.2 变压器2.2.1 变压器的原理 2 变压器是利用线圈互感特性构成的一种元器件，几乎在所有的电子产品中都要用到。它原理简单，但根据不同的使用场合（不同的用途），变压器的绕制工艺会有所不同。变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等。它是由一个初级线圈（线圈圈数 N1）及一个次级线圈（线圈圈数N2）环绕著一个核心。常用的铁心形状一般有 E 型和 C 型。第 2 章 直流稳压电源的原理及使用3 图 2-2 变压器的原理简体图E1 是初级电压，次级电压 E2 是： E2 = E1 （ N2/N1）上图是变压器的原理简体图，当一个正弦交流电压 U1 加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流 I1 并产生交变磁通 1 ， 它沿着铁心穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。在次级线圈中感应出互感电势 U2，同时 1 也会在初级线圈上感应出一个自感电势 E1， E1的方向与所加电压 U1 方向相反而幅度相近，从而限制了 I1 的大小。为了保持磁通 1 的存在就需要有一定的电能消耗，并且变压器本身也有一定的损耗，尽管此时次级没接负载，初级线圈中仍有一定的电流，这个电流我们称为 “ 空载电流 ” 。如果次级接上负载， 次级线圈就产生电流 I2， 并因此而产生磁通 2 ， 2 的方向与 1 相反，起了互相抵消的作用，使铁心中总的磁通量有所减少，从而使初级自感电压 E1 减少，其结果使 I1 增大，可见初级电流与次级负载有密切关系。当次级负载电流加大时 I1 增加， 1 也增加，并且 1 增加部分正好补充了被 2 所抵消的那部分磁通，以保持铁心里总磁通量不变。如果不考虑变压器的损耗，可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压，但是不能改变允许负载消耗的功率。2.2.2 本设计对变压器的要求本 设 计 要 求 变 压 从 220V 到 25V 左 右 ， 所 以 根 据 变 压 器 设 计 公 式(2-1) 输入 220V/50Hz, 输出 25V，磁饱和 Bs=1.2 韦，可以计算出初级和次级的匝数。E1 E2 N 1 N 2 电子科技大学成都学院本科毕业设计论文4 N=220/(4.44 50 1.2 0.02 0.02)=2064,得出 N1=2064,再根据(2-2) 可以计算出次级匝数 N2=N1 (U2/U1)=2064 (25/220)=234。2.3 AC-DC 变换概述 4AC/DC 变换是将交流变换为直流 ,其功率流向可以是双向的 ,功率流由电源流向负载的称为整流 ,功率流由负载返回电源的称为有源逆变。 AC/DC 变换器输入为50/60HZ 的交流电 ,因必须经整流、滤波 ,因此体积相对较大的滤波电容是必不可少的 ,同时因遇到安全标准 (如 UL、 CCEE 等 )以及 EMC 等的限制 (如 IEC、 FCC、 CSA),交流输入端必须加 EMC 滤波及使用符合安全标准的元件 ,这样就限制了 AC/DC 电源体积的小型化。另外 ,由于内部的高频、高压、大电流开关动作 ,使得解决 EMC电磁兼容问题的难度加大 ,也就对内部高密度安装电路设计提出了很高的要求 ,由于同样的原因 ,高电压、大电流开关使得电源工作消耗增大 ,限制了 AC/DC 变换器模块化的进程。AC/DC 变换安电路的接线方式可分为：半波电路、全波电路。按电源的相数可分为：单相、三相、多相 ,按电路工作象限又可分为一象限、二象限、三象限、四象限 6。其简单框图如图 1-5 所示 : 图 2-5AC/DC 变换器原理EMI滤 波器高 频变 压器控 制驱 动取 样放 大比 较变 换器整 流滤 波整 流滤 波Vo(DC) Vi(AC) 第 3 章 整流 滤波及稳压方面的原理及使用5 第 3 章 整流 滤波及稳压方面的原理及使用3.1 整流方面分类及概述 5整流，就是把交流电变为直流电的过程。