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1、数控稳压设计数控直流流稳压电电源的设设计专业：自自动化班级： 0074班班姓名：杨杨欧指导教师师：赵敏设计任务务：1. 基本功能能实现：1） 可输出电电压：范范围018V，步步进0.1V，纹纹波不大大于100mV。2） 可输出电电流： 1500mA，额额定电流流为0.5A。3） 可输出电电压值由由数码管管显示。4） 由“+”、“-”两键键分别控控制输出出电压步步进增减减。5） 为实现上上述几部部件工作作，自制制一稳压压直流电电源，输输出18vv,+55v。2. 扩展功能能与创新新： 1） 输出电压压可预置置在018vv之间的的任意一一值。2） 用自动扫扫描代替替人工按按键，实实现输出出电压变变
2、化。3） 扩展输出出电压种种类（如如三角波波、方波波、正弦弦波等）。4） 扩展可输输出电流流：1550mAA。5） 在扩展的的基础上上增加新新的功能能。3. 设计报告告：1） 开题报告告：包括括可行性性分析、方方案比较较、方案案确定、系系统方框框图、经经费预算算等。2） 理论方案案：具体体的原理理图、程程序图、逻逻辑分析析、理论论计算、电电路仿真真结果等等。3） 验证方案案及验证证结果：包括验验证方案案的原理理，采取取的措施施、实际际验证结结果等4） 设计总结结：包括括实践中中出现的的问题，解解决方法法对策、设设计心得得体会等等。5） 参考资料料：包括括采用的的芯片、电电路、参参考文献献等。内
3、容摘要要随着电子子技术的的高速发发展，电电子系统统的应用用领域越越来越广广泛，电电子设备备的种类类也越来来越多，电电子设备备与人们们的工作作、生活活的关系系益密切切。任何何电子设设备都离离不开可可靠的电电源，它它们对电电源的要要求也越越来越高高。特别别是随着着小型电电子设备备的应用用越来越越广泛，也也要求能能够提供供稳定的的电源，以以满足小小型电子子设备的的用电需需要。本本文基于于这个思思想，设设计和制制作了符符合指标标要求的的开关稳稳压电源源。基本原理理：简易易数控直直流电源源，主要要包括三三大部分分：数字字控制部部分、DD/A变变换部分分和可调调稳压部部分。完完成这三三大部分分功能的的电路
4、及及集成芯芯片品种种很多，在在经济、可可靠、实实现其基基本功能能的前提提下，合合理的设设计及选选择电路路则是完完成设计计的关键键。整个个系统的的工作原原理简述述如下：计数器器每次脉脉冲触发发跳一，也也及实现现步进001。如如何实现现步跳001成为为本设计计的关键键所在，由由于电容容的容值值不一，充充电时间间常数不不等，故故可利用用电容时时间不相相等，又又按键有有一定的的时间，大大约是00.5SS，但这这个时间间对于电电容充电电时间常常数来说说已经足足够了，本本设计就就是通过过实现按按键来实实现脉冲冲的。也也可以采采用单片片机控制制，其电电路包三三个部分分：用880311作为核核心部分分，从pp
5、2口接接显示电电路，通通过串口口接外端端口27764来来和键盘盘相接，从从而形成成控制电电路。开开关电源源具有高高频率、高高功率密密度、高高效率等等优点, 被称称作高效效节能电电源。由由于开关关稳压电电源具有有这些优优点，基基于这个个思想设设计了一一个15V可调调的低功功率开关关稳压电电源，以以满足小小型电子子设备的的供电需需要。数字直流流稳压电电源方案案的探讨讨：方案一：此方案案采用传传统的调调整管方方案，主主要特点点在于使使用一套套十进制制计数器器完成系系统的控控制功能能，一方方面完成成电压的的译码显显示，另另一方面面其输出出作为EEPROOM 的的地址输输入，而而由EPPROMM的输出出
6、经D/A变换换后去控控制误差差放大的的基准电电压，以以控制输输出步进进。方案二：采用551系列列单片机机作为整整机的控控制单元元，通过过改变输输入数字字量来改改变输出出电压值值，从而而使输出出功率管管的基极极电压发发生变化化，间接接地改变变输出电电压的大大小。为为了能够够使系统统具备检检测实际际输出电电压值的的大小，可可以经过过ADCC08009进行行模数转转换，间间接用单单片机实实时对电电压进行行采样，然然后进行行数据处处理及显显示。采采用软件件方法来来解决数数据的预预置以及及电流的的步进控控制，使使系统硬硬件更加加简洁，各各类功能能易于实实现本系系统以直直流电源源为核心心，利用用51系列列
