1、數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作學(xué)院：信息科學(xué)與工程專 業(yè)：電子信息工程班 級：1班姓 名： XXX指導(dǎo)教師： XXX任務(wù)書數(shù)控直流穩(wěn)壓電源1. 基本功能實(shí)現(xiàn)：(1) 可輸出電壓：范圍15V,步進(jìn)，紋波不大于10mV(2) 可輸出電流： 150mA。( 3) 可輸出電壓值由數(shù)碼管顯示。( 4) 由“ +”、“- ”兩鍵分別控制輸出電壓步進(jìn)增減。(5) 為實(shí)現(xiàn)上述幾部件工作，自制一穩(wěn)壓直流電源，輸出輸出± 15v,+5v 。2. 設(shè)計(jì)報(bào)告：( 1 ) 開題報(bào)告：包括可行性分析，方案比較，方案的確定，系統(tǒng)方框圖，經(jīng)費(fèi)預(yù)算， 組內(nèi)分工，進(jìn)程安排等。( 2) 理論方案書：具體的原理圖，邏輯分析，

2、理論計(jì)算，電路仿真結(jié)果等。( 3) 驗(yàn)證方案及驗(yàn)證結(jié)果：包括驗(yàn)證方案的原理，采取的措施，實(shí)際驗(yàn)證的結(jié)果等( 4) 設(shè)計(jì)總結(jié)：包括實(shí)踐中出現(xiàn)的問題，解決方法，心得體會(huì)等。( 5) 參考資料：包括采用的芯片，電路，參考書等。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)系益密切。任何電子設(shè)備都離不開可靠的電源，它們 對電源的要求也越來越高。特別是隨著小型電子設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛，也要求能夠提供穩(wěn) 定的電源，以滿足小型電子設(shè)備的用電需要。本文基于這個(gè)思想，設(shè)計(jì)和制作了符合指標(biāo)要 求的開關(guān)穩(wěn)壓電源。開關(guān)電源具有高頻率、高功率密度

3、、 高效率等優(yōu)點(diǎn) , 被稱作高效節(jié)能電源。 由于開關(guān)穩(wěn) 壓電源具有這些優(yōu)點(diǎn)，基于這個(gè)思想設(shè)計(jì)了一個(gè)15V可調(diào)的低功率開關(guān)穩(wěn)壓電源，以滿足小型電子設(shè)備的供電需要。本文以開關(guān)電源的發(fā)展歷史、 發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢為線索， 介紹了開關(guān)電源的一些新 技術(shù)，技術(shù)指標(biāo)，分類標(biāo)準(zhǔn)等。并根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了一種滿足小型電子設(shè)備供電需要的開 關(guān)穩(wěn)壓電源。電源設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)是：輸入電壓為AC220V輸入頻率為50HZ輸入電壓范圍為AC165X265V,輸出電壓為直流15V可調(diào)，輸出最大電流為150mA輸出最大功率為。最后在完成基本指標(biāo)的基礎(chǔ)上， 本文還增加了防浪涌電流的附屬功能， 使電路更加滿足 小型電子設(shè)備的用電

4、需要。數(shù)控直流穩(wěn)壓源就是能用數(shù)字來控制電源輸出電壓的大小， 而且能使輸出的直流電壓能 保持穩(wěn)定、精確的直流電壓源；本文介紹了利用數(shù) / 模轉(zhuǎn)換電路、輔助電源電路、去抖電路 等組成的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源電路， 詳述了電源的基本電路結(jié)構(gòu)和控制策略； 它與傳統(tǒng)的穩(wěn)壓 電源相比，具有操作方便、電壓穩(wěn)定度高的特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、成本低，輸出電 壓在15V之間連續(xù)可調(diào)，其輸出電壓大小以1V步進(jìn)，輸出電壓的大小調(diào)節(jié)是通過“ + 兩鍵操作的， 而且可根據(jù)實(shí)際要求組成具有不同輸出電壓值的穩(wěn)壓源電路。 該電源控制電路 選用89C51單片機(jī)控制主電路采用串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓技術(shù)具有線路簡單、響應(yīng)迅速、穩(wěn)定性好、 效率高

