程控电源的设计附件

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1、毕业设计（论文）附件课题名称程控电源的设计学生姓名刘思思目录1毕业设计（论文）任务书12毕业设计（论文）开题报告33毕业设计（论文）进度考核表134.毕业设计（论文）评阅表142017 年 5 月 24 日邵阳学院毕业设计（论文）任务书年级专业13测控技术与仪器学生姓名刘思思学号 1341203056课题名称程控电源的设计设计（论文） 起止时间2016年11月15日至2017年6月1日课题类型工程设计 应用研究 开发研究、田曲井圧古宀 小卄抑 占抑软件工程理论研究其他课题性质真头模拟虚拟一、课题研究的目的与主要内容课题研究的目的：让学生综合运用本科阶段所学的单片机原理与应用、模拟电子技术、电气

2、测量技术、智 能仪器等课程的知识设计制作一个程控电源系统。锻炼学生的数据采集系统设计能力、实际动手 能力和解决技术问题的能力，达到本科毕业设计的基本要求。课题研究的主要内容：设计并制作一个程控电源系统。包括完整的系统电路图，系统控制流程图（程序框图）源程序 清单，系统软件的设计以及调试。二、基本要求设计一一个程控电源系统。要求：1. 采用单片机作为控制核心。在PC的IDE开发环境中用C语言进行编程，通过开发板将程序 下载到单片机中，进行联调。联调结果基本符合输出电压、电流值（0100V,01A）,2. 供电电源设计，由交流220V-变压、整流、滤波一DC-DCf直流电压12V （给恒压控制回

3、路和限流控制回路供电外）一DC-DC5V直流（给单片机模块供电）。3. 控制电路设计，通过键盘设定开关电源输出的电压值及最大输出电流值，单片机系统对电 源输出电压和电流进行数据采样，并与用户给定数据进行比较，然后根据设置的调整算法 控制开关调整电路，使电源输出电压符合给定值，开关控制电路在调整电源输出电压的同 时还要检测电路的输出电流。4. 严格按照邵阳学院毕业设计指导条例的要求完成开题报告、毕业设计说明书各一份，与毕 业设计内容相关的英文文献翻译稿一篇。注：1此表由指导教师填写，经系、教研室主任审批生效 2此表 1 式 3 份，学生、系、教务处各 1 份。三、课题研究已具备的条件（包括实验室

4、、主要仪器设备、参考资料）具备的条件：学生已完成相关专业课程的学习，具备了从事该毕业设计的理论基础；有网络资源和 图书馆相关书籍资料供查询，有专业实验室和计算机机房供学生使用，具备比较好的相应条件。参考资料：1 何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计北京航空航天大学出版社.20062 何立民.单片机应用系统（系统配置与接口技术）.北京航空航天大学出版社.20063 王之芳传感器应用技术西北工业大学出版社.19954 南建辉、熊鸣、王军茹.MCS-51单片机原理及应用实例清华大学出版社.20045 张毅刚、彭喜源、曲春波等.MCS-51单片机应用设计.哈尔滨工业大学出版社.1997四、设计（

5、论文）进度表1、2016年11月20日-2016年12月28日，搜集、阅读和整理资料和文献综述。2、2016年12月28日-2017年1月28日，交出开题报告，熟悉仿真软件，进行方案论证 初步确定总体方案。3、2017年1月26日-3月28日，熟悉系统的组成及工作原理，完成主电路、控制电路设计。 撰写论文，交出毕业论文的初稿。4、2017年4月1日-4月28日，进行软件设计与仿真，修改论文，交稿，送审。5、2017年4月29日-5月20日，修改论文，完成论文的撰写。6、2017年5月20日-6月1日，准备论文答辩。五、教研室审批意见教研室主任（签名）年 月 日六、系审批意见主管系领导（签名）：

6、单位（公章）年 月 日学生（签名）：指导教师（签名）：毕业设计（论文）开题报告书课题名称程控电源的设计 学生姓名 学号 1341203056系、年级专业电气工程系、13级测控技术与仪器 指导教师刘霖职称副教授2017 年 1 月 5 日、选题的依据1、课题设计的目的让学生综合运用本科阶段所学的单片机原理与应用、模拟电子技术、电气 测量技术、智能仪器等课程的知识设计制作一个程控电源系统。锻炼学生的数据 采集系统设计能力、实际动手能力和解决技术问题的能力，达到本科毕业设计的基本 要求。随着科技的发展，电子产品的体积越做越小，从而使得人们能够方便地携带和使用。 这类产品都有一个共同的特点，那就是使用

