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1、题目名称: 数控通用直流电源一设计要求与方案论证.3 1.1设计要求3 1.1.1基本要求.41.1.2发挥部分.41.2系统基本方案选择与论证41.2.1系统电源模块方案和论证.41.2.2实现数控模块方案和论证.41.2.3电路设计最终方案决定.5二理论分析与计算.52.1设计思想.52.2设计步骤.5：三系统的硬件设计与实现.73.1电路设计框图.73.2电源变压器模块.83.3固定输出模块83.4两种可调输出模块.93.5系统电路图（见附录一）.9四系统的软件设计.10五系统测试.105.1测试方案105.2测试条件与仪器.105.3测试结果及分析.11六设计总结.11参考文献.12附
2、录一.12附录二.13题目名称: 数控通用直流电源摘要:电源在各行各业中的作用显得越来越重要,与此同时,人们对电源的需求与日俱增。我们对本次设计的“数控通用直流电源”提出了人性化、高指标、低成本的要求。本次设计的数控通用直流电源系统主要是由stc公司的单片机stc12c5a60s2为中心控制系统,用到了单片机中SPI和A/D转换模块。外围电路采用了整流滤波、光电隔离、开关稳压模块、过流保护、采样等模块组成。能够实现用户预置固定5V、315V、 -3-15V 之间的任意电压值,并且能稳定输出,使用户能够有多种选择。关键字: 单片机 开关稳压 数控 A/D转换一设计要求与方案论证 1.1设计要求
3、1.1.1基本要求 用变压器输出的两组17.5V交流绕组，设计三组稳压电源，其中两组3V-15V可调，另一组固定输出， 各组输出电流最大：750 mA； 各组效率大于75%，在500mA输出条件下测量，应在输入端预留电流测量端； 为实现过程控制，预留MCU控制接口。1.1.2发挥部分 设置过流保护，保护定值为1.2A； 用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化； 扩展输出电压种类（比如三角波、梯形波等）； 可实现双电源同步调节或分别调节。 1.2系统基本方案选择与论证1.2.1系统电源模块方案和论证方案一：线性直流稳压电源。该电源可分为并联式线性电源和串联式线性电源。输出电压比输入电压低；反应
4、速度快，输出纹波较小；工作产生的噪声低；效率较低；发热量大（尤其是大功率电源），间接地给系统增加热噪声。方案二：开关电源。开关电源特点在于其调整管工作在截止区或饱和区这两种状态,而且本身功耗小,电源效率高,同时体积较小，高频、高可靠、低噪声、抗干扰和模块化,而且重量轻等优点, 最终采用了这种的方案。1.2.2实现数控模块方案和论证 方案一：用电位器实现调节，该方案简单，易行，也可实施。 方案二：电子数控电位器 XDCP 具备三个有力应用优势（1） 固态电位器的可变性和可靠性（2） 基于计算机数控的灵活性 （3） 用于存储多个电位器设置或数据的非易失性存储器的保持性能良好方案三：电位器与电子数字
5、电位器一起使用，看需要来选择调节。1.2.3电路设计最终方案决定 综上方案所述，我们选择用开关电源，用手调电位器和数字电位器一同使用二理论分析与计算2.1设计思想：本系统是一个可应用的多端输出电源，设计思想符合如下几条标准：1.尽量采用简洁可靠的软硬件环境，程序流程力求简单明了，从而充分利用现有资源，提高系统开发水平。2.系统硬件电路模块化，便于硬件测试和电路查询。3.系统程序设计模块化，便于系统功能的各种组合和修改。2.2设计步骤：LM2596开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路，能够输出3A的驱动电流，同时具有很好的线性和负载调节特性。固定输出版本有3.3V、5V、12V， 可调版本
6、可以输出小于37V的各种电压1. 对固定5V的输出2.3. 对3V-15V输出可调输出电压的计算可由下式给出：，其中=1.23 V，为了确保输出稳定，选用标称阻值为1K，精度为1%的电阻。CIN470uF/50V COUTuF/35V R1-1K D1-5A/40V L1-68uH 三系统的硬件设计与实现3.1电路设计框图3.2电源变压器模块 如图所示，输入采用具有双端输出，输出为18V/17.5VA，输出效率高的绿魔方M35，然后通过整流桥整流，电容滤波等，把220V交流电变为直流稳定输入。3.3固定输出模块如图所示把输入的直流电流通过接入开关电压调节器降压，然后通过肖特基二极管续流斩波，电
7、感电容储能滤波等，使输出为固定的。4两种可调输出模块本模块使用跳线选择手动调节电位器以及单片机调节数字可控电位器调节两种方式进行输出电压的调节，当使用手动调节时，通过调节电位器的阻值根据芯片使用的技术公式可以得到想要的输出电压，当使用单片机调节数字电位器时，通过单片机步进地控制反馈端的电压，得到想要的输出。3.5系统电路图（见附录一）四系统的软件设计开始按键扫描是否有按键是选择控制确定保持回到待机状态五系统测试5.1测试方案严格按照课题要求搭建测试电路，5.2测试条件与仪器测试条件：检查多次，仿真电路和硬件电路必须与系统原理图完全相同，并且检查无误，硬件电路保证无虚焊。测试仪器：高精度的数字毫
8、伏表，模拟示波器，数字示波器，数字万用表，指针式万用表5.3测试结果及分析5.3.1 5V固定输出R（）1514131211109876543I（A）0.310.340.370.40.440.490.550.610.70.851.031.191.58IR3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 152 1.5 1 0.5 0 输出电流与负载电阻的关系六设计总结在整个设计过程中。我们有电路设计模块，软件编程模块，设计报告的编写，其中我们查阅了很多网上的资料，汲取了一些成功设计的精华部分，加以消化吸收，使之成为自己可以信手拈来的东西，这正是动手设计过程中不可或缺的学习，同时也增加了团队协作能力。这正是我们学习必经的过程参考文献1王兆安刘进军电力电子技术（第五版）机械工业出版社（2009-05出版）。2普利斯曼(AbrahamI.pressman)、比得斯(KeithBillings)、莫瑞(TaylorMorey)、王志强开关电源设计（第3版）电子工业出版社(2010-06出版)。3刘凤君现代逆变技术及应用电子工业出版社（2009-09出版）附录一电路原理图附录二印刷电路板电路