5、等特點(diǎn)。詳細(xì)分析了電源的拓樸圖及工作原理。關(guān)鍵詞：穩(wěn)壓電源；單片微型機(jī)；數(shù)控直流； D/A 轉(zhuǎn)換引言數(shù)控支流穩(wěn)壓電源是一種常見的電子儀器， 廣泛的用于電子電路，教學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研究 等領(lǐng)域。目前實(shí)用的直流穩(wěn)壓電源大部分是線性電源。利用分離器件組成，其體積大，功率 底，可靠性差，操作使用不方便，自我保護(hù)功能不夠，因而故障率高。隨著電子科技的飛速 發(fā)展，各種電子，電器設(shè)備對穩(wěn)壓電源的性能要求日益提高，穩(wěn)壓電源不斷差朝著小型化， 高效率，低成本，高可靠性，低電磁干擾，模塊化和智能化發(fā)展。以單片機(jī)系統(tǒng)為核心而設(shè) 計(jì)制造出來的新一代穩(wěn)壓電源不但電路簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，價(jià)格低廉，性能卓越，而且單片機(jī) 具有計(jì)算和

6、控制功能， 利用它對采樣技術(shù)進(jìn)行各種計(jì)算， 從而可排除和減少由于騷擾信號和 模擬電路因起的誤差， 大大提高穩(wěn)壓電源輸出電壓和輸出電流精度， 降低了對模擬電路的要 求。智能穩(wěn)壓電源可利用單片機(jī)設(shè)置周密的保護(hù)檢測系統(tǒng)，確保電源運(yùn)行可靠。輸出電壓和 限制電流采用數(shù)字顯示，輸入采用鍵盤方式，電源的外表美觀，操作使用方便，具有較高的 使用價(jià)值。目錄摘要 3引言 41緒論62開關(guān)電源的概述 7開關(guān)電源的定義 7開關(guān)電源的分類 7開關(guān)電源的選用 9開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向 10開關(guān)電源的工作原理和特點(diǎn) .103 本設(shè)計(jì)方案思路 13穩(wěn)壓源的技術(shù)指標(biāo)和要總體設(shè)計(jì)框圖 144 單元電路設(shè)計(jì) 15穩(wěn)壓電源部分 15

7、顯示部分 .15數(shù)模轉(zhuǎn)換部分 16模數(shù)轉(zhuǎn)換部分 16數(shù)字控制部分 17按鍵控制部分 17整體原理圖 18整 體 PCB圖 195 系統(tǒng)軟件部分 206 制 作 與 調(diào)試 .21硬件電路的布線與焊接 .19電路的組裝與調(diào)試 197 分 析 與 心得 .22參考文獻(xiàn). 24附錄25第1章 緒論 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)系益密切。任何電子設(shè)備都離不開可靠的電源，它們 對電源的要求也越來越高。 電源是電子設(shè)備的心臟部分 , 其質(zhì)量的好壞直接影響著電子設(shè)備的 可靠性，而且電子設(shè)備的故障 60%來自源，因此，電源越來越

8、受到人們的重視。電子設(shè)備的 小型化和低成本化使電源以輕、薄、小和高效率為發(fā)展方向。 20 世紀(jì) 50 年代，美國宇航局 以小型化、重量輕為目標(biāo)，為搭載火箭開發(fā)了開關(guān)電源。在近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展過程中，開關(guān) 電源因具有體積小、重量輕、效率高、發(fā)熱量低、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)而逐步取代傳統(tǒng)技術(shù)制造 的連續(xù)工作電源，并廣泛應(yīng)用于電子整機(jī)與設(shè)備中。 20 世紀(jì) 80 年代，計(jì)算機(jī)全面實(shí)現(xiàn)了開 關(guān)電源化，率先完成計(jì)算機(jī)的電源換代。 20 世紀(jì) 90 年代，開關(guān)電源在電子、電器設(shè)備、家 用領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用， 開關(guān)電源技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展期。 到21 世紀(jì)小型電子設(shè)備的發(fā)展更 加迅速和更加普及，但是現(xiàn)在很多的小型電子設(shè)

9、備都是依靠電池來供電的，所以開發(fā)一種新 型的開關(guān)電源應(yīng)用于小型電子設(shè)備中就顯得非常重要了！ 開關(guān)穩(wěn)壓電源（以下簡稱開關(guān)電源）取代晶體管線性穩(wěn)壓電源（以下簡稱線性電源）已 有 30 多年歷史，最早出現(xiàn)的是串聯(lián)型開關(guān)電源， 其主電路拓?fù)渑c線性電源相仿，但功率晶體 管了作于開關(guān)狀態(tài)后，脈寬調(diào)制（PWM控制技術(shù)有了發(fā)展，用以控制開關(guān)變換器，得到 PWM 開關(guān)電源，它的特點(diǎn)是用20kHz脈沖頻率或脈沖寬度調(diào)制一PW開關(guān)電源效率可達(dá)6570%, 而線性電源的效率只有3040%。在發(fā)生世界性能源危機(jī)的年代，引起了人們的廣泛關(guān)往。線性電源工作于工頻，因此用工作頻率為 20kHZ的PWMF關(guān)電源替代，可大幅度節(jié)