7、单片机机为主控控制器，通通过键盘盘来设置置直流电电源的输输出电流流，设置置步进等等级可达达0.11V，并并可由数数码管显显示实际际输出电电压值和和电压设设定值。利利用单片片机程控控输出数数字信号号，经过过D/AA转换器器（DAA08332）输输出模拟拟量，再再经过运运算放大大器隔离离放大，控控制输出出功率管管的基极极，随着着功率管管基极电电电流的的变化而而输出不不同的电电压。单单片机系系统还兼兼顾对恒恒压源进进行实时时监控，输输出电压压经过电电流/电压转转变后，通通过A/D转换换芯片，实实时把模模拟量转转化为数数据量，经经单片机机分析处处理，通通过数据据形式的的反馈环环节，使使电压更更加稳定定
8、，构成成稳定的的压控电电压源。本文以开开关电源源的发展展历史、发发展现状状以及发发展趋势势为线索索，介绍绍了开关关电源的的一些新新技术，技技术指标标，分类类标准等等。并根根据这些些标准设设计了一一种满足足小型电电子设备备供电需需要的开开关稳压压电源。电电源设计计的主要要指标是是：输入入电压为为AC2220VV，输入入频率为为50HHZ，输输入电压压范围为为AC1165VV2655V，输出电电压为直直流15V可调调，输出出最大电电流为1150mmA，输输出最大大功率为为2.225W。最后在完完成基本本指标的的基础上上，本文文还增加加了防浪浪涌电流流的附属属功能，使使电路更更加满足足小型电电子设备
9、备的用电电需要。数控直流流稳压源源就是能能用数字字来控制制电源输输出电压压的大小小，而且且能使输输出的直直流电压压能保持持稳定、精精确的直直流电压压源；本本文介绍绍了利用用数/模模转换电电路、辅辅助电源源电路、去去抖电路路等组成成的数控控直流稳稳压电源源电路，详详述了电电源的基基本电路路结构和和控制策策略；它它与传统统的稳压压电源相相比，具具有操作作方便、电电压稳定定度高的的特点，其其结构简简单、制制作方便便、成本本低，输输出电压压在15V之间间连续可可调，其其输出电电压大小小以1VV步进，输输出电压压的大小小调节是是通过“” “”两键键操作的的，而且且可根据据实际要要求组成成具有不不同输出出
10、电压值值的稳压压源电路路。该电电源控制制电路选选用899C511单片机机控制主主电路采采用串联联调整稳稳压技术术具有线线路简单单、响应应迅速、稳稳定性好好、效率高高等特点点。详细细分析了了电源的的拓朴图图及工作作原理。关键词：稳压电电源、单单片机、数控控直、DD/A转转换引 言数控直流流稳压电电源是一一种常见见的电子子仪器，广广泛的用用于电子子电路，教教学实验验和科学学研究等等领域。目目前实用用的直流流稳压电电源大部部分是线线性电源源。利用用分离器器件组成成，其体体积大，功功率底，可可靠性差差，操作作使用不不方便，自自我保护护功能不不够，因因而故障障率高。随随着电子子科技的的飞速发发展，各各种
11、电子子，电器器设备对对稳压电电源的性性能要求求日益提提高，稳稳压电源源不断差差朝着小小型化，高高效率，低低成本，高高可靠性性，低电电磁干扰扰，模块块化和智智能化发发展。以以单片机机系统为为核心而而设计制制造出来来的新一一代稳压压电源不不但电路路简单，结结构紧凑凑，价格格低廉，性性能卓越越，而且且单片机机具有计计算和控控制功能能，利用用它对采采样技术术进行各各种计算算，从而而可排除除和减少少由于骚骚扰信号号和模拟拟电路因因起的误误差，大大大提高高稳压电电源输出出电压和和输出电电流精度度，降低低了对模模拟电路路的要求求。智能能稳压电电源可利利用单片片机设置置周密的的保护检检测系统统，确保保电源运运
12、行可靠靠。输出出电压和和限制电电流采用用数字显显示，输输入采用用键盘方方式，电电源的外外表美观观，操作作使用方方便，具具有较高高的使用用价值。1.绪论论:随着电子子技术的的高速发发展，电电子系统统的应用用领域越越来越广广泛，电电子设备备的种类类也越来来越多，电电子设备备与人们们的工作作、生活活的关系系益密切切。任何何电子设设备都离离不开可可靠的电电源，它它们对电电源的要要求也越越来越高高。电源源是电子子设备的的心脏部部分,其质量量的好坏坏直接影影响着电电子设备备的可靠靠性，而而且电子子设备的的故障660%来来自源，因因此，电电源越来来越受到到人们的的重视。电电子设备备的小型型化和低低成本化化使
