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1、1直流稳定电源（直流稳定电源（D D 题）设计报告题）设计报告摘摘 要要: : 本设计采用单片机 AT89C52 作为系统的控制核心,制作了一个可稳定输出电流或电压的直流稳定电源。设计可分为七个模块：电源模块、稳压源模块、稳流源模块、DC-DC 变换器模块、键盘模块、显示模块和系统控制模块。稳压电源采用串联反馈式稳压电路，主要由三端式集成稳压器 LM317 和运算放大器LM324 构成。稳压电源和负载构成恒流源，并通过程序控制稳压源与稳流源电路之间的转换。DC-DC 变换器采用双管自激谐振式振荡电路，稳压电源输出的小电压经 DC-DC 变换器输出较大的直流电压。本设计可实现电压预置，数码显示输
2、出电压和电流，输出可步进（加、减）调节，恒压和恒流电路切换等功能。此外，A/D 可将数据反馈一次对误差进行校正，稳压电路具有过热和过流保护功能，当电路出现故障时可自动恢复。关键字关键字：键盘控制，单片机，稳压源，稳流源，DC-DC 变换器A A ConstantConstant DirectDirect CurrentCurrent ElectricalElectrical SourceSourceAbstractAbstract: A DC source, which uses a micro-control unit (MCU) AT89C52 as its kernel unit, is
3、 designed for supplying constant voltage or constant current. The system is consist of a center control unit, a power supply, a constant voltage source, a constant current source, a keyboard input unit, a digital display unit, and a DC-DC unit. A constant voltage unit is composed of feedback constan
4、t voltage circuit in series by integrated chip LM317 and a integrated operator LM324.A constant current source is implemented by a constant voltage source and a sampling resistor, and the output of current or voltage is chosen by a relevant program. The DC-DC converter is realized by a double-tube s
5、elf-excitation oscillating circuit. The output can be predefined by MCU keyboard, changed in step and displayed in digital by LED. Moreover, it can be protected from damage of over-heat and over-burden, and can be resumed automatically from ill-work. KeyKey wordswords：keyboard control, micro chip co
6、ntroller, constant voltage source, constant current source, DCDC converter2目目 录录 引言引言- 31 1 系统设计系统设计-31.1 设计任务及要求-31.2 总体设计方案-41.2.1 设计思路-41.2.2 方案论证与比较-41.2.3 系统组成-8 2.设计实现-92.1 单元电路设计-92.1.1 显示控制模块电路设计- -92.1.2 电源电路设计- 10 2.1.3 稳压电源电路设计- 12 2.1.4 稳流电源电路设计- 12 2.1.5 DC-DC 变换器电路设计- 132.2软件设计-14 2.2.
7、1 键盘显示部分程序的设计- 14 2.2.2 单片机控制 A/D、D/A 转换程序的设计-16 2.2.3 系统主程序流程图-17 3 3系统测试系统测试-173.1 测试仪器- 17 3.2 指标测试及测量结果- 18 3.2.1 稳压电源各项指标测试- 18 3.2.2 稳流电源各项指标测试- 18 3.2.3 DC-DC 变换器各项指标测试- 319 4 4结结 论论- 19 参考文献参考文献 - 20 附录 1 元器件明细表- 20 附录 2 程序清单- 21引言引言直流稳定电源按习惯可分为化学电源,线性稳定电源和开关型稳定电源。本设计要求完成直流稳定电源的设计和制作。该直流稳定电源
8、要求具有稳压源、稳流源和 DCDC 转换的功能。其中稳压源要求在输入为 220V、50HZ，电压变化范围15%20%条件下，输出电压在+9V+12V 范围内可调，最大输出电流为 1.5A，并对电压调整率、负载调整率、纹波电压、效率等指标有一定要求，综合考虑指标与具体实现等多种因素，我们选定使用线性稳定电源来完成本设计任务。本设计采用单片机 AT89C52 作为系统的控制核心,共分为七个模块：电源模块、稳压源模块、稳流源模块、DC-DC 变换器模块、键盘模块、显示模块和系统控制模块。电源模块为稳压、稳流电路提供工作电压，稳压和稳流输出具有在指定范围内可调，可预置，可步进调节，可数字显示等功能，并
9、且稳压与稳流输出可依据需求自动转换。DC-DC 变换器可输出 100V，100mA 的直流电压。此外该电路还具有过热保护和自动排除故障，自动恢复等功能1 1 系统设计系统设计1.11.1 设计任务及要求设计任务及要求（1 1）任务）任务设计并制作交流变换为直流的稳定电源。4（2 2）要求）要求1基本要求（1）稳压电源在输入电压 220V、50Hz、电压变化范围15%20%条件下：a输出电压可调范围为+9V+12Vb最大输出电流为 1.5Ac电压调整率0.2%（输入电压 220V 变化范围15%20%下，空载到满载）d负载调整率1%（最低输入电压下，满载）e纹波电压（峰-峰值）5mV（最低输入电
10、压下，满载）f效率40%（输出电压 9V、输入电压 220V 下，满载）g具有过流及短路保护功能（2）稳流电源 在输入电压固定为12V 的条件下：a输出电流：420mA 可调b负载调整率1%（输入电压12V、负载电阻由 200300 变化时，输出电流为 20mA 时的相对变化率）（3）DC-DC 变换器 在输入电压为+9V+12V 条件下：a输出电压为+100V，输出电流为 10mAb电压调整率1%（输入电压变化范围+9V+12V）c负载调整率1%（输入电压+12V 下，空载到满载）d纹波电压（峰-峰值）100mV （输入电压+9V 下，满载）2发挥部分（1）扩充功能a排除短路故障后，自动恢复
11、为正常状态b过热保护c防止开、关机时产生的“过冲”（2）提高稳压电源的技术指标a提高电压调整率和负载调整率b扩大输出电压调节范围和提高最大输出电流值（3）改善 DC-DC 变换器a提高效率（在 100V、100mA 下）b提高输出电压（4）用数字显示输出电压和输出电流 （5）特色与创新 1.21.2 总体设计方案总体设计方案1.2.11.2.1 设计思路设计思路5本设计要求设计并制作交流变换为直流的稳定电源。在输入为 220V、50HZ 条件下，通过交直流转换电路输出稳定可调电压作为稳压源、稳流源的电源。通过键盘预设一个电压值，经 D/A 转换为模拟信号送入稳压电路。A/D 读取输出的模拟电压
12、、电流信号送给单片机处理，再将数字显示在数码管中。稳压、稳流电路采用串联式稳压电路，选用运算放大器 LM324 和具有过热保护和自动排除短路故障的集成稳压器 LM317 作为主要元件。该设计的特点是可对电压和电流采用步进控制，可用数字显示输出电压和电流，各项调整率的指标都很高。 1.2.21.2.2 方案论证与比较方案论证与比较1 1整流滤波电路的设计方案论证与比较整流滤波电路的设计方案论证与比较方案一：采用单向桥式整流、电感滤波电路，如图1.2.1所示。该电路利用电感的储能作用可以减小输出电压的纹波，忽略电感的阻值可以认为纹波电压为零。电感滤波的特点是，整流管的导电角较大，峰值电流很小，输出特性比较平坦，它的缺点是由于铁心的存在，笨重、体积大，易引起电池干扰，一般适合低电压、大电流的场合。方案二：采用单向桥式整流、电容滤波电路。如图1.2.2所示.该电路简单，输出电压较高，纹波较小，缺点是输出特性较差，当整流滤
