基于單片機(jī)數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計論文答辯PPT

1、基于單片機(jī)的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計 指導(dǎo)教師：班級：學(xué)生：學(xué)號：Company Logo數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計綜述總體方案系統(tǒng)單元模塊設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計流程圖致謝Company Logo數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計綜述 1.數(shù)控直流穩(wěn)壓電源對現(xiàn)代科技的作用 2.數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的特點(diǎn) 3.數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的應(yīng)用數(shù)控直流穩(wěn)壓電源是一種我們經(jīng)?？梢钥匆姷碾娮觾x器，它的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，在電子電路還有教學(xué)的實(shí)驗以及科學(xué)的一些研究等領(lǐng)域。線性電源是目前最實(shí)用而且應(yīng)用最廣泛的的直流穩(wěn)壓電源。利用分離器件組成，其體積大，功率低，可靠性差，操作的時候使用起來非常的不方便，而且在自我保護(hù)的方面功能也不是很強(qiáng)大，所以它出現(xiàn)故

2、障的情況非常的多?？墒请S著現(xiàn)代科技技術(shù)的突飛猛進(jìn)，各種各樣的電子，電器設(shè)備對穩(wěn)壓電源的各方面的要求越來越嚴(yán)格，穩(wěn)壓電源就不斷的向著好的地方變化，體積變小了，效率提高了，成本變得越來越低，可靠性越來越高，抗電磁干擾能力越來越強(qiáng)，向著模塊化與智能化的方向發(fā)展。 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源產(chǎn)生背景：Company Logo數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的特點(diǎn)易于采用先進(jìn)的控制方法和智能控制策略，使電源模塊的智能化程度更高，性能更完美。 控制靈活，系統(tǒng)升級方便，甚至可以在線修改控制算法，而不必改動硬件線路?？刂葡到y(tǒng)的可靠性提高，易于標(biāo)準(zhǔn)化，可以針對不同的系統(tǒng)(或不同型號的產(chǎn)品)，采用統(tǒng)一的控制板，而只是對控制軟件做一些調(diào)整即

3、可。 Company Logo數(shù)控直流穩(wěn)壓電源特點(diǎn)：系統(tǒng)維護(hù)方便，一旦出現(xiàn)故障，可以很方便地通過RS232接口或RS485接口或USB接口進(jìn)行調(diào)試，故障查詢，歷史記錄查詢，故障診斷，軟件修復(fù)，甚至控制參數(shù)的在線修改、調(diào)試;也可以通過MODEM遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)的一致性好，成本低，生產(chǎn)制造方便。由于控制軟件不像模擬器件那樣存在差異，所以，其一致性很好。由于采用軟件控制，控制板的體積將大大減小，生產(chǎn)成本下降。 易組成高可靠性的多模塊逆變電源并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)。為了得到高性能的并聯(lián)運(yùn)行逆變電源系統(tǒng)，每個并聯(lián)運(yùn)行的逆變電源單元模塊都采用全數(shù)字化控制，易于在模塊之間更好地進(jìn)行均流控制和通訊或者在模塊中實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的均流

4、控制算法(不需要通訊)，從而實(shí)現(xiàn)高可靠性、高冗余度的逆變電源并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)。 Company Logo數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的應(yīng)用： 電源技術(shù)尤其是數(shù)控電源技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的工程技術(shù)，服務(wù)于各行各業(yè)。電力電子技術(shù)是電能的最佳應(yīng)用技術(shù)之一。當(dāng)今電源技術(shù)融合了電氣、電子、系統(tǒng)集成、控制理論、材料等諸多學(xué)科領(lǐng)域。隨著計算機(jī)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的現(xiàn)代信息技術(shù)革命，給電力電子技術(shù)提供了廣闊的發(fā)展前景，同時也給電源提出了更高的要求。隨著數(shù)控電源在電子裝置中的普遍使用，普通電源在工作時產(chǎn)生的誤差，會影響整個系統(tǒng)的精確度。電源在使用時會造成很多不良后果，世界各國紛紛對電源產(chǎn)品提出了不同要求并制定了一系列的產(chǎn)品精度標(biāo)

5、準(zhǔn)。只有滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，才能夠進(jìn)入市場。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，滿足國際標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品才能獲得進(jìn)出的通行證。數(shù)控電源是從80年代才真正的發(fā)展起來的，期間系統(tǒng)的電力電子理論開始建立。這些理論為其后來的發(fā)展提供了一個良好的基礎(chǔ)。在以后的一段時間里，數(shù)控電源技術(shù)有了長足的發(fā)展。 Company Logo總體方案設(shè)計- 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源原理圖 Company Logo整體介紹本設(shè)計控制單元選用AT89S52單片機(jī)，輸出電壓值的改變是通過改變AD7543的輸入量來達(dá)到的，這樣就讓功率管的基極上面的電壓發(fā)生了改變，間接也變化了輸出電流的多少。本設(shè)計采用壓控恒流源控制輸出電流的大小，通過改變恒流源外圍電壓和通過電壓