13、电源源以轻、薄薄、小和和高效率率为发展展方向。20世纪50年代，美国宇航局以小型化、重量轻为目标，为搭载火箭开发了开关电源。在近半个世纪的发展过程中，开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐步取代传统技术制造的连续工作电源，并广泛应用于电子整机与设备中。20世纪80年代，计算机全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代。20世纪90年代，开关电源在电子、电器设备、家用领域得到了广泛的应用，开关电源技术进入快速发展期。到21世纪小型电子设备的发展更加迅速和更加普及，但是现在很多的小型电子设备都是依靠电池来供电的，所以开发一种新型的开关电源应用于小型电子设备中就显得非
14、常重要了！开关稳压压电源（以以下简称称开关电电源）取取代晶体体管线性性稳压电电源（以以下简称称线性电电源）已已有300多年历历史，最最早出现现的是串串联型开开关电源源，其主主电路拓拓扑与线线性电源源相仿，但但功率晶晶体管了了作于开开关状态态后，脉脉宽调制制（PWWM）控控制技术术有了发发展，用用以控制制开关变变换器，得得到PWWM开关关电源，它它的特点点是用220kHHz脉冲冲频率或或脉冲宽宽度调制制PWWM开关关电源效效率可达达 65570，而而线性电电源的效效率只有有3040。在在发生世世界性能能源危机机的年代代，引起起了人们们的广泛泛关往。线线性电源源工作于于工频，因因此用工工作频率率为
15、200kHZZ的PWMM开关电电源替代代，可大大幅度节节约能源源，在电电源技术术发展史史上誉为为20kkHZ革革命。随随着ULLSI芯芯片尺寸寸不断减减小，电电源的尺尺寸与微微处理器器相比要要大得多多；航天天，潜艇艇，军用用开关电电源以及及用电池池的便携携式电子子设备（如如手提计计算机，移移动电话话等）更更需要小小型化，轻轻量化的的电源。因因此对开开关电源源提出了了小型轻轻量要求求，包括括磁性元元件和电电容的体体积重量量要小。此此外要求求开关电电源效率率要更高高，性能能更好，可可靠性更更高等。2.开关关电源的的概述:2.1开开关电源源的定义义:开关电源源是利用用现代电电力电子子技术，控控制开关
16、关管开通通和关断断的时间间比率，维维持稳定定输出电电压的一一种电源源，开关关电源一一般由脉脉冲宽度度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广阔的发展空间。开关电源源高频化化是其发发展的方方向，高高频化使使开关电电源小型型化，并并使开关关电源进进入更广广泛的应应用领域域，特别别是在高高新技术术领域的的应用，推推动了高高新技术
17、术产品的的小型化化、轻便便化。另另外开关关电源的的发展与与应用在在节约能能源、节节约资源源及保护护环境方方面都具具有重要要的意义义。开关电源源中应用用的电力力电子器器件主要要为二极极管、IIGBTT和MOSSFETT。SCR在在开关电电源输入入整流电电路及软软启动电电路中有有少量应应用，GGTR驱驱动困难难，开关关频率低低，逐渐渐被IGGBT和和MOSSFETT取代。开关电源源的三个个条件：1、开关关：电力力电子器器件工作作在开关关状态而而不是线线性状态态。2、高频频：电力力电子器器件工作作在高频频而不是是接近工工频的低低频。3、直流流：开关关电源输输出的是是直流而而不是交交流。2.2 开关电
18、电源的分分类:人们的开开关电源源技术领领域是边边开发相相关电力力电子器器件，边边开发开开关变频频技术，两两者相互互促进推推动着开开关电源源每年以以超过两两位数字字的增长长率向着着轻、小小、薄、低低噪声、高高可靠、抗抗干扰的的方向发发展。开开关电源源可分为为AC/DC和和DC/DC两两大类，DDC/DDC变换换器现已已实现模模块化，且且设计技技术及生生产工艺艺在国内内外均已已成熟和和标准化化，并已已得到用用户的认认可，但但AC/DC的的模块化化，因其其自身的的特性使使得在模模块化的的进程中中，遇到到较为复复杂的技技术和工工艺制造造问题。以以下分别别对两类类开关电电源的结结构和特特性作以以阐述。
