《030V可调直流稳压电源设计行业二类》由会员分享，可在线阅读，更多相关《030V可调直流稳压电源设计行业二类（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学号 毕业设计 （2016届本科）题 目： 0-30V可调直流稳压电源设计 学 院： 专 业： 作者姓名： 指导教师： 职称： 完成日期： 年 月 日二 一六 年 五 月文书#借鉴目 录摘 要5Abstract6第1章 绪 论7 1.1 论文研究背景与意义7 1.2 国内外研究7 1.3发展趋势8 1.4 主要内容8第2章 硬件设计9 2.1 主电路设计9 2.2 整流、滤波、稳压电路设计9 2.3主电路元器件的选择14 本章小结14第3章 控制电路设计15 3.1 LM317芯片及应用电路15 3.2 控制电路元器件的选择16 3.3 单片机AT89C51简介16 3.4芯片方案选择19 3
2、.5 控制电路图21 3.6 四位共阳极数码管21 3.7 S8050三极管作用22 3.8 采样电路23 3.9 辅助电源电路24 本章小结26第4章 软件系统设计及仿真27 4.1 程序流程图27 4.2程序28 4.3仿真结果35 本章小结36总 结37致 谢38参考文献39附 录40文书#借鉴摘 要本文设计了一种基于AT89C51单片机为核心控制器的数控直流稳压电源，该电源主要由辅助电源、显示电路、控制电路、数模转换电路、稳压电路和模数转换电路六部分组成。该系统以AT89C51单片机为控制单元，以数模转换芯片DAC0832输出参考电压，以模数转换芯片TLC1534对釆样值进行转换为数字
3、信号。辅助电源提供各个芯片、数码管和放大器所需工作电压，显示电路用于显示电源输出电压的大小，输出电压值可通过按键对其进行步进控制（0.1V)，并且在按键长时间按下的时候能连续增加或减小。关键词：数控直流稳压电源；AT89C51；D/A转换AbstractIn this paper, the design of a based on AT89C51 microcontroller as the core controller of NC DC regulated power supply, the power supply mainly by auxiliary power supply, di
4、splay circuit, control circuit, digital to analog conversion circuit, a voltage stabilizing circuit and analog digital conversion circuit of six parts composition. The system takes the AT89C51 single chip as the control unit, and the digital analog converter chip DAC0832 output reference voltage, an
5、d the sampling value is converted to digital signal by the analog digital conversion chip TLC1534. Auxiliary power supply to provide each chip, digital tube and amplifier working voltage, display circuit is used to display the size of the output voltage and the output voltage value can be through th
6、e buttons on the step control (+ 0.1V), and in the button for a long time pressed can increase or decrease. Keywords: NC DC regulated power supply; AT89C51; D/A conversion 文书#借鉴第1章 绪 论1.1 论文研究背景与意义 随着电子技术的发展，电子设备在人们的生活和生产中的地位也越来越重要，许多的电子设备对所需的电源也提出了更高的要求。而这其中相当多的电子设备不能直接使用公用电网提供的交流电源, 而是需要稳定的直流电源，因此
7、对直流电源的性能、体积、重量等的要求也不断提高，再加上当今世界能源贫乏，于是对稳压电源的功率损耗也提出了更严格的要求；同时，电子设备种类的不断增加，使得其对直流电源输出电压值、电流值的需求也越来越多。从上世纪九十年代末起，随着对系统更高效率和更低功耗的需求，电信与数据通讯设备的技术更新推动电源行业中直流/直流电源转换器向更高灵活性和智能化方向发展。在80年代的第一代分布式供电系统开始转向到20世纪末更为先进的第四代分布式供电结构以及中间母线结构，直流/直流电源行业正面临着新的挑战，即如何在现有系统加入嵌入式电源智能系统和数字控制。早在90年代中，半导体生产商们就开发出了数控电源管理技术，而在当
8、时，这种方案的性价比与当时广泛使用的模拟控制方案相比处与劣势，因而无法被广泛采用。由于板载电源管理的更广泛应用和行业能源节约和运行最优化的关注，电源行业和半导体生产商们便开始共同开发这种名为“数控电源”的新产品。 现今随着直流电源技术的飞跃发展, 整流系统由以前的分立元件和集成电路控制发展为微机控制, 从而使直流电源智能化, 具有遥测、遥信、遥控的三遥功能, 基本实现了直流电源的无人值守。1.2 国内外研究随着电子技术的高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，电子设备与人们的工作、生活的关系益密切。任何电子设备都离不开可靠的电源，它们对电源的要求也越来越高。电源是电子