10、約能源， 在電源技術(shù)發(fā)展史上譽(yù)為20kHZ革命。隨著ULSI芯片尺寸不斷減小，電源的尺寸與微處理 器相比要大得多；航天，潛艇，軍用開關(guān)電源以及用電池的便攜式電子設(shè)備（如手提計(jì)算機(jī)， 移動(dòng)電話等）更需要小型化，輕量化的電源。因此對開關(guān)電源提出了小型輕量要求，包括磁 性元件和電容的體積重量要小。此外要求開關(guān)電源效率要更高，性能更好，可靠性更高等。第 2 章 開關(guān)電源的概述開關(guān)電源的定義開關(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MOSFE構(gòu)成。開關(guān)電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長，但

11、二者增長速率各異。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)。隨著電力電子技術(shù) 的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移 動(dòng)，這為開關(guān)電源提供了廣闊的發(fā)展空間。開關(guān)電源高頻化是其發(fā)展的方向， 高頻化使開關(guān)電源小型化， 并使開關(guān)電源進(jìn)入更廣泛的 應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，推動(dòng)了高新技術(shù)產(chǎn)品的小型化、輕便化。另外開 關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。開關(guān)電源中應(yīng)用的電力電子器件主要為二極管、IGBT和MOSFETSCR在開關(guān)電源輸入整流電路及軟啟動(dòng)電路中有少量應(yīng)用，GTR驅(qū)動(dòng)困難，

12、開關(guān)頻率低，逐漸被IGBT和MOSFE取代。開關(guān)電源的三個(gè)條件：1、開關(guān)：電力電子器件工作在開關(guān)狀態(tài)而不是線性狀態(tài)2、高頻：電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻3、直流：開關(guān)電源輸出的是直流而不是交流開關(guān)電源的分類人們的開關(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。開關(guān)電源可分為 AC/DC和DC/DC兩大類，DC/DC變換器現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)模塊化，且設(shè) 計(jì)技術(shù)及生產(chǎn)工藝在國內(nèi)外均已成熟和標(biāo)準(zhǔn)化，并已得到用戶的認(rèn)可，但AC/DC的模塊化，因其自身的特性使得在模塊化的進(jìn)程中

13、，遇到較為復(fù)雜的技術(shù)和工藝制造問題。以下分別對 兩類開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)和特性作以闡述。DC/DC 變換DC/DC變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓，也稱為直流斬波。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）。其具體的電路由以下幾類：（1）Buck電路一一降壓斬波器，其輸出平均電壓 Uo小于輸入電壓Ui，極性相同。（2）Boost電路一一升壓斬波器，其輸出平均電壓 Uo大于輸入電壓Ui，極性相同。（3） Buck-Boost電路一一降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓Uo大于或小于輸入電壓Ui， 極

14、性相反，電感傳輸。（4）Cuk電路一一降壓或升壓斬波器，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。當(dāng)今軟開關(guān)技術(shù)使得DC/DC發(fā)生了質(zhì)的飛躍，美國VICOR公司設(shè)計(jì)制造的多種ECI軟開 關(guān)DC/DC變換器，其最大輸出功率有 300W 600W 800W等，相應(yīng)的功率密度為（6、2、10、 17）W/cm3效率為（80-90）%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（200300）kHz,功率密度已達(dá)到27 W/cm3,采用 同步整流器（MOS-FE代替肖特基二極管），是整個(gè)電路效率提高到 90%AC/DC 變

15、換AC/DC變換是將交流變換為直流，其功率流向可以是雙向的，功率流由電源流向負(fù)載的 稱為“整流”，功率流由負(fù)載返回電源的稱為“有源逆變”。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EMG旨令的限制（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 EMOt磁兼容問題難度加大，也就對內(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