19、1） DDC/DDC变换换：DCC/DCC变换是是将固定定的直流流电压变变换成可可变的直直流电压压，也称称为直流流斩波。斩斩波器的的工作方方式有两两种，一一是脉宽宽调制方方式Tss不变，改改变toon（通通用），二二是频率率调制方方式，tton不不变，改改变Tss（易产产生干扰扰）。其其具体的的电路由由以下几几类： （1） Bucck电路路降降压斩波波器，其其输出平平均电压压Uo小小于输入入电压UUi，极极性相同同。 （2） Booost电电路升压斩斩波器，其其输出平平均电压压Uo大大于输入入电压UUi，极极性相同同。 （3） Bucck-BBoosst电路路降降压或升升压斩波波器，其其输出平
20、平均电压压Uo大大于或小小于输入入电压UUi，极极性相反反，电感感传输。 （4） Cukk电路降压压或升压压斩波器器，其输输出平均均电压UUo 大大于或小小于输入入电压UUI,极极性相反反，电容容传输。 软开开关技术术的发展展使得DDC/DDC发生生了质的的飞跃，许多公司使用ECI软开关DC/DC变换器，其最大输出功率有300W、600W、800W等，相应的功率密度为（6、2、10、17）W/cm3，效率为（80-90）%。另一种软开关技术的高频开关电源模块RM系列，其开关频率为（200300）kHz，功率密度已达到27 W/cm3，采用同步整流器（MOS-FET代替肖特基二极管），是整个电路
21、效率提高到90%。 2）ACC/DCC变换：ACC/DCC变换是是将交流流变换为为直流，其其功率流流向可以以是双向向的，功功率流由由电源流流向负载载的称为为“整流流”，功功率流由由负载返返回电源源的称为为“有源源逆变”。AAC/DDC变换换器输入入为500/600Hz的的交流电电，因必必须经整整流、滤滤波，因因此体积积相对较较大的滤滤波电容容器是必必不可少少的，同同时因遇遇到安全全标准（如如UL、CCCEEE等）及及EMCC指令的的限制（如如IECC、FCCC、CCSA），交交流输入入侧必须须加EMMC滤波波及使用用符合安安全标准准的元件件，这样样就限制制AC/DC电电源体积积的小型型化，另另
22、外，由由于内部部的高频频、高压压、大电电流开关关动作，使使得解决决EMCC电磁兼兼容问题题难度加加大，也也就对内内部高密密度安装装电路设设计提出出了很高高的要求求，由于于同样的的原因，高高电压、大大电流开开关使得得电源工工作消耗耗增大，限限制了AAC/DDC变换换器模块块化的进进程，因因此必须须采用电电源系统统优化设设计方法法才能使使其工作作效率达达到一定定的满意意程度。 AC/DDC变换换按电路路的接线线方式可可分为，半半波电路路、全波波电路。按按电源相相数可分分为，单单项、三三相、多多相。按按电路工工作象限限又可分分为一象象限、二二象限、三三象限、四四象限。2.3 开关电电源的选选用:开关
23、电源源在输入入抗干扰扰性能上上，由于于其自身身电路结结构的特特点（多多级串联联），一一般的输输入干扰扰如浪涌涌电压很很难通过过，在输输出电压压稳定度度这一技技术指标标上与线线性电源源相比具具有较大大的优势势，其输输出电压压稳定度度可达（0.51）%。开关电源模块作为一种电力电子集成器件，在选用中应注意以下几点： 1）输出出电流的的选择：因开开关电源源工作效效率高，一一般可达达到800%以上上，故在在其输出出电流的的选择上上，应准准确测量量或计算算用电设设备的最最大吸收收电流，以以使被选选用的开开关电源源具有高高的性能能价格比比，通常常输出计计算公式式为： Is=KK*If式中：IIs开开关电源
24、源的额定定输出电电流； If用用电设备备的最大大吸收电电流； K裕量量系数，一一般取11.51.88； 2）接地地 ：开关关电源比比线性电电源会产产生更多多的干扰扰，对共共模干扰扰敏感的的用电设设备，应应采取接接地和屏屏蔽措施施，按IICE110000ENN610000FCCC等EMMC限制制，形状状开关电电源均采采取EMMC电磁磁兼容措措施，因因此开关关电源一一般应带带有EMMC电磁磁兼容滤滤波器。如如利德华华福技术术的HAA系列开开关电源源，将其其FG端端子接大大地或接接用户机机壳，方方能满足足上述电电磁兼容容的要求求。 3）电路路保护：开关电源源在设计计中必须须具有过过流、过过热、短短路