利用具有单向导电特性的器件，可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。下面介绍利用晶体二极管组成的各种整流电路。3.1.1 半波整流电路如图 3-1，是一种最简单的整流电路。它由电源变压器 B 、整流二极管 D 和负载电阻 Rfz ，组成。变压器把市电电压（多为 220 伏）变换为所需要的交变电压 E2， D 再把交流电变换为脉动直流电。图 3-1 半波整流电路变压器砍级电压 E2，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波形如图 3-2（ a）所示。在 0 K 时间内， E2 为正半周即变压器上端为正下端为负。此时二极管承受正向电压面导通， E2 通过它加在负载电阻 Rfz 上，在 2 时间内， E2 为负半周，变压器次级下端为正，上端为负。这时 D 承受反向电压，不导通， Rfz，上无电压。在 2 时间内，重复 0 时间的过程，而在 3 4 时间内， 又重复 2 时间的过程 这样反复下去， 交流电的负半周就被 “削 “掉了， 只有正半周通过 Rfz，在 Rfz 上获得了一个单一右向（上正下负）的电压，如图 3-2（ b）所示，达到了整流的目的，但是，负载电压 Usc。以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。220v E2 D 1N4001 Rfz 电子科技大学成都学院本科毕业设计论文6 图 3-2 半波整流波形这种除去半周、图下半周的整流方法，叫半波整流。不难看出，半波整说是以 “牺牲 “一半交流为代价而换取整流效果的， 电流利用率很低 （计算表明， 整流得出的半波电压在整个周期内的平均值， 即负载上的直流电压 Usc =0.45e2 ） 因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。3.1.2 全波整流电路 510如果把整流电路的结构作一些调整，可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。图 3-3 是全波整流电路的电原理图。全波整流电路的工作原理， 可用图 3-4 所示的波形图说明。 在 0 间内， E2a 对 Dl 为正向电压， D1 导通，在 Rfz 上得到上正下负的电压； E2b 对 D2 为反向电压， D2 不导通，见图 3-4（ b）。在 -2 时间内， E2b 对 D2 为正向电压， D2导通，在 Rfz 上得到的仍然是上正下负的电压； E2a 对 D1 为反向电压， D1 不导通，见图 3-4（ C）。图 3-3 全波整流电路第 3 章 整流 滤波及稳压方面的原理及使用7 (D) 图 3-4 全波整流电路波形如此反复，由于两个整流元件 D1、 D2 轮流导电，结果负载电阻 Rfz 上在正、电子科技大学成都学院本科毕业设计论文8 负两个半周作用期间，都有同一方向的电流通过，如图 3-4（ b）所示的那样，因此称为全波整流，全波整流不仅利用了正半周，而且还巧妙地利用了负半周，从而大大地提高了整流效率（ Usc 0.9E2，比半波整流时大一倍）。图 3-3 所示的全波整滤电路，需要变压器有一个使两端对称的次级中心抽头，这给制作上带来很多的麻烦。另外，这种电路中，每只整流二极管承受的最大反向电压，是变压器次级电压最大值的两倍，因此需用能承受较高电压的二极管。3.1.3 桥式整流电路 5桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。这种电路，只要增加两只二极管口连接成 “桥 “式结构， 便具有全波整流电路的优点， 而同时在一定程度上克服了它的缺点。图 3-5 桥式整流电路桥式整流电路的工作原理如下： E2 为正半周时，对 D1、 D3 加正向电压， Dl，D3 导通；对 D2、 D4 加反向电压， D2、 D4 截止。电路中构成 E2、 Dl、 Rfz 、 D3通电回路，在 Rfz 上形成上正下负的半波整洗电压， E2 为负半周时，对 D2、 D4加正向电压， D2、 D4 导通；对 D1、 D3 加反向电压， D1、 D3 截止。