16、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。AC/DC變換按電路的接線方式可分為，半波電路、全波電路。按電源相數(shù)可分為，單項(xiàng)、 三相、多相。按電路工作象限又可分為一象限、二象限、三象限、四象限。開關(guān)電源的選用開關(guān)電源在輸入抗干擾性能上，由于其自身電路結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)（多級串聯(lián)），一般的輸入干 擾如浪涌電壓很難通過， 在輸出電壓穩(wěn)定度這一技術(shù)旨標(biāo)上與線性電源相比具有較大的優(yōu)勢， 其輸出電壓穩(wěn)定度可達(dá)（ 1） %。開關(guān)電源模塊作為一種電力電子集成器件，在選用中應(yīng)注意 以下幾點(diǎn)：輸出電流的選擇因開關(guān)電源工作效率高，一般可達(dá)到

17、 80%以上，故在其輸出電流的選擇上，應(yīng)準(zhǔn)確測量 或計(jì)算用電設(shè)備的最大吸收電流，以使被選用的開關(guān)電源具有高的性能價(jià)格比，通常輸出計(jì) 算公式為：Is=K*If式中：Is開關(guān)電源的額定輸出電流；If 用電設(shè)備的最大吸收電流；K裕量系數(shù)，一般取;接地開關(guān)電源比線性電源會(huì)產(chǎn)生更多的干擾，對共模干擾敏感的用電設(shè)備，應(yīng)采取接地和屏 蔽措施，按ICE1000. EN61000 FCC等 EMC艮制，形狀開關(guān)電源均采取 EMC電磁兼容措施， 因此開關(guān)電源一般應(yīng)帶有EMC電磁兼容濾波器。如利德華福技術(shù)的 HA系列開關(guān)電源，將其 FG端子接大地或接用戶機(jī)殼，方能滿足上述電磁兼容的要求。保護(hù)電路開關(guān)電源在設(shè)計(jì)中必須

18、具有過流、過熱、短路等保護(hù)功能，故在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首選保護(hù)功能 齊備的開關(guān)電源模塊，并且其保護(hù)電路的技術(shù)參數(shù)應(yīng)與用電設(shè)備的工作特性相匹配，以避免 損壞用電設(shè)備或開關(guān)電源。開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向開關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、 高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。 由于開關(guān)電源輕、 小、薄的關(guān)鍵技術(shù)是高頻化，因此國外各大開關(guān)電源制造商都致力于同步開發(fā)新型高智能化 的元器件，特別是改善二次整流器件的損耗，并在功率鐵氧體（Mn-Zn）材料上加大科技創(chuàng)新, 以提高在高頻率和較大磁通密度（Bs）下獲得高的磁性能，而電容器的小型化也是一項(xiàng)關(guān)鍵 技術(shù)。SMT技術(shù)的應(yīng)用使得開關(guān)電源取得了長足的進(jìn)展，在電路板兩面布置元器

19、件，以確保 開關(guān)電源的輕、小、薄。開關(guān)電源的高頻化就必然對傳統(tǒng)的 PW開關(guān)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)ZVS ZCS的軟開關(guān)技術(shù)已成為開關(guān)電源的主流技術(shù)，并大幅提高了開關(guān)電源工作效率。對于高可 靠性指標(biāo)，美國的開關(guān)電源生產(chǎn)商通過降低運(yùn)行電流，降低結(jié)溫等措施以減少器件的應(yīng)力， 使得產(chǎn)品的的可靠性大大提高。模塊化是開關(guān)電源發(fā)展的總體趨勢，可以采用模塊化電源組成分布式電源系統(tǒng)，可以設(shè) 計(jì)成N+ 1冗余電源系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)并聯(lián)方式的容量擴(kuò)展。針對開關(guān)電源運(yùn)行噪聲大這一缺點(diǎn)， 若單獨(dú)追求高頻化其噪聲也必將隨著增大，而采用部分諧振轉(zhuǎn)換電路技術(shù)，在理論上即可實(shí) 現(xiàn)高頻化又可降低噪聲，但部分諧振轉(zhuǎn)換技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用仍存在著技

20、術(shù)問題，故仍需在這一 領(lǐng)域開展大量的工作，以使得該項(xiàng)技術(shù)得以實(shí)用化。電力電子技術(shù)的不斷創(chuàng)新，使開關(guān)電源產(chǎn)業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景。要加快我國開關(guān)電源 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度，就必須走技術(shù)創(chuàng)新之路，走出有中國特色的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合發(fā)展之路，為我國 國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展做出貢獻(xiàn)。開關(guān)電源的工作原理和特點(diǎn)開關(guān)電源就是用通過電路控制開關(guān)管進(jìn)行高速的道通與截止將直流電轉(zhuǎn)化為高頻率的 交流電提供給變壓器進(jìn)行變壓，從而產(chǎn)生所需要的一組或多組電壓。轉(zhuǎn)華為高頻交流電的原 因是高頻交流在變壓器變壓電路中的效率要比 50HZ高很多所以開關(guān)變壓器可以做的很小， 而且工作時(shí)不是很熱。成本很低。如果不將 50HZ變?yōu)楦哳l那開關(guān)電源就沒有意義