25、等保保护功能能，故在在设计时时应首选选保护功功能齐备备的开关关电源模模块，并并且其保保护电路路的技术术参数应应与用电电设备的的工作特特性相匹匹配，以以避免损损坏用电电设备或或开关电电源。 2.4 开关电电源技术术的发展展动向：开关电源源的发展展方向是是高频、高高可靠、低低耗、低低噪声、抗抗干扰和和模块化化。由于于开关电电源轻、小小、薄的的关键技技术是高高频化，因因此国外外各大开开关电源源制造商商都致力力于同步步开发新新型高智智能化的的元器件件，特别别是改善善二次整整流器件件的损耗耗，并在在功率铁铁氧体（MMn-ZZn）材材料上加加大科技技创新，以以提高在在高频率率和较大大磁通密密度（BBs）下
26、下获得高高的磁性性能，而而电容器器的小型型化也是是一项关关键技术术。SMMT技术术的应用用使得开开关电源源取得了了长足的的进展，在在电路板板两面布布置元器器件，以以确保开开关电源源的轻、小小、薄。开开关电源源的高频频化就必必然对传传统的PPWM开开关技术术进行创创新，实实现ZVVS、ZZCS的的软开关关技术已已成为开开关电源源的主流流技术，并并大幅提提高了开开关电源源工作效效率。对对于高可可靠性指指标，美美国的开开关电源源生产商商通过降降低运行行电流，降降低结温温等措施施以减少少器件的的应力，使使得产品品的的可可靠性大大大提高高。 模块块化是开开关电源源发展的的总体趋趋势，可可以采用用模块化化
27、电源组组成分布布式电源源系统，可可以设计计成N1冗余余电源系系统，并并实现并并联方式式的容量量扩展。针针对开关关电源运运行噪声声大这一一缺点，若若单独追追求高频频化其噪噪声也必必将随着着增大，而而采用部部分谐振振转换电电路技术术，在理理论上即即可实现现高频化化又可降降低噪声声，但部部分谐振振转换技技术的实实际应用用仍存在在着技术术问题，故故仍需在在这一领领域开展展大量的的工作，以以使得该该项技术术得以实实用化。 电力力电子技技术的不不断创新新，使开开关电源源产业有有着广阔阔的发展展前景。要要加快我我国开关关电源产产业的发发展速度度，就必必须走技技术创新新之路，走走出有中中国特色色的产学学研联合
28、合发展之之路，为为我国国国民经济济的高速速发展做做出贡献献。2.5 开关电电源的工工作原理理和特点点：开关电源源就是用用通过电电路控制制开关管管进行高高速的道道通与截截止将将直流电电转化为为高频率率的交流流电提供供给变压压器进行行变压，从从而产生生所需要要的一组组或多组组电压。转转华为高高频交流流电的原原因是高高频交流流在变压压器变压压电路中中的效率率要比550HZZ高很多多所以以开关变变压器可可以做的的很小，而而且工作作时不是是很热。成成本很低低。如果果不将550HZZ变为高高频那开开关电源源就没有有意义。开开关变压压器也不不神秘。就就是一个个普通的的变压器器。这就就是开关关电源。开开关电源
29、源大体可可以分为为隔离和和非隔离离两种，隔隔离型的的必定有有开关变变压器，而而非隔离离的未必必一定有有。简单单地说，开开关电源源的工作作原理是是： 1).交流流电源输输入经整整流滤波波成直流流； 2).通过过高频PPWM(脉冲宽宽度调制制)信号号控制开开关管，将将那个直直流加到到开关变变压器初初级上； 3).开关关变压器器次级感感应出高高频电压压，经整整流滤波波供给负负载； 4).输出出部分通通过一定定的电路路反馈给给控制电电路，控控制PWWM占空空比，以以达到稳稳定输出出的目的的。 交流流电源输输入时一一般要经经过厄流流圈一类类的东西西，过滤滤掉电网网上的干干扰，同同时也过过滤掉电电源对电电
30、网的干干扰； 在功率率相同时时，开关关频率越越高，开开关变压压器的体体积就越越小，但但对开关关管的要要求就越越高；开开关变压压器的次次级可以以有多个个绕组或或一个绕绕组有多多个抽头头，以得得到需要要的输出出；一般还还应该增增加一些些保护电电路，比比如空载载、短路路等保护护，否则则可能会会烧毁开开关电源源。以上上说的就就是开关关电源的的大致工工作原理理。 其其实现在在已经有有了集成成度非常常高的专专用芯片片，可以以使外围围电路非非常简单单，甚至至做到免免调试。 计算机开开关电源源的发展展经过了了AT、AATX、AATX112V三三个发展展阶段。AAT标准准是由IIBM早早期推出出PC/AT机机时