电路中构成E2、 D2、 Rfz 、 D4 通电回路，同样在 Rfz 上形成上正下负的另外半波的整流电压。3-7 桥式整流电路波形图第 3 章 整流 滤波及稳压方面的原理及使用9 如此重复下去， 结果在 Rfz 上便得到全波整流电压。 其波形图和全波整流波形图是一样的。 从图 3-6 中还不难看出， 桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值， 比全波整洗电路小一半！ 如图 3-7 在负载电阻上正负半周经过合成，得到的是同一个方向的单向脉动电压。输出电压是单相脉动电压。通常用它的平均值与直流电压等效。输出平均电压为（ 3-1）流过负载的平均电流为（ 3-2）流过过二极管的平均电流为（ 3-3）二极管所承受的最大反向电压（ 3-4）电子科技大学成都学院本科毕业设计论文10 3.2 滤波方面分类及概述 5 3.2.1 电容滤波若电路处于正半周， 二极管 D1、 D3 导通， 变压器次端电压 v2 给电容器 C 充电。此时 C 相当于并联在 v2 上，所以输出波形同 v2 ，是正弦形。所以，在 t1 到 t2 时刻，二极管导电，充电， vC=vL 按正弦规律变化； t2 到t3 时刻二极管关断， vC=vL 按指数曲线下降，放电时间常数为 RLC。需要指出的是，当放电时间常数 RLC 增加时， t1 点要右移， t2 点要左移，二极管关断时间加长，导通角减小，见曲线 3；反之， RLC 减少时，导通角增加。显然，当 L 很小，即 IL 很大时，电容滤波的效果不好，见滤波曲线中的 2。反之，当 L 很大，即 IL 很小时， 尽管 C 较小 , RLC 仍很大 ,电容滤波的效果也很好 ,见滤波曲线中的 3。所以电容滤波适合输出电流较小的场合图 3-11 单桥式整流电容滤波示意图电容滤波的计算比较麻烦，因为决定输出电压的因素较多。工程上有详细的曲线可供查阅。一般常采用以下近似估算法：一种是用锯齿波近似表示，即（ 3-5）)41(2L2OL CRTVVV第 3 章 整流 滤波及稳压方面的原理及使用11 另一种是在 RLC=(3 5)T/ 2 的条件下，近似认为 VL=VO=1.2V2 。（或者，电容滤波要获得较好的效果，工程上也通常应满足 RLC 610。）3.2.2 电感滤波（一）电感滤波电路工作原理在大电流的情况下，由于负载电阻 RL 很小。若采用电容滤波电路，则电容容量势必很大，而且整流二极管的冲击电流也非常大，在此情况下应采用电感滤波。如下图所示，由于电感线圈的电感量要足够大，所以一般需要采用有铁心的线圈。图 3-15 电感滤波电路工作原理图 3-11 单桥式整流电感滤波电路图 3-16 电感滤波电路和波形图（二）与电容滤波相比 ,电感滤波有以下特点：1.电感滤波的外特性和脉动特性好。其外特性和脉动特性如图 3-10 所示 .UL随 L 的增大下降不多 ,基本上是平坦的（下降是 L 的直流电阻引起的） ;S 随 L的增大而减小。2电感滤波电路整流二极管的导通角 =。电子科技大学成都学院本科毕业设计论文12 3 电感滤波输出电压较电容滤波为低。 故一般电感滤波适用于输出电压不高 ,输出电流较大及负载变化较大的场合。3.3 稳压电路方面分类及概述 24交流电经过整流可以变成直流电，但是它的电压是不稳定的：供电电压的变化或用电电流的变化，都能引起电源电压的波动。要获得稳定不变的直流电源，还必须再增加稳压电路。3.3.1 线性串联型稳压电源 236稳压二极管的缺点是工作电流较小，稳定电压值不能连续调节。线性串联型稳压电源工作电流较大，输出电压一般可连续调节，稳压性能优越。目前这种稳压电源已经制成单片集成电路，广泛应用在各种电子仪器和电子电路之中。线性串联型稳压电源的缺点是损耗较大、效率低。线性串联型稳压电路的工作原理线性串联型稳压电源的工作原理可以用图 3-18 说明。图 3-18 串联稳压电源示意图显然， VO =VI- VR ，当 VI 增加时， R 受控制而增加，使 VR 增加，从而在一定程度上抵消了 VI 增加对输出电压的影响。 