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1、 本 科 毕 业 设 计（论文） 题目 单片机控制的直流斩波器 院 系 专业名称 电子信息工程 年级班级 学生姓名 指导教师 年 月 日摘要传统开关电源是模数结合的硬件为主的控制方式，其控制精度、响应速度等都由电路拓扑结构和器件本身的参数决定，很难进一步提升其性能。随着微处理器处理技术的日趋成熟，开关电源的软硬件结合的控制技术得到了广泛的关注，它呈现出纯硬件控制方式无法比拟的优点。 本论文以单片机为控制核心对开关电源进行了可编程控制的设计。首先介绍了开关电源数控技术的研究现状及趋势；对整个系统的硬件电路进行了各模块的设计及对应器件的选型；在此基础上，对软件部分实现过程进行了详细阐述。【关键词】
2、单片机，开关电源 AbstractConventional switching power supply is combined with hardware-based module control mode, the control accuracy, response speed by the circuit topology and device parameters of the decision itself, it is difficult to further improve its performance. With the microprocessor processing
3、technology matures, switching power supply control software and hardware combination technology has been widespread concern, it presents a pure hardware control mode can not match advantage.In this thesis, the core of the microcontroller for the control of switching power supply for the programmable
4、 control of the attempt. First introduced the technique of switching power supply CNC status and trends; on the whole system has briefly introduces the hardware design and partial implementation of the software process described in detail.显示对应的拉丁字符的拼音字典可翻译 50 多种语言 Pardon ? dti Wie gehts? Vr s snill
5、! Je ne sais pas ! miracoloso Hjelp! Wie heien Sie? . hoje est ensolarado Cmo ests? mijn vriend Buongiorno Principessa! s t nazdar! Ich bin vierzig Jahre alt Wie bitte? hello haydi gidelim La voiture rouge Es ist sehr interessant! Je parle un petit peu franais. escargots朗读显示对应的拉丁字符的拼音朗读显示对应的拉丁字符的拼音K
6、ey words： microcontroller, switching power supply目录目录3第一章 前言61.选题目的和意义62.国内外综述6第二章 系统硬件设计82.1 系统原理82.2 硬件的选取92.3 半桥输出的PWM波产生电路102.4 A/D采样及调理电路102.41电压采样电路112.42 电流采样调理电路112.5 矩阵键盘电路122.6 液晶LCD显示电路142.61 液晶1602显示器介绍142.62 本系统中1602的应用15第三章 系统软件设计163.1 软件设计总体思路173.2 系统主程序模块173.21 始初化模块183.22 PWM波发生模块19
7、3.23 A/D转换模块233.24 PID算法处理模块273.25 LCD液晶显示模块293.26 按键处理模块293.3 中断服务程序模块313.31 中断程序原理及框图313.32 数字滤波算法32第四章 结 论34致 谢36参考文献37附录39目录？前 言1.选题目的和意义直流斩波电路（DC Chopper）的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。也称为直接直流-直流变换器（DC/DC Converter）。直流斩波电路包括六种基本斩波电路升降压斩波电路应用最为广泛。路包括六种基本斩波电路升降压斩波电路应用最为广泛。直流斩波器能起调压的作用,所以可以做开关电源用。开关电源作