21、。 開關(guān)變壓 器也不神秘。就是一個(gè)普通的變壓器。這就是開關(guān)電源。開關(guān)電源大體可以分為隔離和非隔 離兩種，隔離型的必定有開關(guān)變壓器，而非隔離的未必一定有。簡單地說，開關(guān)電源的工作原理是：1. 交流電源輸入經(jīng)整流濾波成直流；2. 通過高頻PWM脈沖寬度調(diào)制）信號控制開關(guān)管，將那個(gè)直流加到開關(guān)變壓器初級上；3. 開關(guān)變壓器次級感應(yīng)出高頻電壓，經(jīng)整流濾波供給負(fù)載；4. 輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路， 控制PWM占空比，以達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的交流電源輸入時(shí)一般要經(jīng)過厄流圈一類的東西，過濾掉電網(wǎng)上的干擾，同時(shí)也過濾掉電 源對電網(wǎng)的干擾；在功率相同時(shí)，開關(guān)頻率越高，開關(guān)變壓器的體積就越小，但對開關(guān)管的

22、要求就越高；開關(guān)變壓器的次級可以有多個(gè)繞組或一個(gè)繞組有多個(gè)抽頭，以得到需要的輸出；一般還應(yīng)該 增加一些保護(hù)電路，比如空載、短路等保護(hù)，否則可能會(huì)燒毀開關(guān)電源。以上說的就是開關(guān) 電源的大致工作原理。其實(shí)現(xiàn)在已經(jīng)有了集成度非常高的專用芯片，可以使外圍電路非常簡單，甚至做到免調(diào) 試。計(jì)算機(jī)開關(guān)電源的發(fā)展經(jīng)過了 AT ATX ATX12V三個(gè)發(fā)展階段。AT標(biāo)準(zhǔn)是由IBM早期推 出PC/AT機(jī)時(shí)所提出的，提供+5V -5V、+12V -12V四組電壓，具備硬開關(guān)。ATX標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn) 生具有劃時(shí)代的意義，實(shí)現(xiàn)了軟開機(jī)關(guān)機(jī)，可以通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)喚醒，增加了 +、+5VSB輸出。 ATX12V是 CPU等硬件發(fā)展的產(chǎn)

23、物，主要是增加了 +12V的輸出能力。開關(guān)電源技術(shù)參數(shù)輸入電壓1 正常情況下，交流輸入的電源也可以用于直流輸入。2.當(dāng)交流輸入電壓范圍為 85-264VAC，直流輸入電壓范圍為120-370VDC當(dāng)交流輸入電壓范圍為 210-370VDC或根據(jù)開 關(guān)選擇輸入范圍為 85-132VAC/170-264VAC輸入沖擊指的是電源冷啟動(dòng)時(shí)的最大瞬間輸入電流。多路輸出1：在多路輸出電源中所列出的電流是每路輸出的最大電流， 每路輸出的總值均不超過系列電源額定功率范圍。正常情況 下，多路輸出電源的V1輸出是獨(dú)立于其他幾路輸出。對于共 地產(chǎn)品，只需將V1的+/-極相應(yīng)端子與其他幾路的其他端子相 連即可。2:對

24、于多路輸出的負(fù)載調(diào)整率的測試，是將被測試的那一路 輸出 負(fù)載在額定值的20%-1008變化，其它各路輸出負(fù)載都保持在額定值的60%進(jìn)行。輸出功率如果將輸出電壓調(diào)咼，那么輸出電流將相應(yīng)減少以保持總功率 不變。如果將輸出電壓調(diào)低時(shí)，輸出電流應(yīng)不超過標(biāo)準(zhǔn)額定值。 輸出紋波與噪聲：1. 低頻紋波：頻率為輸入AC電源頻率的2倍（直流輸入時(shí) 無此項(xiàng)）。2. 高頻紋波：頻率與開關(guān)電源的內(nèi)部脈沖調(diào)制（PWM頻率 相同。3. 開關(guān)噪聲：與開關(guān)脈沖的頻率相同中。4. 隨機(jī)噪聲：與交流輸入電壓及開關(guān)頻率無關(guān)。工作溫度指電源在正常工作時(shí)的環(huán)境溫度，如電源安裝在設(shè)備的機(jī)箱 內(nèi)，工作溫度就指機(jī)箱內(nèi)部溫度，而非室內(nèi)或室外溫

