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1、Comment u1: 都河南科技大学毕业设计（论文）开题报告（学生填表）院系：电子信息工程学院 2010 年 03月 25 日课题名称 电子系统的数控直流稳压电源设计1. 设计（或研究）的依据与意义 当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。在电子设备中，直流稳压电源的故障率是最高的而且在直流稳压电源中，通过整流、滤波电路所获得的直流电源的电压往往是不稳定的。输出电压在电网电压波动或负载电流变化时也会随之有所改变。电子设备电源电压的不稳定,将会引起很多问题。设计出质量优良的直流稳压电源，才能满足各种电子线路的要求。因此,直流稳压电源的研究就颇为重要。目前产生直流稳
2、压电源的方法大致分为两种:一种是模拟方法，另一种是数字方法。前者的电路均采用模拟电路控制，而后者则是通过数字电路进行自动控制。直流稳压电源朝着数字化方向发展。因此对于数控恒压源的研究是必要的。随着科学技术飞速发展,对电源可靠性、输出精度和稳定性要求越来越高,利用 D/ A 转换器的高分辨率和单片机的自动检测技术设计程控电源就显示出其优越性。程控电源既能方便输入和选择预设电压值又具有较高精度和稳定性，而且可以任意设定输出电压或电流，所有功能由面板上的键盘控制单片机实现，给电路实验带来极大的方便,提高了工作效率。数字化智能电源模块是针对传统智能电源模块的不足提出的，能够有效地解决电源模块中诸如可靠
3、性、智能化和产品一致性等工程问题，提高生产效率和产品的可维护性。电源采用数字控制，具有以下明显优点：1、易于采用先进的控制方法和智能控制策略，使电源模块的智能化程度更高，性能更优美 2、控制灵活，系统升级方便，甚至可以在线修改控制算法，而不必改动硬件线路 3、控制系统的可靠性提高，易于标准化，可以针对不同的系统（或不同型号的产品） ，采用统一的控制板，而只是对控制软件做一些调整即可 4、系统维护方便，一旦出现故障，可以很方便地通过 RS232接口或 RS485接口或 USB接口进行调试，故障查询，历史记录查询，故障诊断，软件修复，甚至控制参数的在线修改、调试，也可以通过 MODEM远程操作 5
4、、易组成高可靠性的多模块逆变电源并连系统。为了得到高性能的并联运行逆变电源系统，每个并联运行的逆变电源单元模块逗采用全数字化控制，易于在模块之间更好地进行均流控制和通讯或者在模块中实现复杂的均流控制算法（不需要通讯） ，从而实现高可靠性、高冗余度的逆变电源并连系统。Comment u2: 式？2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述 1955年美国的科学家罗那（G.H.Royer）首先研制成功了利用磁芯的饱和来进行自激振荡的晶体管直流变换器。此后，利用这一技术的各种形式的精益求精不断地被研制和涌现出来，从而取代了早期采用的寿命短、可靠性差、转换效率低的旋转和机械振子示换流设备。由于晶体管直
5、流变换器中的功率晶体管工作在开关状态，所以由此而制成的稳压电源输出的组数多、极性可变、效率高、体积小、重量轻，因而当时被广泛地应用于航天及军事电子设备。由于那时的微电子设备及技术十分落后，不能制作出耐压高、开关速度较高、功率较大的晶体管，所以这个时期的直流变换器只能采用低电压输入，并且转换的速度也不能太高。 60年代，由于微电子技术的快速发展，高反压的晶体管出现了，从此直流变换器就可以直接由市电经整流、滤波后输入，不再需要工频变压器降压了，从而极大地扩大了它的应用范围，并在此基础上诞生了无工频降压变压器的开关电源。省掉了工频变压器，又使开关稳压电源的体积和重量大为减小，开关稳压电源才真正做到了
6、效率高、体积小、重量轻。 70年代以后，与这种技术有关的高频，高反压的功率晶体管、高频电容、开关二极管、开关变压器的铁芯等元件也不断地研制和生产出来，使无工频变压器开关稳压电源得到了飞速的发展，并且被广泛地应用于电子计算机、通信、航天、彩色电视机等领域，从而使无工频变压器开关稳压电源成为各种电源的佼佼者。 数控电源是从 80年代才真正的发展起来的，期间系统的电力电子理论开始建立。这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。在以后的一段时间里，数控电源技术有了长足的发展。但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。因此数控电源主要的发展方向，是针对上述缺点不断加
7、以改善。单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。新的变换技术和控制理论的不断发展，各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用。 到 90年代，己出现了数控精度达到 0.05V的数控电源，功率密度达到每立方英寸 50W的数控电源。3. 课题设计（或研究）的内容 设计一个输出电压可调节的数控电压源，并由数码管显示其输出值。设计的具体内容要求如下：1、输出电压 2V20V 之间，调节电压为 0.1V。2、电压稳定度小于 0.2%，波纹电压小于 100mV.3、输出电流为 1A.4、输出电压值由数码管显示，并由“+” 、 “-”两键分别控制输出电压步进增减。电源应具有
8、输出短路保护和功率器件的过热保护功能。4. 设计（或研究）方法 本设计的方案实现选择主要是针对稳压电路和逻辑控制部分的论证择优选定。本任务中的输出电压、电流并不是很大，输出电压可调范围也不是很宽，因此采用集成三端稳压器来满足要求，而且这类芯片内部都有过流和过热的保护电路，例如 W117，其额定电流可达 1.5A，输出电压的可调范围为 1.2V37V，内部有过热和过流保护电路。为了满足电压线性可调以及简化硬件电路，逻辑控制部分可由一片 80 系列的单片机，配上键盘显示器接口控制器 8279 以及键盘和数码管来完成各种功能控制。 按照设计出来的方框图搭建模拟电路图，然后完成调试，进而通过 Protel 或者其他相应的软件进行模拟仿真。 5. 实施计划2010 年 3.254.12 调研，资料整理，制定设计方案。4.124.30 方案比较，确定设计方案，设计控制系统原理图。4.305.4 控制系统软件编制，模拟调试。5.56.1 修改完善设计，总结撰写设计论文。6.26.8 准备毕业答辩。 指导教师意见指导教师签字： 年 月 日研究所（教研室）意见研究所所长（教研室主任）签字： 年 月 日
