程控直流稳压电源设计与实现 毕业论文

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1、程控直流稳压电源设计与实现摘要在各种电子实验中，电源是最基本的需要。设计出一种高精度的可调输出的电源不但能满足不同电子实验的要求，而且能满足在同一实验中需要使用不同的电压值来测试的要求。本文设计了一种高精度程控稳压电源。该电源的功能由硬件和软件两方面来实现。硬件方面包括变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路、反馈电路、保护电路、程控电路、显示电路以及支持单片机运行的复位和时钟电路。市电220V电压通过变压器流入系统，经过整流、滤波后变成近似的直流电压，再经过稳压部分稳压后获得稳定的直流输出。稳压部分由达林顿管作为调整管，由运放作为反馈取样之后的放大

2、电路，利用放大电路来提高调整管的反应灵敏度电压稳定性。软件方面，使用单片机语言编程，控制程控部分，即：单片机，D/A、A/D部分。该部分作用是控制稳压电路部分的基准电压的输出与调整，同时实现高精度的输出，并且控制数码管显示输出电压。整个电路的设计就是在综合考虑各个模块现有的电路的基础上，选择最佳电路来实现设计目标的。关键词　直流稳定电源；整流；滤波；程控；D/A；A/D目录第一章绪论11.1课题背景11.1.1电源技术研究的主要成果11.1.2电源技术的发展趋势21.1.3电源技术存在的问题21.2本文的结构和主要内容3第二章稳压电源整体设计42

3、.1小功率整流电路42.1.1单相半波整流电路42.1.2单向全波整流电路52.1.3桥式整流电路62.2滤波电路72.2.1电容滤波电路82.2.2电感滤波器102.3稳压电路112.3.1稳压电路的指标122.3.2稳压管基本应用电路132.3.3串联反馈型晶体管稳压电路152.4本章小结20第三章硬件部分外围电路设计213.1程控部分简介213.1.18051单片机简介213.1.2D/A和A/D芯片简介233.1.3单片机外围电路简介293.2数码管显示电路313.3按键电路323.4保护电路333.4.1用稳压管保护333.4.2二极管

4、组成得过流保护电路343.5本章小结34第四章系统软件设计354.1概述354.2系统核心指令系统简介354.3软件系统流程介绍354.4本章小结39第五章实验步骤及设计不足405.1概述405.2实验方法405.3设计中存在的不足415.4本章小结41结论42参考文献43附录145附录246附录347致谢48第一章绪论1.1课题背景电子设备都需要良好稳定的电源，而外部提供的能源大多数为交流电源，电源设备担负着把交流电源转换为电子设备所需的各种类别直流电源的任务，转换后的直流电源应具有良好的稳定性，当电网或负载变化时，它能保持稳定的输出电压，并具

5、有较低的纹波。我们通常称这种直流电源为稳压电源[2]。但有时提供的直流电压不符合设备要求，仍需变换，称为DC/DC变换。常规的稳压电源为串联调整线性稳压电源，它通常由50Hz工频变压器、整流器、滤波器、串联调整线性稳压器组成。调整元件工作在线性放大区，流过的电流是连续的，调整管上损耗较大的功率，需要体积较大的散热器，因此该种电源体积大，且效率低，通常仅为35％～60％。同时承受过载能力较差，但是它具有优良的纹波及动态响应特性。开关电源是利用现代电力电子技术，通过控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。开关电源处于电源技术的

6、核心地位，它主要分为AC/DC和DC/DC两大类。开关电源去除了笨重的工频变压器，代之以几十kHz、几百kHz甚至数MHz的高频变压器。由于调整管工作在开关状态，因而功率损耗小，效率高。目前，开关电源技术向着轻、小、薄、低噪音、高可靠、抗干扰的方向发展。新器件和新拓扑理论的出现使得开关电源日趋可靠、成熟、经济、适用。1.1.1电源技术研究的主要成果经过20多年的不断发展，开关电源技术有了重大进步和突破。新型功率器件的开发促进了开关电源的高频化，功率MOSFET和IGBT可使中小型开关电源的工作频率达到400KHZ(AC/DC)或1MHZ(DC/D

7、C)；软开关技术是高频开关电源的实现又了可能，它不仅可以减少电源的体积和重量，而且提高了电源的效率，国产6KHZ通信开关电源，采用软开关技术，效率可达93％；控制技术的发展以及专用控制芯片的生产，不仅使电源电路大幅度简化，而且使开关电源的动态性能和可靠性大大提高；有源功率因数校正技术（APFC）的开发，提高了AC/DC开关电源的功率因数，既治理的电网的谐波污染，又提高了开关电源的整体效果。在开关电源的所有应用领域内，通信电源使增长速度最快的一部分。新型磁材料和新型变压器的开发，新型电容器和EMI滤波器技术的进步，以及专用集成控制芯片的研制成功，使

8、开关电源实现了小型化，并提高了EMC性能。微处理器监控技术的应用，提高了电源的可靠性，也适应的市场对其智能化的要求[1]1.1.2电源技