25、度。因此 如果電源的工作溫度超過額定標(biāo)準(zhǔn)，建議用戶按電源功率定額 值的2%/C減額使用或采取風(fēng)冷措施以使工作溫度低于額定的 最高工作溫度。第3章本設(shè)計(jì)方案思路根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的工作原理框圖如圖 1所示。主要包括四大部分: 數(shù)字控制部分，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換部分(D/A變換器)，可調(diào)穩(wěn)壓電源及 A/D轉(zhuǎn)換。數(shù)字控制部 分用+、-按鍵控制一可逆二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出輸入到 D/A變換器，經(jīng)D/A器 轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓，此電壓經(jīng)過放大到合適的電壓值后，去控制穩(wěn)壓電源的輸出，使穩(wěn)壓電 源的輸出電壓以的步進(jìn)值增或減。.微調(diào)杯穩(wěn)壓源的技術(shù)指標(biāo)與要求設(shè)計(jì)并制作有一定輸出電壓調(diào)節(jié)范圍和功能

26、的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源?；疽笕缦?、輸出直流電壓調(diào)節(jié)范圍05V(2)、輸出直流電壓能步進(jìn)調(diào)節(jié)，步進(jìn)值為。、由"+"、"-"兩鍵分別控制輸出電壓步進(jìn)增和減?？傮w設(shè)計(jì)框圖220V交流鍵盤1602液晶 A顯示 7圖2第4章單元電路設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源部分圖在圖中，該部分主要是由三端穩(wěn)壓器 LM7812 LM7912 LM7805和若干個(gè)電容、二極管 元器件組成，220 V市電經(jīng)220 V/12 V變壓器降壓后得到的雙12 V交流電壓，經(jīng)三端穩(wěn)壓 器LM7812和LM7912得到+12 V和-12V,再經(jīng)過LM7805尋到+5 V的電壓。顯示部分在圖中，顯示部分比較簡單

27、，用1602液晶顯示，完成對電壓的顯示功能。ijNDI:倚D2液晶顯示電路 八"數(shù)模轉(zhuǎn)換部分11DL1cSIXLDJsHT02DItoWVrafar葉創(chuàng)IFLXIMITK+raifViRDSTFIP J iIM：CJLI3IWAI：本系統(tǒng)中的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路如圖 5所示。它由DAC0832 LM324放大器及VREF電路組成。 DAC083卻運(yùn)放U3A將 CPU發(fā)出的8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成0-5 V的電壓，因此，該 DAC的 轉(zhuǎn)換分辨率為5/(28-1)= V，即CPU俞出給DAC勺數(shù)據(jù)變化為1 Bit , DAC1出電壓的變化 為V。 VREF電路為DAC提供基準(zhǔn)電壓，調(diào)節(jié) R5A可使基

28、準(zhǔn)電壓保持為5 V。模數(shù)轉(zhuǎn)換部分Vt C：P257> CLKVCC/REFenoCHIDIDOGNDCS8DAOUT 2ADCOR32BPU1P26P27|*GND<iNDAD轉(zhuǎn)換電路數(shù)字控制部分vccTC_14MpFlour二T.talVfCTETFn imlALXJJlUUMD3)rM-lMD31P0 2Pl.3 n.-iPl 5(A DSjnLSIMAP ll 7“1>6)PO 小 lAP7)P0-7P3-3(fsrn(AMlPl.diFl HI屛ThMEP3 KTII僞啥2 iAII)PJJpi «TtnIAI2JPL4(A13JF1.3|I4|P2 hFX

29、Xtp XTAL 1IAI5JP2JXTAL2verGNP站T(RXD)P3-0*HADiriri九LIB FR(X；hi .mWjPETXP1IF2III CtT我們可以通過CiNQ數(shù)字部分主要是有AT89C51控制，它通過控制按鍵來達(dá)到對數(shù)字的控制,按鍵對電壓進(jìn)行調(diào)整，按照實(shí)際需要可以通過按鍵得到所需的電壓，調(diào)節(jié)范圍是按鍵控制部分按鋰電路«!*<i>d整體原理圖+12V -12V 5V穩(wěn)壓電路HeadD21N 4007D43 1N 4007C9-2200uFRHI OKri4 rRi5 rll-KICKRif*IOKS4_o &+ 12VU5C5j-0.1uF

