稳压直流电源论文

1、数控直流稳压电源设计姓名：张仁鹏 班级：071803学号：121820070159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。传统的多功能直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、十扰大、精度低且体 积大、复杂度高。普通直流稳压电源品种很多，但均存在以下二个问题：1输 出电压是通过粗调波段开关及细调电位器来调节。这样，当输出电压需要精 确输出，或需要在一个小范围内改变时如1.051.07V ,困难就较大。另 外，随着使用时间的增加，波段开关及电位器难免接触不良，对输出会有影响。2稳压方式均是采用申联型稳压电路，对过载进行限流或截流型保护，电路构成复 杂，稳压精度也不高。在

2、家用电器和其他各类电子设备中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。但在实际生活中，都是由220V的交流电网供电。这就需要通过变压、整流、滤 波、稳压电路将交流电转换成稳定的直流电。2滤波器用于滤去整流输出电压中 的纹波，一般传统电路由滤波扼流圈和电容器组成，假设由晶体管滤波器来替代， 那么可缩小直流电源的体积，减轻其重量，且晶体管滤波直流电源不需直流稳压器 就能用作家用电器的电源，这既降低了家用电器的本钱，乂缩小了其体积，使家 用电器小型化。传统的直流稳压电源通常采用电位器和波段开关来实现电压的调节，并由电压表指示电压值的大小.因此，电压的调整精度不高，读数欠直观，电位器也易磨 损.而基于单片机

3、控制的直流稳压电源能较好地解决以上传统稳压电源的缺乏。10随着科学技术的不断开展，特别是计算机技术的突飞猛进，现代工业应用的 工控产品均需要有低纹波、宽调整范围的高压电源，特别是在一些高能物理领域， 急需电脑或单片机控制的低纹波、宽调整范围的电源。141.国内外研究现状电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，效劳于各行各业。电力电子技术是电能的最正确应用技术之一。当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。随着计算机和通讯技术开展而来的 现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的开展前景，同时也给电源提出了更高的要求。随着数控电源在电子装置中的普遍使用

4、， 普通电源在工作时产生 的误差，会影响整个系统的精确度。电源在使用时会造成很多不良后果， 世界各 国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。只有满足产品标准，才能够进入市场。随着经济全球化的开展，满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。数控电源是从80年代才真正的开展起来的，期间系统的电力电子理论开始建立。这些理论为其后来的开展提供了一个良好的根底。在以后的一段时间里，数控电源技术有了长足的开展。但其产品存在数控程度达不到要求、 分辨率不高、功率密度比拟低、可靠性较差的缺点。因此数控电源主要的开展方 向，是针对上述缺点不断加以改善。单片机技术及电压转换模块的出现为精确数 控

5、电源的开展提供了有利的条件。 新的变换技术和控制理论的不断开展， 各种类 型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用。4从上世纪九十年代末起，随着对系统更高效率和更低功耗的需求， 电信与数 据通讯设备的技术更新推动电源行业中直流 /直流电源转换器向更高灵活性和智 能化方向开展。在80年代的第一代分布式供电系统开始转向到20世纪末更为先 进的第四代分布式供电结构以及中间母线结构，直流 /直流电源行业正面临着新 的挑战，即如何在现有系统参加嵌入式电源智能系统和数字控制。早在90年代中，半导体生产商们就开发出了数控电源管理技术， 而在当时， 这种方案的性价比与当时广泛使用的模拟控制方案相比处与劣势，

6、 因而无法被广 泛采用。5由于板载电源管理的更广泛应用和行业能源节约和运行最优化的关注，电源行业和半导体生产商们便开始共同开发这种名为“数控电源的新产品。现今随 着直流电源技术的飞跃开展，整流系统由以前的分立元件和集成电路控制开展为 微机控制，从而使直流电源智能化，具有遥测、遥信、遥控的三遥功能，根本实现 了直流电源的无人值守，“设计的直流稳压电源主要由单片机系统、键盘、数码 管显示器、指示灯及报警电路、检测电路、D/ A转换电路、直流稳压电路等几 局部组成。单片机系统选用89C51型号单片机，内含4K的ROM采用8255作为电 压输出的扩展55作为电压输出的扩展接口,8279作为键盘和显示器

7、的扩展接口。121.2开关电源技术的开展动向开关电源的开展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗十扰和模块化。由 于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化，因此国外各大开关电源制造商都致 力于同步开发新型高智能化的元器件， 特别是改善二次整流器件的损耗，并在功 率铁氧体Mn-Zn材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度Bs下获得高的磁性能，而电容器的小型化也是一项关键技术。SMTM术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、 小、薄。8开关电源的高频化就必然对传统的PWW关技术进行创新，实现ZVS ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术，并大幅提高

