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1、本 科 毕 业 设 计( 2014届)题 目：一种数控多路输出直流稳压电源的设计 学 院: 物理与电子信息工程学院 专业: 电子信息工程 班级: 10电信 姓 名: 肖安安 学 号: 10110003340 指导老师: 郑崇伟 完成日期: 2014年4月16日 (注：本页面要求用彩色卡纸或70克的铜板纸做封面，字体要求用电脑打印，颜色由各学院统一)物理与电子信息工程学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书 1、本人郑重地承诺所呈交的毕业设计（论文），是在指导教师 郑崇伟 老师的指导下严格按照学校和学院有关规定完成的。2、本人在毕业论文（设计）中引用他人的观点和参考资料均加以注释和说明。3、本人承诺在
2、毕业论文（设计）选题和研究过程中没有抄袭他人研究成果和伪造相关数据等行为。4、在毕业论文（设计）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。 毕业论文（设计）作者签名：肖安安 班级： 10电信 学号：10110003340 2014 年 04 月 16 日目录1.绪论31.1选题背景和意义31.2电源的发展现状和应用31.3直流稳压电源的简述31.4本文研究的主要内容42.硬件设计42.1设计的任务42.2设计思路42.3设计方案42.4模块电路选择52.2.1.整流电路52.2.2.滤波电路72.2.3.稳压电路102.2.4.控制核心102.2.5.显示部分11第三章硬件设计
3、113.1稳压输出模块113.2主控制模块123.3Buck电路（降压斩波模块）分析163.3.1.Buck变换器的基本工作原理163.3.2.Buck变换器电感的选择183.3.3.Buck变换器输出电容的选择和纹波电压183.3.4.Buck电路主要器件IR3205203.3.5.驱动Buck电路的主要器件IR2117213.45110液晶显示模块分析22第四章软件设计244.1系统程序设计流程图244.2软件编译与调试26第五章调试结果与分析295.1测试仪器295.2测试方法295.3数据测试结果与分析测试结果29第六章毕业设计总结和展望306.1毕业设计总结306.2展望30致谢31
4、参考文献31附件1 程序代码32摘 要直流稳压电源在电子技术开发中是非常重要的，但是直流电源一般会有控制精度低、可靠性差的缺点。这主要是由于直流电源很多是利用波段开关和电位器进行控制，这样就产生了两个问题：一个是无法进行很精确的小范围调节输出电压，另一个是波段开关和电位器会随着工作时间的增加受到磨损，影响输出。不过一种基于单片机控制的直流稳压电源依靠其对电路的强大控制能力不仅可以实现精确控制，而且还可以长久的稳定可靠。经实测表明，以BUCK电路和单片机PWM编程为基本框架设计直流稳压电源，可以很好地实现精确控制、可靠性好这个目标。关键词: 直流稳压电源，单片机，BUCK电路AbstractAs
5、 we all know,the DC power supply in electronic technology development is very important, but generally have control of the DC power supply low accuracy, poor reliability shortcomings. This is mainly due to the use of DC power many of the band switch and potentiometer control, thus creating two probl
6、ems: one is unable to carry a small range of very precise output voltage regulation, and the other is the band switch and potentiometer will work with by increasing the time the wear of the output. However, a microcontroller-based control of a DC power supply to rely on its strong ability to control
7、 the circuit can not only achieve precise control, but also long-term stable and reliable. After measurement showed that BUCK PWM circuit and microcontroller programming as the basic framework for the design of DC power supply, can realize precise control and reliability of this goal.Key Words: DC p