30、LM 7812C61 C10V inC11土0.1uFLM 7912F-lr III!Tli+ 121N 4007U 2I G ND r3L78Q5CV IC7二 0.1uF+ 5V-12V-12I C8二 0.1uFR1610KEA /V PPF3.3(IF3.2(IP3.5(T1)F3.4(T0)XTA L1XTA L2P1.1(I2EXR0k R0k R0k R0k R0k R0k R0k R0kP00P01P02P03P04P05P06P07P23P24DA C08321P3313P3515IL十T 3130pF2|19占 1 IL193 0Pff17"Liqi1_4=110

31、uF|10KP3.7(RD)P3.6(WR)P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RSTVG(A D 1)P 0.1(A D2)P 0.2(A D3)P 0.3(A D4)P 0.4(A D5)P 0.5(A D6)P 0.6(A D7)P 0.7(A 8)P 2.0(A 9)P 2.1 (A 10)P (A 11)P (A 12)P (A 13)P(A 14)P (A 15)P2.22.32.42.52.62.7CCND(RX D)P 3.0(TX D)P 3.1A LE/P RO G單片機(jī)最小系統(tǒng)VCCP 13P 12P 11P 10201918174V CCWQ1ILEA GN

32、 D4D 3D 2D 1D 0V refX F ERD 4D 5D 6D 7RfbVout2D GN DVout12345166157148139121011P14P15P16P17GNDR17F2 n1 _VCC a2345678910111213VCC .GTND1602液晶顯示電路1516DA轉(zhuǎn)換電路LM 324+ 12VOU T1O U T414IN 1-IN 1 +IN 4_IN 4+11-12VVD DV EE10N 2+IN 3+-5K9N 2_IN 3_數(shù)控直流穩(wěn)壓電源R9DA O UTrOUT巨圖8整體PCB圖S2ra口一-cnU1r EL h；irl nm*ILI* *x

33、11T*13m<lnu.Q RohuflPlI1HI竿clcl圖9tTenJ-© 9 * 一2-ll> “ nlg第5章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)開始圖10主程序流程如圖10所示。本電路采用51系列單片機(jī)作為整機(jī)的控制單元，通過改變輸入數(shù)字量來改變輸出電壓 值，從而使輸出功率管的基極電壓發(fā)生變化，間接地改變輸出電壓的大小。為了能夠使系統(tǒng) 具備檢測實(shí)際輸出電壓值的大小，可以經(jīng)過 ADC0809進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，間接用單片機(jī)實(shí)時(shí)對電 壓進(jìn)行采樣，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及顯示。采用軟件方法來解決數(shù)據(jù)的預(yù)置以及電流的步進(jìn)控 制，使系統(tǒng)硬件更加簡潔，各類功能易于實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)以直流電源為核心，利用51系列單片

34、機(jī)為主控制器，通過鍵盤來設(shè)置直流電源的輸出電流，設(shè)置步進(jìn)等級可達(dá)，并可由數(shù)碼管顯示 實(shí)際輸出電壓值和電壓設(shè)定值。利用單片機(jī)程控輸出數(shù)字信號，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器（DA0832輸出模擬量，再經(jīng)過運(yùn)算放大器隔離放大，控制輸出功率管的基極，隨著功率管基極電電流 的變化而輸出不同的電壓。單片機(jī)系統(tǒng)還兼顧對恒壓源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，輸出電壓經(jīng)過電流/電壓轉(zhuǎn)變后，通過A/D轉(zhuǎn)換芯片，實(shí)時(shí)把模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)量，經(jīng)單片機(jī)分析處理，通過數(shù)據(jù)形式的反饋環(huán)節(jié)，使電壓更加穩(wěn)定，構(gòu)成穩(wěn)定的壓控電壓源。第6章制作與調(diào)試在電路組裝過程中，遇到的最大問題是，起初考慮不周全，芯片分布不夠合理，出現(xiàn)了 許多"特長線"。

35、不但影響布線速度，而且也會(huì)給后來的調(diào)試帶來不必要的麻煩。當(dāng)時(shí)已經(jīng)布 線不少，不可能重新開始，再三權(quán)衡，最后只移動(dòng)了一個(gè)芯片，問題就得到了很大改善。其 次就是布線，因?yàn)橐蟛粶?zhǔn)交叉，且橫平豎直，所以在保證連通的情況下，在布線上也下了 不少工夫。調(diào)試過程中，第一輪用萬用表歐姆檔測試，就遇了實(shí)驗(yàn)板上有插孔不通的情況，導(dǎo)致芯片不能正常工作。相對于別的辦法，我選擇了導(dǎo)線顯式連通，因?yàn)槠涓魑讓?shí)現(xiàn)。對 于高阻導(dǎo)線則只能換掉。第二輪接電后，用萬用表的電壓檔測試單元電路的狀態(tài)。如：經(jīng)過 每一級三端穩(wěn)壓器后輸出的電壓否為穩(wěn)定電壓，并且與所需電壓偏差會(huì)不會(huì)很大，根據(jù)測試 結(jié)果對電路進(jìn)行必要的改進(jìn)，從而達(dá)到設(shè)