若负载电流 IL 增加， R 受控制而减小，使 VR 减小， 从而在一定程度上抵消了因 IL 增加 （或 VI 减小） 对输出电压的影响。在实际电路中，可变电阻 R 是用一个三极管来替代的，控制基极电位，从而就控制了三极管的管压降 VCE， VCE 相当于 VR。要想输出电压稳定，必须按电压负反馈电路的模式来构成串联型稳压电路。典型的串联型稳压电路如图 3-19 所示，它由调整管、放大环节、比较环节、基准电压源几个部分组成。第 3 章 整流 滤波及稳压方面的原理及使用13 图 3-19 串联型稳压电路方框图根据图 3-19，分两种情况来加以讨论。1输入电压变化，负载电流保持不变 。输入电压 VI 的增加，必然会使输出电压 VO 有所增加，输出电压经过取样电路取出一部分信号 VF 与基准源电压 VREF 比较， 获得误差信号 V 。 误差信号经放大后，用 VO1 去控制调整管的管压降 VCE 增加，从而抵消输入电压增加的影响。2负载电流变化，输入电压保持不变 。负载电流 IL 的增加，必然会使输入电压 VI 有所减小，输出电压 VO 必然有所下降，经过取样电路取出一部分信号 VF 与基准电压源 VREF 比较，获得的误差信号 V 。经放大后使 VO1 增加，从而使调整管的管压降 VCE 下降，从而抵消因 IL增加使输入电压减小的影响。3输出电压调节范围的计算 。根据图 2-15 可知其中 n 为取样系数，电子科技大学成都学院本科毕业设计论文14 所以， （ 3-20）（ 3-21）调节 R2 显然可以改变输出电压。3.3.2 三端集成稳压器（一）概述将线性串联稳压电源和各种保护电路集成在一起就得到了集成稳压器。早期的集成稳压器外引线较多，现在的集成稳压器只有三个外引线：输入端、输出端和公共端。它的电路符号如图 3-16 所示，外形如图 3-17 所示。 要特别注意，不同型号，不同封装的集成稳压器 , 它们三个电极的位置是不同的，要查手册确定。图 3-20 集成稳压器符号 图 3-21 外形图三端可调式集成稳压器图 3-22 三端可调式集成稳压器原理图第 3 章 整流 滤波及稳压方面的原理及使用15 （二）应用电路三端固定输出集成稳压器的典型应用电路如图 3-18 所示 , 三端可调输出集成稳压器的典型应用电路如图 3-19 所示。图 3-23 三端固定输出稳压器应用电路图 3-24 三端可调输出稳压器应用电路可调输出三端集成稳压器的内部，在输出端和公共端之间是 1.25V 的参考源，因此输出电压可通过电位器调节。(3-23) （四）利用三端集成稳压器组成恒流源三端集成稳压器可做恒流源使用，电路如图 3-20 和图 3-21 所示。7800 Vo Vi 1 3 2 C1 C2 0.33uF 0.1uF 317 Vo Vi 1 3 2 C1 C2 0.33uF 0.1uF R1 240 欧Rp 电子科技大学成都学院本科毕业设计论文16 图 3-25 稳压器作恒流源(a)小电流恒流源 (b) 大电流恒流源图 3-26 可调稳压器作恒流源电路3.4 直流电源输出信号测试电路 6利用 A/D 转换芯片将模拟的电压输出信号采样输出转化成数字值，显示在数码管上。第 3 章 整流 滤波及稳压方面的原理及使用17 A/D 转换器图 3-28A/D 转换器 0804 一、 A/D 转换基本原理四个步骤：采样、保持、量化、编码。模拟电子开关 S 在采样脉冲 CPS的控制下重复接通、 断开的过程。 S 接通时，ui(t)对 C 充电，为采样过程； S 断开时， C 上的电压保持不变，为保持过程。在保持过程中，采样的模拟电压经数字化编码电路转换成一组 n 位的二进制数输出。图 3-29A/D 转换原理图（一）取样定理将一个时间上连续变化的模拟量转换成时间上离散的模拟量称为采样。电子科技大学成都学院本科毕业设计论文18 图 3-30 取样定理取样定理：设取样脉冲 s(t)的频率为 fS，输入模拟信号 x(t)的最高频率分量的频率为 fmax， 必须满足 fs 2fmax， y(t)才可以正确的反映输入信号 (从而能不失真地恢复原模拟信号 )。通常取 fs （ 2.5 3） fmax 。由于 A/D 转换需要一定的时间，在每次采样以后，需要把采样电压保持一段时间。