直流穩(wěn)壓電源

1、串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源設計一、 選題背景及目的當今社會人們極大的享受著電子設備帶來的便利，但是任何電子設備都有一個共同的電路電源電路。大到超級計算機、小到袖珍計算器，所有的電子設備都必須在電源電路的支持下才能正常工作。電源電路是一切電子設備的基礎。提供穩(wěn)定的直流電能的電源就是直流穩(wěn)壓電源。直流穩(wěn)壓電源在電源技術中占有十分重要的地位。為此，本設計旨在讓學生利用所學課程，制作出滿足指定技術要求的線性直流穩(wěn)壓電源。設計要求如下：在輸入電壓220V、50Hz、電壓變化范圍+15%-20%條件下，輸出電壓可調范圍為+5+15V；最大輸出電流為1A；負載調整率1%（最低輸入電壓下，從空載到滿載）；紋波電壓（峰

2、峰值）5mV（最低輸入電壓下，滿載）；具有過流及短路保護功能。二、課題研究的背景與意義電源技術尤其是數(shù)控電源技術是一門實踐性很強的工程技術，服務于各行各業(yè)。電力電子技術是電能的最佳應用技術之一。當今電源技術融合了電氣、電子、系統(tǒng)集成、控制理論、材料等諸多學科領域。隨著計算機和通訊技術發(fā)展而來的現(xiàn)代信息技術革命，給電力電子技術提供了廣闊的發(fā)展前景，同時也給電源提出了更高的要求。隨著數(shù)控電源在電子裝置中的普遍使用，普通電源在工作時產生的誤差，會影響整個系統(tǒng)的精確度。電源在使用時會造成很多不良后果，世界各國紛紛對電源產品提出了不同要求并制定了一系列的產品精度標準。只有滿足產品標準，才能夠進入市場。隨

3、著經濟全球化的發(fā)展，滿足國際標準的產品才能獲得進出的通行證。數(shù)控電源是從80年代才真正的發(fā)展起來的，期間系統(tǒng)的電力電子理論開始建立。這些理論為其后來的發(fā)展提供了一個良好的基礎。在以后的一段時間里，數(shù)控電源技術有了長足的發(fā)展。但其產品存在數(shù)控程度達不到要求、分辨率不高、功率密度比較低、可靠性較差的缺點。因此數(shù)控電源主要的發(fā)展方向，是針對上述缺點不斷加以改善。單片機技術及電壓轉換模塊的出現(xiàn)為精確數(shù)控電源的發(fā)展提供了有利的條件。新的變換技術和控制理論的不斷發(fā)展，各種類型專用集成電路、數(shù)字信號處理器件的研制應用，到90年代，己出現(xiàn)了數(shù)控精度達到0.05V的數(shù)控電源，功率密度達到每立方英寸50W的數(shù)控電

4、源。從組成上，數(shù)控電源可分成器件、主電路與控制等三部分。目前在電力電子器件方面，幾乎都為旋紐開關調節(jié)電壓，調節(jié)精度不高，而且經常跳變，使用麻煩 數(shù)字化智能電源模塊是針對傳統(tǒng)智能電源模塊的不足提出的，數(shù)字化能夠減少生產過程中的不確定因素和人為參與的環(huán)節(jié)數(shù)，有效地解決電源模塊中諸如可靠性、智能化和產品一致性等工程問題，極大地提高生產效率和產品的可維護性。三、主要研究思路和方法設計采用 51 系列單片機作為整機的控制單元，利用晶體管的電流放大作用，增加負載電流，在電路中引入深度電壓負反饋使輸出電壓穩(wěn)定，通過按鍵改變輸入的數(shù)字量改變D/A輸出的基準電壓值，基準電壓與負載電壓變化趨勢經過運算放大器比較放

5、大反饋到功率管的基極，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)具備檢測實際輸出電壓值的大小，可以經過 ADC0804 進行模數(shù)轉換，間接用單片機實時對電壓進行采樣，然后進行數(shù)據(jù)處理及顯示。采用軟件方法來解決電壓的步進控制，使系統(tǒng)硬件更加簡潔，各類功能易于實現(xiàn)本系統(tǒng)以直流電源為核心，利用51系列單片機為主控制器，通過按鍵來設置直流電源的輸出電壓，設置步進為 0.1V，并可由數(shù)碼管顯示實際輸出電壓值和電壓設定值。利用單片機程控輸出數(shù)字信號，經過 D/A 轉換器（DAC0832）輸出模擬量，再經過運算放大器隔離放大，控制輸出功率管的基極，隨著功率管基極電電流的變化

6、而輸出不同的電壓。單片機系統(tǒng)還兼顧對輸出電壓進行實時監(jiān)控，輸出電壓通過 A/D 轉換芯片，實時把模擬量轉化為數(shù)據(jù)量，經單片機分析處理，通過數(shù)據(jù)形式的反饋環(huán)節(jié)，使電壓更加穩(wěn)定，構成穩(wěn)定的電壓源。由于A/D、D/A芯片占用I/O口比較多，而我們制作的是單層電路板，所以我們選用兩片單片機工作，這樣在制作的時候比較方便。四、工作進度安排2015年12月15日2015年12月28日：準備撰寫開題報告；2015年12月30日2015年1月7日：設計前期資料收集；2016年1月8日2016年1月17日：完成開題報告；2016年2月01日2016年2月25日：設計各模塊電路原理圖；2016年3月1日2016年

7、3月31日：對各模塊電路原理圖進行軟件仿真，并通過面包板搭建電路進行模擬；2016年03月26日2016年04月06日：程序設計；2016年04月07日2016年04月30日：軟硬件聯(lián)調；2016年05月01日2016年05月10日：方案改進；2016年05月11日2016年05月20日：論文初稿；2016年05月21日2016年06月03日：論文定稿五、參考文獻1. 林濤數(shù)字電子技術清華大學出版社20062. 林濤數(shù)字系統(tǒng)原理與應用電子工業(yè)出版社20053. 李哲英電子技術及其應用基礎高等教育出版社20034. 潘松EDA實用教程科學出版社20025. 林濤模擬電子技術基礎重慶大學出版社20016. 楊欣電子設計從零開始清華大學出版社20057.邱關源電路高等教育出版