8、了开关电源工作效率。对于高可靠性指标，美国的开关电源生产商通过降低运行电流，降低结温等措施以减少器件的应力，使得产品的的可靠性大大提高。7模块化是开关电源开展的总体趋势，可以采用模块化电源组成分布式电源系 统，可以设计成N+ 1冗余电源系统，并实现并联方式的容量扩展。针对开关电 源运行噪声大这一缺点，假设单独追求高频化其噪声也必将随着增大，而采用局部 谐振转换电路技术，在理论上即可实现高频化乂可降低噪声， 但局部谐振转换技 术的实际应用仍存在着技术问题,故仍需在这一领域开展大量的工作,以使得该 项技术得以实用化。电力电子技术的不断创新，使开关电源产业有着广阔的开展前景。 要加快我 国开关电源产

9、业的开展速度，就必须走技术创新之路，走出有中国特色的产学研 联合开展之路，为我国国民经济的高速开展做出奉献。92、目前存在的问题数控电源是从80年代才真正的开展起来的， 期间系统的电力电子理论开始建 立。这些理论为其后来的开展提供了一个良好的根底。在以后的一段时间里，数控电源技术有了长足的开展。但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、 功率密度比拟低、可靠性较差的缺点。因此数控电源主要的开展方向，是针对上 述缺点不断加以改善。假设采用各类数字电路来组成键盘控制系统，进行信号处理， 如选用CPL眸可编程逻辑器件。可是这种方案电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于系统的扩展，对信号处理比拟困难。

10、113、解决方法单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的开展提供了有利的条 件。 新的变换技术和控制理论的不断开展， 各种类型专用集成电路、数字信号处 理器件的研制应用。至U 90年代，己出现了数控精度到达0.05V的数控电源，功 率密度到达每立方英寸50W勺数控电源。从组成上，数控电源可分成器件、主电 路与控制等三局部。目前在电力电子器件方面，几乎都为旋纽开关调节电压，调 节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦。利用数控电源，可以到达每步0.1V的精度，输出电压范围09.9V，电流可以到达500mA数控技术方面的开展是以51系列单片机为主控单元电路的拓扑和软开关技术等电子技术的完善为主要标

11、 志。数字化那么应届于控制方面的重要开展方向，随着信息技术的突飞猛进，将对 开关电源技术的开展起到巨大推进作用。 数控电源目前的开展，主要朝着更高的 数控精度和分辨率及更好的动态特性；更好的环保性能；智能化与高可靠性；更广 泛的应用等方向开展。 因此， 在设计中， 采用AT89S52单片机作为整机的控制单 元， 通过改变DAC0832勺输入数字量来改变输出电压值， 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，可以将输出电压经过ADC083趋行模数转换，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。此系统比拟灵活，采用

12、软件方法 来解决数据的预置以及电压的步进控制， 使系统硬件更加简洁，各类功能易于实 现，能很好地满足课题的要求。9本电路采用51系列单片机作为整机的控制单元，通过改变输入数字量来改 变输出电压值，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。最后经分析处理，通过数据形式的反应环节，使电压更加稳定，构成稳定的压控电压源。4、总结综合以上内容可得到以下启示：在本次设计过程中，1.对纹波也没有提出严格要求，所以常用的稳压集成电路就可以满足要求。在电路中采用了模拟器件 和数字器件。本设计输出的电压稳压精度高，可以用在对直流电压要求较高的设 备上，或在科研实验室中当作实验电源使用。2.因

13、我们没有经常动手设计过电路， 还有资料的查找也是一大难题，这就要求我们在以后的学习中，应该注意到这一 点，更重要的是我们要学会把从书本中学到的知识和实际的电路联系起来，这不论是对我们以后的就业还是学习，都会起到很大的促进和帮助，我相信，通过这 次的课程设计，在下一阶段的学习中我会更加努力，力争把这门课学好，学精。 同时，通过本次课程设计，我们懂得如何把理论与实践从真正意义上相结合了起 来；考验了我们借助互联网络搜集、查阅相关文献资料，和组织材料的综合能力； 从中可以自我测验，认识到自己哪方面有欠缺、缺乏，以便于在日后的学习中得 以改良、提高。5、参考文献1胡诗妍 赵德良 低纹波?宽调整范围数控直流高压电源?公安大学学2000年3月2曹巧媛.?单片机原理及应用?电子工业出版社1997年6月3阮忠、林金宝、陈强 编著?综合电子电路应用指南?机械工业出版社2004年8月4何立民著 ?单片机应用选编4 5 6?北京航空航天出版社2000年8月5薛永毅、王淑英、何希才?新型电源电路应用实例?电子工业出版社2001.10月6马忠梅编著?单片机的C语言应用程序计? 北京航空航天出版社2003年7月7瞿德福编著 ?数字电路与模拟电路?中国标准出版社2004年4月8彭介华主编 ?电子技术课程设计指导