31、所提提出的，提提供+55V、-5V、+12VV、-112V四四组电压压，具备备硬开关关。ATTX标准准的产生生具有划划时代的的意义，实实现了软软开机关关机，可可以通过过远程网网络唤醒醒，增加加了+33.3V、+5VSSB输出出。ATTX122V是CCPU等等硬件发发展的产产物，主主要是增增加了+12VV的输出出能力。开关电源源技术参参数输入电压压1正常常情况下下，交流流输入的的电源也也可以用用于直流流输入。2当交交流输入入电压范范围为885-2264VVAC，直直流输入入电压范范围为1120-3700VDCC；当交交流输入入电压范范围为2210-3700VDCC，或根根据开关关选择输输入范围围
32、为855-1332VAAC/1170-2644VACC。输入冲击击指的是电电源冷启启动时的的最大瞬瞬间输入入电流。多路输出出1：在多多路输出出电源中中所列出出的电流流是每路路输出的的最大电电流，每每路输出出的总值值均不超超过系列列电源额额定功率率范围。正正常情况况下，多多路输出出电源的的V1输出出是独立立于其他他几路输输出。对对于共地地产品，只只需将VV1的+/-极相应应端子与与其他几几路的其其他端子子相连即即可。2：对于于多路输输出的负负载调整整率的测测试，是是将被测测试的那那一路输输出负载载在额定定值的220%-1000%变化化，其它它各路输输出负载载都保持持在额定定值的660%进进行。输
33、出功率率如果将输输出电压压调高，那那么输出出电流将将相应减减少以保保持总功功率不变变。如果果将输出出电压调调低时，输输出电流流应不超超过标准准额定值值。输出纹波波与噪声声：1 低频纹波波：频率率为输入入AC电源源频率的的2倍(直流输输入时无无此项)。2 高频纹波波：频率率与开关关电源的的内部脉脉冲调制制(PWWM)频频率相同同。3 开关噪声声：与开开关脉冲冲的频率率相同中中。4 随机噪声声：与交交流输入入电压及及开关频频率无关关。工作温度度指电源在在正常工工作时的的环境温温度，如如电源安安装在设设备的机机箱内，工工作温度度就指机机箱内部部温度，而而非室内内或室外外温度。因因此如果果电源的的工作
34、温温度超过过额定标标准，建建议用户户按电源源功率定定额值的的2%/减额使使用或采采取风冷冷措施以以使工作作温度低低于额定定的最高高工作温温度。3.本设设计方案案思路:根据设计计任务要要求，数数控直流流稳压电电源的工工作原理理框图如如图1所所示。主主要包括括三大部部分：数数字控制制部分、模模拟/数数字转换换部分（DD/A变变换器）及及可调稳稳压电源源。数字字控制部部分用+、- 按键控控制一可可逆二进进制计数数器，二二进制计计数器的的输出输输入到DD/A变变换器，经经D/AA器转换换成相应应的电压压，此电电压经过过放大到到合适的的电压值值后，去去控制稳稳压电源源的输出出，使稳稳压电源源的输出出电压
35、以以0.005V的的步进值值增或减减。3.1稳稳压源的的技术指指标与要要求设计并制制作有一一定输出出电压调调节范围围和功能能的数控控直流稳稳压电源源。基本本要求如如下：(1)、输输出直流流电压调调节范围围018V(2)、输输出直流流电压能能步进调调节，步步进值为为0.005V。(3)、由由+、-两键分分别控制制输出电电压步进进增和减减。(4)、输输出电压压类型可可选：三三角波、方方波、直直流电压压。3.2总总体设计计框图图1系统统结构图图4.单元元电路设设计:4.1稳稳压电源源部分图2在图3中中，该部分分主要是是由三端端稳压器器LM778122、LMM79112、LLM78805和和若干个个电
36、容、二二极管元元器件组组成，2220 V市电电经2220 VV10V变压器器降压后后得到的的双10 V交流流电压，经经三端稳稳压器LLM78812和LM779122得到+110 V和-100V，再经经过LMM78005得到到+5 V的电电压。4.2显显示部分分在图4.1中，显显示部分分比较简简单，主主要是由由两个数数码管和和若干电电阻组成成，两个个数码管管分别显显示电压压的个位位和十分分位，该该部分是是由单片片机完成成的，数数码管的的各端口口以依次次连到AAT899S511的P11.0、PP1.11、P11.2、PP1.33、P11.4、PP1.55、P11.6、PP1.77口，完完成对电电压
