无线控制多功能电源设计方案

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1、无线控制多功能电源设计方案1.1电源国内外研究现状1)国外研究现状自20世纪50年代，美国宇航局以小型化重量轻为目标而为搭载火箭开发首个开关电源以来，在半个多世纪的发展中，开关电源逐步取代了传统技术制造的相控稳压电源，并广泛应用于电子整机设备中。随着集成电路的发展，电源逐渐向集成化方向发展，趋于小型化和模块化。近20年来，集成电源沿两个方向发展。第一个方向是对电源的控制电路实现集成化。1977年国外首先研制成脉宽调制(PWM)控制器集成电路，美国Motorola公司、Silicon General公司、Unitrode公司等相继推出一系列PWM芯片。近些年来，国外研制出

2、开关频率达1MHz的高速PWM、PFM芯片。第二个方向是实现中、小功率开关电源单片集成化。1994年，美国电源集成公司(Power Integrations)在世界上率先研制成功三端隔离式PWM型单片开关电源，其属于AC/DC电源变换器。之后相继推出TOPSwitch、TOPSwitch-II、TOPSwitch-Fx、TOPSwitch-GX、PeakSwitch、LinkSwitch等系列产品。意-法半导体公司最近也开发出VIPer100、VIPer100A、VIPer100B等中、小功率单片电源系列产品，并得到广泛应用。目前，单片开关电源已形成了几十个系列、数百种

3、产品。单片开关电源自问世以来便显示出强大的生命力，其作为一项颇具发展前景和影响力的新产品，引起了国内外电源界的普遍关注。单片开关电源具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等特点，现己成为开发中小功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块的优选集成电路。2)国内研究现状与国外开关电源技术相比，国内从1977年才开始进入初步发展期，起步较晚、技术相对落后。目前国内DC/DC模块电源市场主要被国外品牌所占据，它们覆盖了大功率模块电源的大部分以及中小功率模块电源一半的市场。但是，随着国内技术的进步和生产规模的扩大，进口中小功率模块电源正在快速被国产DC/DC产品所代替

4、。53开关电源的使用为国家节省了大量铜材、钢材和占地面积。由于变换效率提高，能耗减少，降低了电源周围环境的室温，改善了工作人员的环境。我国邮电通信部门广泛采用开关电源极大地推动了它在其它领域的广泛应用。值得指出的是，近两年来出现的电力系统直流操作电源，是针对国家投资4000亿元用于城网、农网的供电工程改造、提高输配电供电质量而推出的，它已开始采用开关电源以取代传统的相控电源。国内一些通信公司如中兴通讯等均已相继推出系列产品。目前，国内开关电源自主研发及生产厂家有300多家，形成规模的有十多家。国产开关电源已占据了相当市场，一些大公司如中兴通讯自主开发的电源系列产品已获得

5、广泛认同，在电源市场竞争中颇具优势，并有少量开始出口。1.1课题研究的关键问题及解决的办法本课题研究的是集无线控制电源电压的切换和电流电压监控为一体多功能电源的设计。在进行了大量资料阅读，决定以单片机应用技术为核心进行开发，并配以电流电压采集、LCD显示、无线模块等硬件电路组成。通过软件编程实现多功能电源的设计。关键问题包括：（1）多功能电源的无线通信的方式协议（2）常用直流稳压切换和开关的控制方法（3）电流电压采集的处理解决办法：在对上述问题进行了分析与理解后，制定了基本的解决方案。蓝牙和单片机可通过串口进行无线通信，从而实现对电源的控制，单片机对电压的切换和电源开关

6、控制，可通过继电器的端口的闭合实现，运用AD转换芯片可实现电压电流的采集。经分析，课题可分为无线模块、稳压模块、电流电压采集模块、中央处理模块、显示模块、过载提醒模块、继电器模块。总体方案的设计将在第二章节介绍，第三、四章主要介绍系统的硬件和软件设计。531总体方案设计与确定1.1设计要求1.无线控制电源开关；2.稳压电源可选择常用电压12v、9v、5v、3.3v；3.声光提醒；4.显示电压电流；1.2方案简述根据设计要求，整个多功能电源可分为：无线模块、稳压模块、电流电压采集模块、中央处理模块、显示模块、继电器模块，过载提醒模块。整体模块图：中央处理模块AD模块显示/

7、过载提醒模块继电器模块稳压模块无线模块图2.1整体模块图53整体方案：单片机检测到串口通信的中断后，接收手机端通过蓝牙模块发送的控制命令，单片机通过串口接收到按键命令后，将按键命令进行数据处理，分析命令的要求。首先控制继电器的端口开关，达到接通相应的稳压芯片或断开电源目的，接着单片机利用总线开启PF8591芯片AD转换，最后单片机通过总线接收采集的电压电流的数据，先判断电流值是否过载，决定是否声光提醒，再以并行的方式发给LCD显示。UART图2.2系统整体框图1.1方案论证本课题研究的是基于51单片机无线控制多功能电源，经分析主要有三种方