【《某数控直流稳压电源方案设计与元器件选择分析案例》1500字】

翻译文稿PAGEPAGEIPAGEPAGEII某数控直流稳压电源方案设计与元器件选择分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u19026某数控直流稳压电源方案设计与元器件选择分析案例 1234201.1系统方案设计 194641.2主要芯片选择介绍 273711.2.1单片机的选择 258741.2.2稳压芯片的选择 3103111.2.3功率器件的选择 41.1系统方案设计方案一： 采用Buck电路作为主电路，普通交流电经过一系列变化等输出稳定的12v直流电，再接入Buck电路通过单片机输出PWM信号再将PWM信号通过功率拉升，驱动Buck电路的开关管工作，来实现0-12V电压的调节，再经单片机自带的AD采样输出电压与预设电压进行比较，以形成反馈，进而达到输出电压的稳定。方案二： 采用Buck-Boost电路作为主电路，普通交流电经过一系列变化等输出稳定的5V直流电，再接入Buck-Boost电路通过单片机输出PWM信号再将PWM信号通过功率拉升，驱动Buck-Boost电路的开关管工作，来实现0-12V电压的调节，再经单片机自带的AD采样输出电压与预设电压进行比较，以形成反馈，进而达到输出电压的稳定。方案三：直接采用mosfet进行电压调节，通过调节mosfet的开通和关断，来达到调节输出电压的目的。再经单片机自带的AD采样输出电压与预设电压进行比较，以形成反馈，进而达到输出电压的稳定。 三个个方案对比可以看出，三个方案从理论上均可达到数控调压的目的。只是Buck电路和Buck-boost电路，都有特定的电容和电感，一般仅仅适用于一个定值电压的输出，如果采用方案一和方案二的话输出可能不是很稳定，难以实现要求。且在Buck-boost电路中，Buck-boost的输入、输出电流有脉动，这使得对输入电源有电磁干扰且输出纹波较大。所以在实际应用时常加有输入，输出滤波器；升降压电路中开关管c端接的是负载端，所以如果采用N型mos管，其电路就是繁杂。综合上述比较我们选择方案三。数控直流稳压电源系统结构图如图1.1所示。主电路主电路图1.1数控直流稳压电源系统结构图1.2主要芯片选择介绍1.2.1单片机的选择方案一：采用宏晶公司的STC89C52RC，此处理器是一种低功耗、运算速度快的CMOS的8位微控制器，它的工作频率一般为12MHz，有32个通用I/O接口，分别为8个P0口、8个P1口、8个P2口和8个P3口，其中P0口当一般IO接口使用时需要接上拉电阻。其只有一个串口，存储空间狭小，工作频率低运行速度慢。方案二：STM32F103C8T6是一款低功耗、高性能的32位微型控制器，其是以ARMCortex-M为内核，有64KB的存储器用来存储程序，其供电电源为2V~1.6V，能在-40°C~85°C下正常工作。运行速度快最高为72MHz，自带两个12位的数模转换器，1微妙的转化时间，且多达16个输入通道。用于通讯的各种接口共九个，其中有2个I2C接口，串口接口3个，2个SPI接口其传输速度能达到18M位/秒，一个CAN接口，一个USB2.0全速接口。综上所述，经比较我们发现STM32功能更加强大，处理速度更快，且自带数模转换不需要额外添加，电路搭建更加简单。本设计需要采用液晶显示屏用来显示电压值，所以需要选择存储空间大，运行速度快的单片机。所以选择STM32C8T6作为主控芯片。1.2.2稳压芯片的选择由于我们需要将220v交流电转化成低压稳定的直流电，为了使电路简单体积更小，所以我们采用LM2596-ADJ和AMS1117-1.3V使用起来更加便捷，芯片内部也集成了保护电路。LM2596-ADJ能实现1.3v、5v和12v以及电压可调等多种电压，其最大输出电压为37v。其中LM2596-ADJ用于将整流出来的电压稳定至5v之后作为液晶显示电路的输入；AMS1117-1.3V用于将LM2596-ADJ输出的5v电压转换为1.3v并作为单片机的供电电源。LM2596-ADJ稳压管实物如下图所示。图1.1LM2596-ADJ稳压管实物1.2.3功率器件的选择我们选择mosfet-IRF9Z24N作为主要输出电路中的开关器件，由于只是进行0-12V电压的变换，所以选择功率器件耐压值不必太高。IRF9Z24N为P型MOSFET、采用了先进的工艺技术，低通态电阻，损耗很小，在器件工作时能承受175度的高温不损坏，属于快速型开关管电压,其耐压值最大:100V；最大电流为33A，通态44mΩ。为了便于实物的焊接。所