基于单片机数控直流恒压电源的设计
摘 要
恒压电源的应用非常的广泛，绝大多数的电子电路都需要电压稳定的电能供给，以至于很多人认为电源就是指稳压电源。恒压源在LED的应用上，主要针对的是驱动器单元，就是输出电压恒定，输出电流在一定范围。而质量优良的直流稳压电源，才能满足各种电子线路的要求，所以,直流稳压电源的设计颇为重要，特别是数控直流恒压电源。本文主要介绍数控直流恒压电源的设计，对其中涉及的D/A转换、单片机等也有详细介绍。将单片机数字控制技术, 有机地融入直流恒压电源的设计中, 能设计出高性价比的数字化直流恒压电源。但是其实电子世界里根本没有“恒定”这个东西，所有电源都有负载调整率这个指标，就算是恒压源，随着负载的加大，其输出电压一定会下降的。
关键词直流恒压电源，单片机，数模转换，功率运放
第一章 绪 论
1.1课题的背景
现代社会几乎所有的电子设备都需要稳定的直流电源，广泛地应用于电子电路、教学实践和科学研究等领域中由此可见稳压电源的重要性。直流稳压电源的电路形式有很多种,有串联型、开关型、集成电路、稳压管直流稳压电源等等。目前使用的直流稳压电源大部分是线性电源，利用分立元件组成，由于体积大、操作使用不方便、可靠性差、效率低、自我保护功能不够，因而故障率高。在电子设备中，直流稳压电源的故障率是最高的，而且直流稳压电源中，通过整流、滤波电路所获得的直流电源的电压往往是不稳定的，输出电压在电网电压波动或负载电流变化时也会随之有所改变。电子设备电源电压的不稳定,将会引起很多问题，比如：测量仪器的准确度降低，交流放大器的噪声增大，直流放大器的零点漂移等等，所以设计出质量优良的直流稳压电源，才能满足各种电子线路的要求。随着电子技术的飞速发展 ，各种电子、电气设备对稳压电源的性能要求日益提高，稳压电源不断朝着小型化、模块化、智能化、高效率、高可靠性、低成本、低电磁干扰方向发展。目前产生直流稳压电源的方法大致分为两种:一种是模拟方法，另一种是数字方法。前者的电路均采用模拟电路控制，而后者则是通过数字电路进行自动控制。直流稳压电源朝着数字化方向发展。因此对于数控恒压源的研究是必要的。因为对电源可靠性、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，如模拟电压跌落、间断或起伏等情况，即可编程电源也可以看作一种功率型的低频信号发生器。目前,以单片机系统为基础而设计制造出来的新一代智能稳压电源不但电路简单、结构紧凑、性能卓越、价格低廉，而且由于单片机具有计算和控制能力，利用它对采样数据进行各种计算，从而可排除和减少干扰信号和模拟电路引起的误差，大大提高稳压电源输出电压和控制电流精度，降低了对模拟电路的要求。 智能稳压电源可利用单片机设置周密的保护监测系统，确保电源运行可靠。输出电压和限定电流采用数字显示，输入采用键盘方式，电源的外表美观，操作使用方便，具有很高的使用价值。
目 录
摘 要 ...1
第一章 绪 论 1
1.1课题的背景 1
1.2课题的现状与发展前景 3
第二章 直流稳压电源的基本原理 5
2.1 整流电路 5
2.1.1 单相桥式整流电路 6
2.2 滤波电路 7
2.2.1电容滤波电路 7
2.2.2 电感滤波电路 11
2.3 稳压电路 11
2.4部分器件数据计算 12
2.5整体辅助电源供电电路 12
第三章 数控部分的实现 16
3.1单片机部分 16
3.2 D/A转换模块 18
3.2.1 DAC0832引脚功能说明 18
3.2.2 DAC0832连接方式 19
3.2.3 D/A输出 20
3.3 程序设计 21
第四章 功率运放及整体电路 22
4.1功率运放部分 22
4.2整体电路 23
第五章 电源测试结果及分析 25
5.1电压测试与分析 25
5.1.1测量结果（采用数字万用表进行测试） 25
5.1.2结果分析 25
5.2 性能测试 26
5.2.1基本指标 26
5.2.2纹波指标 26
总 结 28
参 考 文 献 28
致 谢 30
附 录 31
参 考 文 献
本文首先对课题的意义，现状以及发展进行了一些论述；之后又对直流稳压电源原理进行较为详细的陈述，设计了给整个电路提供电源的辅助电路；然后提出了对整体数控部分的思路，即软件流程图，同时对51单片机，以及DAC0832进行了分析，综合各部分特点，确立了电路的连接方法及管脚分配，从而根据这些进行编程工作；提高数控功率的问题最后由功率运放部分完成，设计是一部分，不过之后利用电位器调整也是很重要的一部分，经过较长时间的调试，最终确立了一个比较合理的电路整体。在此之后就是将整体电路多次的测量也改进，作品在不断改进中完成了。虽然作品最后完成了，但是还有许多需要改进的地方，比如：在接入重载时，如何能继续保持稳定而准确的电压输出；还有就是可以加入A/D部分来实现更完整的闭环控制，以及更精确的操控.越是精确、稳定的电源越是完美，也许真正完美的电源是很难做到的，但是可以将它不断改进，在不断吸取经验中的得到提高。
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[6] 用单片机制作的直流稳压可调电源 电子世界 2005年第11期
[7] 单片机应用开发技术-基于Proteus单片机仿真和C语言编程21世纪高等学校规划教材 瓮嘉民 冯建勤 陶春鸣 中国电力出版社
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http://www.bysj360.com/html/4857.html http://www.bylw520.net/html/5168.html