6、的大小來調(diào)整。電壓控制電路通過數(shù)控方式和通過單片機(jī)所送出的數(shù)字的數(shù)量，通過D/A轉(zhuǎn)換器再變化成為模擬信號，然后在三極管里進(jìn)行大功率的放大。 本設(shè)計在起初利用恒流源電路，運(yùn)放的輸出端通過三極管與反向輸出端相連，構(gòu)成負(fù)反饋電路，由于運(yùn)放的同相輸入端與反相輸入端在理論上是虛短的，且運(yùn)放的輸入電阻無窮大，因此反相端和同相端的電位相等，即,又由于三極管的發(fā)射極與集電極電流僅相差微小的基極電流，可視為兩者相等即。因此可以通過改變同相輸入端的電壓來調(diào)整輸出電流的大小。 Company Logo系統(tǒng)單元模塊設(shè)計1.恒流源模塊 壓控恒流源控制輸出電流的大小是通過改變恒流源外圍電壓和通過電壓的大小來調(diào)整。電壓控制

7、電路通過數(shù)控方式和通過單片機(jī)所送出的數(shù)字的數(shù)量，通過D/A轉(zhuǎn)換器再變化成為模擬信號，然后在三極管里進(jìn)行大功率的放大。輸出電流時時受到單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)的監(jiān)控，它的反饋調(diào)整是通過數(shù)字方式，由程序控制調(diào)節(jié)功率管的輸出電流恒定。電阻大小的改變幾乎不會影響到電流輸出，閉路環(huán)節(jié)能夠讓系統(tǒng)一直讓電流恒定不變。它實(shí)現(xiàn)輸出電流的恒定，能讓功能的實(shí)現(xiàn)更容易，有利于操作。 Company Logo2.鍵盤及顯示電路模塊 如果要實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話，至少要有1個數(shù)字按鍵和兩個步進(jìn)按鍵，因為考慮到還有其他功能需要實(shí)現(xiàn)，選用16按鍵的鍵盤來完成整個系統(tǒng)控制。顯示部分采用8位LED數(shù)碼管，不但性價比比較高，而且易于實(shí)現(xiàn)。考慮到單片機(jī)的

8、I/O端口有限，為了充分優(yōu)化系統(tǒng)，采用外部擴(kuò)展一片8155來實(shí)現(xiàn)鍵盤接口與顯示功能。 Company Logo3.數(shù)據(jù)輸出模塊 為了進(jìn)一步減小步長，D/A電路輸出電壓范圍控制在00.9V。由于采用10位的D/A芯片，故D/A輸出調(diào)整電壓精度為0.9V / 1024 = 0.87MV。輸出電流的最小步長為0.87 MV / 0.5 = 1.74 MA ，D/A轉(zhuǎn)換器采用MAX5251，MAX5251為4通道，10位D/A轉(zhuǎn)換器。D/A轉(zhuǎn)換器通過3根串行線與DSP的同步外圍串行接口連接。其中DOUT為串行數(shù)據(jù)輸出口為串行數(shù)據(jù)輸入口，發(fā)送和接受16位數(shù)據(jù)。通過對命令控制位的不同賦值，可實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換

9、器的不同操作，D/A輸出原理圖如圖所示。 Company Logo4.鍵盤顯示器 總線一般由兩根信號線組成，一根為串行數(shù)據(jù)線SDA，另一根則為串行時鐘線SCL。一般SDA和SCL引腳都是漏極開路輸出的結(jié)構(gòu)類型。因此我們在實(shí)際使用中SDA和SCL信號線都必須要加上上拉電阻，上拉電阻的阻值一般取值為3-10K，采用的是開漏結(jié)構(gòu)，所以不同器件的SDA和SDA之間、SCL與SCL之間可以直接相連，不需要額外的轉(zhuǎn)換電路來進(jìn)行轉(zhuǎn)換，IC總線信號連接示意圖如圖所示。Company Logo5.通信電路 總線以字節(jié)為單位進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)。傳輸?shù)絊DA線上的每個字節(jié)必須為8位。每次傳輸?shù)淖止?jié)量是不受任何限制得。先傳

10、輸數(shù)據(jù)的最高位，依次傳輸?shù)氖堑臀?。另外每個字節(jié)之后還必須有一個響應(yīng)位，即應(yīng)答位。接收器接收數(shù)據(jù)的情況可以通過應(yīng)答位來告知發(fā)送器。應(yīng)答位的脈沖仍由主機(jī)產(chǎn)生，而應(yīng)答位的數(shù)據(jù)狀態(tài)則遵循“誰接收誰產(chǎn)生”的原則，即認(rèn)為總是由接收器產(chǎn)生應(yīng)答位。主機(jī)向從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時，應(yīng)答位由從機(jī)產(chǎn)生；主機(jī)從從機(jī)接收數(shù)據(jù)時，應(yīng)答位由主機(jī)產(chǎn)生。如果接收器在接收完最后一個字節(jié)數(shù)據(jù)時，或者不能再接收更多數(shù)據(jù)位時，應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生非應(yīng)答來通知發(fā)送器。發(fā)送器接收到非應(yīng)答信號則終止發(fā)送。主機(jī)向從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的基本格式分別如圖所示。Company Logo6.系統(tǒng)軟件設(shè)計流程圖Company Logo7.致謝 大學(xué)本科的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，在此，我要感謝所有曾經(jīng)教導(dǎo)過我的老師和關(guān)心過我的