36、計(jì)的目的。在輸出電壓作為穩(wěn)壓輸出電路的參考電壓。穩(wěn)壓輸出電路的輸出與參考電壓成比例。8位字長的D/A轉(zhuǎn)換器具有256種狀態(tài)。當(dāng)電壓控制字從0, 1, 2，到256時(shí)，電源輸出 電壓為， 。其時(shí)序圖如圖6:g八八八八八八八八八八八 八八LOAD 廠Clk為時(shí)鐘端，Data為輸入數(shù)據(jù)，LOAD為輸入控制信號。第 7 章 分析與心得在本次設(shè)計(jì)的過程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問題，給我的感覺就是很難，很不順手，看似很簡 單的電路，要?jiǎng)邮职阉o設(shè)計(jì)出來，是很難的一件事，主要原因是我們沒有經(jīng)常動(dòng)手設(shè)計(jì)過 電路，還有資料的查找也是一大難題，這就要求我們在以后的學(xué)習(xí)中，應(yīng)該注意到這一點(diǎn)， 更重要的是我們要學(xué)會(huì)把從書本中

37、學(xué)到的知識(shí)和實(shí)際的電路聯(lián)系起來，這不論是對我們以后 就業(yè)還是學(xué)習(xí)，都會(huì)起到很大的促進(jìn)和幫助，我相信，通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在以后的學(xué)習(xí) 中我會(huì)更加努力，力爭把這門課學(xué)好，學(xué)精。同時(shí)，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，鞏固了我們學(xué)習(xí)過 的專業(yè)知識(shí)，也使我們把理論與實(shí)踐從真正意義。在本次設(shè)計(jì)過程中 , 對紋波也沒有提出嚴(yán)格要求 ,所以常用的穩(wěn)壓集成電路就可以滿足要 求。在電路中采用了模擬器件和數(shù)字器件所以需要+5V、和-12V電源供電。本設(shè)計(jì)輸出的電壓穩(wěn)壓精度高，可以用在對直流電壓要求較高的設(shè)備上，或在科研實(shí)驗(yàn)室中當(dāng)作實(shí)驗(yàn)電源使 用。同時(shí)，通過本次設(shè)計(jì)，鞏固了我們學(xué)習(xí)過的專業(yè)知識(shí)，也使我們把理論與實(shí)踐從真正意 義上

38、相結(jié)合了起來；考驗(yàn)了我們借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)搜集、查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料和組織材料的綜合能 力；從中可以自我測驗(yàn)，認(rèn)識(shí)到自己哪方面有欠缺、不足，以便于在日后的學(xué)習(xí)中得以改進(jìn)、 提高；通過使用電路CAD軟件Multisim ,也讓我們了解到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）的智能化, 有利于提高工作效率。題目是非常重要的，要選擇一個(gè)好的題目，就要滿足適合我們這組制作，并且也要考慮 到自身能力，還有就是容易找到相關(guān)的參考資料等條件。只有符合以上所說的條件才能做出 一個(gè)好的設(shè)計(jì)，所以我們就選擇了數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)課程。我們查找了大量這方 面的相關(guān)參考資料，如電子電路實(shí)驗(yàn)及仿真 ，電路與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程等，還查閱了 各種所需芯片的管腳資料。在這些參考資料的基礎(chǔ)上構(gòu)想了幾個(gè)設(shè)計(jì)方案，并且確定了最后 的設(shè)計(jì)方案。當(dāng)確定了最終的設(shè)計(jì)方向以后，我們就開始著手完善它的理論方案。根據(jù)設(shè)計(jì)方案的內(nèi) 容我們畫出了具體的原理圖，進(jìn)行邏輯分析和理論計(jì)算，然后去電子市場根據(jù)設(shè)計(jì)要求購買 了大量所需的原器件，準(zhǔn)備好了設(shè)計(jì)所需的一切材料。在焊接問題上， 我們也出了很多問題。 首先，你