9、设备的心脏部分,其质量的好坏直接影响着电子设备的可靠性，而且电子设备的故障60%来自电源，因此，电源越来越受到人们的重视。电子设备的小型化和低成本化使电源以轻、薄、小和高效率为发展方向。20世纪50年代，美国宇航局以小型化、重量轻为目标，为搭载火箭开发了开关电源1。在近半个世纪的发展过程中，开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐步取代传统技术制造的连续工作电源，并广泛应用于电子整机与设备中。20世纪80年代，计算机全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代。20世纪90年代，开关电源在电子、电器设备、家用领域得到了广泛的应用，开关电源技术进入快速发展期。到21世
10、纪小型电子设备的发展更加迅速和更加普及，但是现在很多的小型电子设备都是依靠电池来供电的，所以开发一种新型的开关电源应用于小型电子设备中就显得非常重要了。1.3发展趋势 直流电源今后的发展目标之一就是不仅要在性能上做到效率高、噪声低、高次谐波低、既节能又不干扰环境，还要在功能上力求实现数控化、多功能化与智能化。1.4 主要内容本论文主要内容主要包括：（1）设计变压电路：选用合适的电源变压器将220V电压降到设备所需电压。（2）设计整流滤波电路：降压后的交流电压，通过整流电路整流变成单向脉动直流电压。直流脉动电压经过滤波电路变成平滑的、脉动小的直流电压，即滤除交流成分，保留直流成分。滤波电路一般由
11、电阻电容组成，其作用是把脉动直流电压中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压。（3）设计稳压电路：稳压电路的作用是在外界因素（电网电压、负载、环境温度）发生变化时，能够输出不受影响而维持稳定的直流电压。（4）设计控制电路：本设计主要采用89C51系列单片机作为整机的控制单元，经过D/A转换器（DAC0832）输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电压。第2章 硬件设计 本章主要介绍电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路及主电路的元器件选型，并绘制出各部分电路的电路图。2.1 主电路设计直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波
12、电路、稳压电路、控制电路组成。如下图2.1所示：图2.1 直流稳压电源组成框图故本设计直流稳压电源要完成以下工作：（1）设计变压电路：选用合适的电源变压器将电网电压降到所需要的交流电压值。（2）设计整流滤波电路：降压后的交流电压，通过整流电路整流变成单向脉动直流电压。直流脉动电压经过滤波电路变成平滑的、脉动小的直流电压，即滤除交流成分，保留直流成分。滤波电路一般由电阻电容组成，其作用是把脉动直流电压中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压。（3）设计稳压电路：稳压电路的作用是在外界因素（电网电压、负载、环境温度）发生变化时，能够输出不受影响而维持稳定的直流电压。（4）设计显示电路：显示电
13、路的作用是显示输出侧输出的直流电压的数值，主要通过单片机采样，经过计算输送到数码管显示输出值。（5）设计控制电路：控制电路的作用是通过单片机控制稳压部分输出更精确稳定的直流电压。2.2 整流、滤波、稳压电路设计在电子电路及设备中，一般都需要稳定的直流电源供电。本设计的电源为小功率直流稳压电源，输入为50Hz，220V交流电压，输出为直流030V电压，电流最大值1.25A2。变压器副边电压通过整流电路由交流电压转换为直流电压，即将正弦波电压转换为单一方向的脉动电压。半波整流电路和全波整流电路的输出波形均含有较大的交流分量，会影响负载电路的正常工作。为了减少电压的脉动，需要通过低通滤波电路滤波，使
14、输出电压平滑。理想情况下，应该将交流分量全部去除，使滤波电路的输出电压仅有直流电压。然而，由于滤波电路为无源电路，所以接入负载后势必会影响其滤波效果。对于稳定性要求不高的电路，整流、滤波后的直流电压可以作为供电电源。交流电压通过整流、滤波后虽然变为交流分量较小的直流电压，但是当电网电压波动或负载变化时，其平均值也将随之变化。稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网电压的波动和负载大小的变化，从而可以获得足够高的稳定性。（1）单相桥式整流电路单相桥式整流电路的变压器中只有交流电流流过，而单相半波和全波整流电路中均有直流分量流过，所以单相桥式整流电路的变压效率比较高，在同样的功率容量条件下体积可以小一些。单相桥式整流电路的总体性能优于单相半波和全波整流电路，故本设计采用单相桥式整流电路。a.工作原理单相桥式整流电路是将交流转换为直流的最基本的电路，其电路图和波形图如图2.2所示。图2.2单相桥式整流电路在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管是作为开关使用的，具有单向导电性。根据图2.2的电路图可知：当正半周时，二极管D1、D3导通，在负载电阻上得到正弦波的正半周。当负半周时，二极管D2、D4导通，在负载电阻上得到正弦波的负半周。在负载电阻上，正负半周经过