8、ower supply, SCM, Buck Circuit1. 绪论1.1 选题背景和意义随着社会经济的迅速发展，愈来愈多的电子设备被广泛应用于社会生产的各个行业、各个方面，但电子设备绝大多数都需要直流电源来供电。这给电力电子技术的发展提供了广阔的空间，与此同时也给电源技术提出了更高品质、更严格的要求。研究直流稳压电源，大多数都是为了提高电源的功率性能（诸如调节精确度、电压特性和输出电流的纹波等）和电特性能（比如负载效应、可靠性和环境适应性等），以使直流电源更好地服务于社会生产和人们的生活。1.2 电源的发展现状和应用电源开发技术是一种非常实用的电子工程技术，广泛应用于社会生产和人们日常生活
9、的各个方面。电源开发技术结合了电子、电气工程、控制理论和材料科学等诸多专业领域的知识。随着现代信息技术革命的到来，电力电子技术迎来了蓬勃发展的春天，但同时也对电源技术提出了更严格的要求。一般电源在使用时产生的误差很容易影响到整个系统的性能，有的甚至于会造成很多不良后果，给社会生产或技术研发带来不便。为了规范电源的产品标准和促进电力电子技术的发展，世界各地的各种电气组织或机构都对电源产品制定了严格的产品标准。随着计算机信息化的飞速发展，电子装置对电源性能的要求越来越严格。由于大多数电子装置都使用数控电源作为能量动力，数控毫无疑问地越来越受到人们的青睐。现如今直流稳压电源已经一反以往的利用波段开关
10、或滑动变阻器进行控制的设计方法，更多的是采用单片机、晶体管等组成精度高，稳定性好，功能拓展方便灵活的数字化电源。这么多年来芯片技术的飞速发展为电源技术朝智能化、数字化、高效化方向发展提供了充足的保障，而国外在利用晶体管、半导体器件设计开关电源这一块有了很大的突破。相信在不久的未来，我们可就以享受到先进的、高效的电源产品带来的生活便利了。1.3 直流稳压电源的简述直流稳压电源能够提供电气性能良好的稳定直流输出，被广泛应用于各种电子设备中。一般而言，直流稳压电源就是将电网出来的220V交流经过变压、整流、滤波和稳压这几个步骤将交流电转换成直流电压，然后再将性能稳定的直流持续输出以作为电子设备的能量
11、核心。一般的直流稳压电源分为四个模块:电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。电源变压器主要是利用变压器将电网提供的220V交流电转换成各种电路设备需的交流电压，整流电路一般是利用单向导电器件将变压器输出的交流电源整成脉动直流电压。由于经过整流电路整流输出的脉动直流电压有很多的交流成分参杂在直流电压上面，因此此时需要利用滤波电路来过滤掉脉动直流电压中的交流成分以得到较平滑的直流电压。在日常生活中，电路电压很容易受到各种环境因素或电网本身的波动而引起电路输出电压的不稳定。为了避免、降低外界因素的变动给电路电压带来的不稳定，需要使用稳压电路将滤波之后的直流电压进行稳压处理以得到稳定的输出电压。1
12、.4 本文研究的主要内容（1）复习模拟电路、电路分析的相关知识，温习直流稳压电源构成和工作原理。查阅浏览相关的期刊文献。（2）按选题要求设计直流稳压电源，并对设计的工作原理、器件的电气特性进行分析总结（3）调试测试设计成果，记录测试数据并进行结果分析和总结（4）对整个设计过程进行分析、总结。2. 硬件系统设计2.1 设计任务设计一个直流稳压电源，能够到达选题的性能指标要求，并进行电路设计的工作原理分析。掌握相关器件的电气特性，计算出其参数范围，并合理选用元器件以满足设计的要求。最后还需要对设计方案进行仿真和对实物进行结果测试。选题的性能指标要求：（1） 直流稳压电源输出电压 030V可调；（2
13、） 最大输出电流 1A；（3） 电压调节精度 0.1V；（4） 显示电压、电流数值；（5） 过载和短路保护；2.2 设计原理2.3 系统的硬件设计2.3.1. 辅助电源模块设计 2.3.2. 控制系统设计2.3.3. Buck电路设计直流稳压电源主要是通过变压、整流、滤波和稳压这四个环节将交流电网的220V转换成稳定直流输出。但是由于此次设计的不同于以往的线性可调直流稳压电源，需要用单片机进行精确控制，因此需要加入单片机作为核心控制。故设计的整体设计思路如下：（1） 电网提供的是220V，50HZ的交流电压。若要获得我们所需的030V可调输出，首先需要利用变压器将220V交流电降压；（2） 经
14、过变压器降压得到的交流电然后还需要经过整流来得到脉动直流2.4 设计方案 目前，市场上各种直流电源的基本环节大致相同，都包括交流电源、交流变压器、整流电路、滤波稳压电路等。本设计将单片机控制系统应用于直流稳压电源的方法和原理，实现了稳压电源的数控调节。从组成上，本设计硬件电路主要由单片机、变压器、整流电路、滤波电路、稳压输出电路、D/A转换电路、显示电路等组成。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数控电源更显示出其优越性。数控电源既能方便输入，具有较高精度和稳定性，而且在0.0V到30V可以任意设定输出电压，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。方案一：采用各类数字电路来组成键盘控制系统，进行信号处理，如选用CPLD等可编程逻辑器件。本方案电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于系统的扩展，对信号处理比较困难。方案二：采用STM32为控制核心，利用其A/D输出稳定的电压数值，然后利用功率放大电路进行放大，再通过采样输出电压进行相应的STM输出调节以重新调整输出得到稳定的输出。此方案电路相对简单，灵活性