37、的显显示功能能。图34.3模模数转换换部分图4本系统中中的数模模转换电电路如图图5所示。它它由DAAC08832、两两级低漂漂移的运运放AA7144及VREEF电路路组成。DAC0832和运放U3A将CPU发出的8位二进制数据转换成0-5 V的电压，然后经运放U3B反向放大2倍，以得到010 V电压。因此，该DAC的转换分辨率为10(28-1)=0.04 V，即CPU输出给DAC的数据变化为1 Bit，DAC输出电压的变化为0.04 V。VREF电路为DAC提供基准电压，调节R5A，可使基准电压保持为5 V。4.4数数字控制制部分图5数字部分分主要是是有ATT89CC51控控制，它它通过控控制
38、按键键来达到到对数字字的控制制，我们们可以通通过按键键对电压压进行调调整，按按照实际际需要可可以通过过按键得得到所需需的电压压，调节节范围是是010 V。5系统统软件设设计:图6主程序流流程如图图6所示。本电路采采用511系列单单片机作作为整机机的控制制单元，通通过改变变输入数数字量来来改变输输出电压压值，从从而使输输出功率率管的基基极电压压发生变变化，间间接地改改变输出出电压的的大小。为为了能够够使系统统具备检检测实际际输出电电压值的的大小，可可以经过过ADCC08009进行行模数转转换，间间接用单单片机实实时对电电压进行行采样，然然后进行行数据处处理及显显示。采采用软件件方法来来解决数数据
39、的预预置以及及电流的的步进控控制，使使系统硬硬件更加加简洁，各各类功能能易于实实现本系系统以直直流电源源为核心心，利用用51系列列单片机机为主控控制器，通通过键盘盘来设置置直流电电源的输输出电流流，设置置步进等等级可达达0.11V，并并可由数数码管显显示实际际输出电电压值和和电压设设定值。利利用单片片机程控控输出数数字信号号，经过过D/AA转换器器（DAA08332）输输出模拟拟量，再再经过运运算放大大器隔离离放大，控控制输出出功率管管的基极极，随着着功率管管基极电电电流的的变化而而输出不不同的电电压。单单片机系系统还兼兼顾对恒恒压源进进行实时时监控，输输出电压压经过电电流/电压转转变后，通通
40、过A/D转换换芯片，实实时把模模拟量转转化为数数据量，经经单片机机分析处处理，通通过数据据形式的的反馈环环节，使使电压更更加稳定定，构成成稳定的的压控电电压源。6.制作作与调试试：6.1 硬件电电路的布布线与焊焊接：电路图经经过我们们在PRROTEEL中的的自动排排线和手手动排线线产生PPCB原原理图，我我们将原原理图打打印在热热印纸上上，然后后在经过过高温，将将墨覆到到铜板上上，产生生清晰的的电路布布线图。由由于打印印或人为为的原因因很可能能出现断断线的结结果，所所以我们们要认真真检查，如如出现断断线我们们可用油油漆涂上上，使断断口再次次被连在在一起。为为了能使使那些墨墨都能覆覆在覆铜铜板上
41、我我们最好好把覆铜铜板在压压印机上上过两遍遍。元器件的的焊接：焊件必必须具有有良好的的可焊性性.不是是所有的的金属都都就有良良好的可可焊性.焊接时时,由于于高温是是焊件的的表面产产生氧化化膜,影影响焊件件的可焊焊性.为为了提高高焊件的的可焊性性,一般般采用表表面镀锡锡,镀银银等措施施来防御御表面的的氧化。为了使使焊件和和焊锡之之间有良良好的接接触,焊焊件表面面必须保保持清洁洁.在焊焊接前必必须把氧氧化膜清清除干净净,否则则将无法法保证焊焊接质量量。要使用用合适的的助焊剂剂.不同同的焊接接工艺应应使用不不同的助助焊剂.在焊接接电子线线路板等等精密电电子产品品的时候候,卫士士焊接可可靠稳定定,通常
42、常采用松松香助焊焊剂.一一般使用用酒精将将松香溶溶解成松松香水使使用。焊件加加热到适适当的温温度.需需要强调调的是,需要强强调的是是,不但但焊锡要要加热到到熔化,而且应应当同时时将焊件件加热到到能够熔熔化焊锡锡的温度度。6.2 电路组组装和调调试：图7 实实际电路路组装图在电路组组装过程程中，遇遇到的最最大问题题是，起起初考虑虑不周全全，芯片片分布不不够合理理，出现现了许多多特长长线。不不但影响响布线速速度，而而且也会会给后来来的调试试带来不不必要的的麻烦。当当时已经经布线不不少，不不可能重重新开始始，再三三权衡，最最后只移移动了一一个芯片片，问题题就得到到了很大大改善。其其次就是是布线，因因