7、电池供电，因而对电能的消耗比较敏感。 目前使用较多的电池大致可分成三种：干电池、镍氢电池和锂离子电池。这三种电池 受其化学性质的影响在满电和空电的情况下其输出电压是不同的，例如锂离子电池在 充满电时输出电压为4.2V，而在电能耗尽的情况下输出电压就会下降到3.6V。 通常使用高压电源模块时，用户需要通过调整电位器来获取所需的电压值，不仅操作 不便,且输出精度和稳定性都不高。本文给出了一种利用单片机设计的程序控制电源。 该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，同时还实现了 对电源输出的可编程控制。在各种电子电路实验中，电源是一种必不可少的仪器，目前实验所用的电源大多 是只有

8、固定电压输出（例如常用的有：5V、12V或15V）,其缺点是输出电压不 可人为的改变，输出精度和稳定性都不高。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，而且还可程控实现对电源的可编程监控。随着时代的发展，数字电子技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域， 本文将介绍一种数控稳压电源，本电源由模拟电源、显示电路、控制电路、数模转换 电路、放大电路四部分组成模拟电源提供各个芯片电源、数码管、放大器所需电压； 显示电路用于显示电源

9、输出电压的大小。与传统的稳压电源相比具有操作方便，电源 稳定性高以及其输出电压大小采用数码显示的特点。通过按键，调节电压的上升下降 幅度。2、课题研究的意义电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。电力 电子技术是电能的最佳应用技术之一。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。随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革 命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。随着 数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统 的精确度。电源在使用时会造成很多不良后果，世界各国纷纷对电源产品

10、提出了不同 要求并制定了一系列的产品精度标准。只有满足产品标准，才能够进入市场。近年来，随着电力电子技术的不断发展，数控电源在以往使用线性电源的场合中 也获得日益广泛的应用。在一些工业场合（例如，在设备仪表检测中）需要提供电压 源和电流源，而且要求调节范围广，纹波低。如果采用多台功能单一电源设备，体积 和重量都会增加很多，不经济，也不能满足工作的要求。因此研究开发多功能、宽范 围、可调节的数控电源很有意义。在现实生活中，人们经常要用到电子器件，而电子电路要正常工作，电源的作用 是不可忽视的，电源性能的好坏，对电路、电子仪器和电子设备的使用寿命、使用性能 等影响很大,尤其在带有感性负载的电路和设

11、备（如电机）中,对电源的性能要求更 高。电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。 电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。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。随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技 术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。 随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个 系统的精确度。电源在使用时会造成很多不良后果，世界各国纷纷对电源产品提出了 不同要求并制定了一系列的产品精度标准。只有满足产品标准，才能够进入市场。随 着经济全球化的发展，满足国际标准

12、的产品才能获得进出的通行证。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。从组成上，数

13、控电源可分成器件、主电路与控制等三部分。目前在电力电 子器件方面，几乎都为旋纽开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦。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，数字化能够减少生 产过程中的不确定因素和人为参与的环节数，有效地解决电源模块中诸如可靠性、智 能化和产品一致性等工程问题，极大地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 宀兀美。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

14、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）系统的一致性好，成本低，生产制造方便。由于控制软件不像模拟器件那样 存在差异，所以，其一致性很好。由于采用软件控制，控制板的体积将大大减小，生 产成本下降。6）易组成高可靠性的多模块逆变电源并联运行系统。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都采用全数字化控制，易于在模 块之间更好地进

15、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联运行系统。3、课题设计的要求1）采用单片机作为控制核心。在PC的IDE开发环境中用C语言进行编程，通 过开发板将程序下载到单片机中，进行联调。联调结果基本符合输出电压、电流值（0 100 V,0 1A），2）供电电源设计，由交流220V-变压、整流、滤波一DC-DC-直流电压12V （给恒压控制回路和限流控制回路供电外）一DC-DC-5V直流（给单片机模块供电）。3）控制电路设计，通过键盘设定开关电源输出的电压值及最大输出电流值，单 片机系统对电源输出电压和电流进行数据采样，并与用户给定数据进行比较，然后根 据设置的调整算法控制开关调整电路，使电源输出电压符合给定值，开关控制电路在 调整电源输出电压的同时还要检测电路的输出电流。二、设计相关技术的国内外现状1、本课题研究的背景在当今这个电子时代，我们时刻享受着电子设备给我们带来的便利。而电源是任何电 子设备都需要的重要部件。传统电源功能单一，一般只能提供定值电压或者电流，这 样不便于系统的升级和修改，不能满足电子设备对电源的更高要求。程控电源是新型 电源的一种，以单片机为核心控制器件，因其所用器