图 3-31 采样及波形s(t)有效期间，开关管 VT 导通， uI 向 C 充电， u0 (=uc)跟随 uI 的变化而变化；s(t)无效期间，开关管 VT 截止， u0 (=uc)保持不变，直到下次采样。 （由于集成运放 A 具有很高的输入阻抗，在保持阶段，电容 C 上所存电荷不易泄放。）（二）量化和编码第 3 章 整流 滤波及稳压方面的原理及使用19 数字量最小单位所对应的最小量值叫做量化单位 。将采样保持电路的输出电压归化为量化单位 的整数倍的过程叫做量化。用二进制代码来表示各个量化电平的过程，叫做编码。一个 n 位二进制数只能表示 2n 个量化电平， 量化过程中不可避免会产生误差，这种误差称为量化误差。量化级分得越多（ n 越大），量化误差越小。图 3-32 划分量化电平的两种方法（ a）量化误差大（ b）量化误差小二、采样 -保持电路图 3-33 采样 -保持电路t0 时刻 S 闭合， CH 被迅速充电， 电路处于采样阶段。 由于两个放大器的增益都为 1， 因此这一阶段 uo跟随 ui 变化， 即 uo ui。 t1 时刻采样阶段结束， S 断开，电子科技大学成都学院本科毕业设计论文20 电路处于保持阶段。若 A2 的输入阻抗为无穷大， S 为理想开关，则 CH 没有放电回路，两端保持充电时的最终电压值不变，从而保证电路输出端的电压 uo维持不变。三、 A/D 转换器的主要技术指标（ 1）分辨率A/D 转换器的分辨率用输出二进制数的位数表示，位数越多，误差越小，转换精度越高。例如，输入模拟电压的变化范围为 0 5V，输出 8 位二进制数可以分辨的最小模拟电压为 5V 20mV； 而输出 12 位二进制数可以分辨的最小模拟电压为 5V 1.22mV。（ 2）相对精度在理想情况下，所有的转换点应当在一条直线上。相对精度是指实际的各个转换点偏离理想特性的误差。（ 3）转换速度转换速度是指完成一次转换所需的时间。转换时间是指从接到转换控制信号开始，到输出端得到稳定的数字输出信号所经过的这段时间。第 4 章 总体方案设计21 第 4 章 总体方案设计本设计的主要目的是使标准的 220V 的交流电通过一系列电子元器件的转换作用后转变成多路低压的直流电源，其转换方式主要是由变压器，整流元器件，滤波元器件，稳压器件， A/D 转换器，单片机 AT89S52 及 LED 数码管来实现。下面将要详细叙述本设计的总体方案实现过程。4.1 初期实现部分原理图图 4-1 初期原理图在本设计中采用 220V/50Hz 变压器可将 220V 交流电转变为 15V 直流电并且通过桥式整流，再通过 1000uF的电解电容滤波，然后通过整流芯片 7805、 7812、7912 等实现输出 +5V、 +12V、 -12V 的真流电压输出。然而输入端电容为 1000uF 的电解电容，输出端电容为 1uF 电解电容通过在电路板上搭接所测出来的输入端两端电压仅有 2V4V 极为不稳定并且纹小较为明显，未能达到理想要求后经反复调试查阅资料修改为符合要求的电路。电子科技大学成都学院本科毕业设计论文22 4.2 最终定型原理图图 4-2 最终定型原理图由于初期原理图仅在大体方向上符合要求，后经不断的调试、完善做成如上图符合要求的电路。在 7805 之前串接一个 100 欧左右的电阻（起分压的作用）并且在所有的输入输出电容上并联一个 0.1uF 电容后除掉纹波的效果较为明显经过反复调试、测量依然未达到理想效果，通过阅资料需在 7805 1872 7912 的两端分别接入二极管 4001 后基本达到理想的要求，所加入的二极管起到了防止自激的作用。 4.3 后端显示部分原理第 4 章 总体方案设计23 图 4-3 后端显示部分原理图ADC0804 是 8 位全 MOS 中速 A/D 转换器、它是逐次逼近式 A/D 转换器，片内有三态数据输出锁存器，可以和单片机直接接口。单通道输入，转换时间大约为100us。 ADC0804 转换时序是：当 CS 0 许可进行 A/D 转换。 WR 由低到高时，A/D 开始转换，一次转换一共需要 66 73 个时钟周期。 CS 与 W