43、为要求求不准交交叉，且且横平竖竖直，所所以在保保证连通通的情况况下，在在布线上上也下了了不少工工夫。调试过程程中，第第一轮用用万用表表欧姆档档测试，就就遇了实实验板上上有插孔孔不通的的情况，导导致芯片片不能正正常工作作。相对对于别的的办法，我我选择了了导线显显式连通通，因为为其更明明晰，更更易实现现。对于于高阻导导线则只只能换掉掉。第二二轮接电电后，用用万用表表的电压压档测试试单元电电路的状状态。如：经经过每一一级三端端稳压器器后输出出的电压压否为稳稳定电压压，并且且与所需需电压偏偏差会不不会很大大，根据据测试结结果对电电路进行行必要的的改进，从从而达到到设计的的目的。在输出电电压作为为稳压输
44、输出电路路的参考考电压。稳稳压输出出电路的的输出与与参考电电压成比比例。88位字长长的D/A转换换器具有有2566种状态态。当电电压控制制字从00，1，2，到2566时，电电源输出出电压为为0.00，0.006，115.00。其时时序图如如图8：图8系统统时序图图CLK为为时钟端端，DATAA为输入入数据，LOAD为输入控制信号。电路中采采用共模模抑制比比高、响响应速度度快、压压摆率高高的NEE55334作比比较器，从从而提高高了稳压压的可靠靠性和精精度；而而采用112位AAD转转换模块块完成电电压的测测量，并并用LCCD液晶晶显示，则则提高了了测量的的准确性性和直观观显示能能力。本本电路的的
45、开机预预置输出出电压为为5 VV，并可可采用步步进方式式调节输输出电压压，最小小步进为为0.005 VV。经过过测试，本本电路的的输出电电压范围围可达到到0118V，额额定电流流可达到到0.55A，可可应用于于实验教教学与工工程实践践中。7.设计计分析与与心得：在本次设设计的过过程中，我我发现很很多的问问题，得得查阅很很多资料料后才可可以解决决。所以以要想把把一个看看似简单单的电路路设计出出来是有有些困难难的。这这也就说说明了我我们的理理论学习习和实际际设计，调试安安装之间间还有很很多问题题需要解解决，需需要积累累很多实实际操作作经验。而而通过此此次设计计，相信信自身的的知识会会得以巩巩固和加
46、加强，这这对于我我们以后后的工作作和学习习具有积积极意义义，使理理论与实实践结合合起来；在实际际应用与与设计过过程中积积极思考考，不断断发现问问题，解解决相关关问题。题目是非非常重要要的，要要选择一一个好的的题目，要要考虑到到自身能能力，还还要能够够参考相相关的资资料，所所设计出出来的电电路也要要对能够够解决实实际生产产问题有有所意义义。其次所所用硬件件软件以以及设计计中所需需要的元元件在市市场上也也要能够够买到，具具有实际际性。综综合以上上所说条条件为前前提方能能做出一一个好的的设计。最后必必须查找找大量相相关方面面的参考考资料，如如电子子电路实实验及仿仿真，电电路与电电子技术术实验教教程等
47、等，还查查阅了各各种所需需芯片的的管脚资资料，以以及在网网上搜索索相关论论文对自自己的设设计加以以理论指指导。有了这次次难忘的的经历，我我觉得学学到了很很多东西西，更重重要的是是我们学学会了如如何协同同合作，学学会了遇遇到问题题应该如如何解决决。这将将在我们们以后的的学习和和工作中中起到重要要的作用用。8参考考文献：1系系统设计计华中中科技大大学出版版社2唐唐竞新.数字电电子电路路M.第1版.北京：清华大大学出版版社，2200333康康华光.电子技技术基础础M.数字字部分.第4版.北京：高等教教育出版版社,1199884电电路与电电子技术术实验教教程中中国计量量学院出出版社5电电子工程程手册编编委会等等.中外集集成电路路简明速速查手册册M-TTLL,CMMOS.北京电电子工业业出版社社,199916杨杨长春.论数字字技术J.电子子报合合订本.成都：四川科科学技术术出版社社，20002.127全全国大学学生电子子设计竞竞赛获奖奖作品精精选北北京理工工大学出出版社8电电子电路路实验及及仿真清华大学北方交通大学出版社9数数字电子子技术基基础分册册中国国计量学学院出版版社10