8、为电力电子领域的一个重要分支，随着电力电子技术的高速发展而被广泛应用于以电子计算机为主的各种终端设备和通信设备中，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。采用传统控制方式的开关电源，其控制精度、响应速度等都由电路拓扑和器件本身的参数决定，如果想进一步提高开关电源的性能，就只能选用参数更优的器件，或者对原有电路进行大范围的改动，这对电源产品的研发、生产都会带来很多麻烦，也制约了开关电源性能的提升。同时，由于模拟信号在传递过程中可能会出现信号失真、畸变以及受到外界电磁干扰，造成开关电源工作状态不稳定。所以，采用传统控制方式的开关电源在性能上的提升相当有限。随着数字处理技术的日趋成熟，开关
9、电源的可编程数控技术得到了快速的发展和广泛的关注。与硬件控制方式相比，数字控制技术具有其无法比拟的优势。 2. 国内外综述开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化，因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体（Mn?Zn)材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度（Bs)下获得高的磁性能，而电容器的小型化也是一项关键技术。SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄。开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术
10、进行创新，实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术，并大幅提高了开关电源的工作效率。对于高可靠性指标，美国的开关电源生产商通过降低运行电流，降低结温等措施以减少器件的应力，使得产品的可靠性大大提高。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。目前市场上出售的开关电源中采用双极性晶体管制成的kHz、用制成的kHz电源，虽已实用化，但其频率有待进一步提高。要提高开关频率，就要减少开关损耗，而要减少开关损耗，就需要有高速开关元器件。然而，开关速度提高后，会受电路中分
11、布电感和电容或二极管中存储电荷的影响而产生浪涌或噪声。这样，不仅会影响周围电子设备，还会大大降低电源本身的可靠性。其中，为防止随开关启-闭所发生的电压浪涌，可采用R-C或L-C缓冲器，而对由二极管存储电荷所致的电流浪涌可采用非晶态等磁芯制成的磁缓冲器。不过，对1MHz以上的高频，要采用谐振电路，以使开关上的电压或通过开关的电流呈正弦波，这样既可减少开关损耗，同时也可控制浪涌的发生。这种开关方式称为谐振式开关。目前对这种开关电源的研究很活跃，因为采用这种方式不需要大幅度提高开关速度就可以在理论上把开关损耗降到零，而且噪声也小，可望成为开关电源高频化的一种主要方式。当前，世界上许多国家都在致力于数
12、兆Hz的变换器的实用化研究。3. 本论文的任务及工作 第二章 系统硬件设计 本章将对硬件部分的设计进行详细介绍，其中包括以单片机为核心最小系统的搭建以及外围电路的设计和优化，并对一些在设计中遇到的问题进行分析和解决。2.1 系统原理本次制作的是36V、3A的开关电源，要求能够对输出的电压进行恒定的控制，使整个系统具有很好的稳定性。可以通过键盘的输入值对开关电源在20V-36V的输出控制，而对其进行恒压的控制是根据设置的电压值与采集到的电压值的偏差进行比较，由单片机来完成PID算法处理得到电压的偏差信号，再根据偏差信号的大小改变单片机ECCP模块所产生两路推挽的PWM波的占空比，从而改变半控桥电
13、路中两个MOS管通断时间的大小，从而起到稳压的作用。同时外加LED显示模块，对实时的电压电流起到了检测和显示的作用。系统的硬件框图如图2-1所示。图2-1 系统硬件框图实际的硬件系统中，通过抗干扰电路来减少外界干扰如果没有该部分输入电路就会有干扰对输出有很大的影响，整流滤波电路使输入和输出的波形更接近理想化，这样可以减少误差。如果没有该部分加大了误差有可能使结果和理想状态下有很大的出入。单片机模块输出两路推挽的PWM波，通过高速光耦隔离并且进行电平的转换，再通过以IR2113为核心的驱动电路将PWM波供给开关电源的半桥控制的逆变电路。从开关电源输出端电压经分压后采集回单片机模块进行A/D转换，
14、通过LCD液晶显示采样回来的电压值。通过软件的控制使电压稳定在某一值，具体的电压值由按键模块确定。2.2 硬件的选取 本设计采用的是Microchip公司的高性能8位单片机PIC18F4520,并且使用C语言进行程序的编写，同时在MPLAB IDE 集成开发环境中程序的编译和调试对整个系统进行描述和设计。本设计所使用的PIC18F4520单片机是采用10位A/D及纳瓦技术的40脚的增强型闪存单片机，如图2-2所示。 21-2 PIC18F4520 DPIP封装的引脚图 此单片机具有高性能的RISC(Reduced Instruction Set Computer)结构CPU,有较宽的工作电压范围：2.0-5.5V,同
