數(shù)控直流穩(wěn)壓電源課程設(shè)計

緒論電源技術(shù)尤其是數(shù)控電源技術(shù)是一門實踐性很強(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)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。但其產(chǎn)品存在數(shù)控程度達(dá)不到要求、分辨率不高、功率密度比較低、可靠性較差的缺點(diǎn)。因此數(shù)控電源主要的發(fā)展方向，是針對上述缺點(diǎn)不斷加以改善。單片機(jī)技術(shù)及電壓轉(zhuǎn)換模塊的出現(xiàn)為精確數(shù)控電源的發(fā)展提供了有利的條件。新的變換技術(shù)和控制理論的不斷發(fā)展，各種類型專用集成電路、數(shù)字信號處理器件的研制應(yīng)用，到90年代，己出現(xiàn)了數(shù)控精度達(dá)到0.05V的數(shù)控電源，功率密度達(dá)到每立方英寸50W的數(shù)控電源。從組成上，數(shù)控電源可分成器件、主電路與控制等三部分。目前在電力電子器件方面，幾乎都為旋紐開關(guān)調(diào)節(jié)電壓，調(diào)節(jié)精度不高，而且經(jīng)常跳變，使用麻煩數(shù)字化智能電源模塊是針對傳統(tǒng)智能電源模塊的不足提出的，數(shù)字化能夠減少生產(chǎn)過程中的不確定因素和人為參與的環(huán)節(jié)數(shù)，有效地解決電源模塊中諸如可靠性、智能化和產(chǎn)品一致性等工程問題，極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的可維護(hù)性。電源采用數(shù)字控制，具有以下明顯優(yōu)點(diǎn):1)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。2)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。3)控制系統(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)整即可。4)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。5)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。6)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現(xiàn)復(fù)雜的均流控制算法(不需要通訊)，從而實現(xiàn)高可靠性、高冗余度的逆變電源并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)。第一章系統(tǒng)設(shè)計1.1設(shè)計任務(wù)與要求設(shè)計任務(wù)設(shè)計一臺微機(jī)控制的數(shù)控直流電壓源，為電子設(shè)備供電。在設(shè)計過程中，選擇1～2個單元電路使用仿真軟件（例如Multisim2001等）進(jìn)行仿真調(diào)試。用計算機(jī)繪制所有的電路圖和印刷電路圖悠1.禍1.券2酒設(shè)計盜要求貼輸出孔電壓矮范圍幼0-詠30安v，重步進(jìn)漲值為甚0.刮1V宣電壓摧調(diào)整暈率S守v專<0玻.0導(dǎo)5%晶V劃；源電流忙調(diào)整弊率S貸i驅(qū)<陰0.諷03冰%A宰；海紋波籍電壓滅〈峰胞峰值利<曉=5經(jīng)mA腹；嶺具有良過流俱保護(hù)諸和短挽路保姨護(hù)功盤能；婆用數(shù)階字顯籍示輸磚出電樹壓仔1.蓄2方粗案的而選擇潮與論證證旬1.鄰2.嚷1輪嗚總體沖設(shè)計宮方案猜根據(jù)季題目封要求吉設(shè)計溝的框矮圖，毀如圖徐1.覆1所搶示：想方案豪一：略此方盤案采脹用傳攏統(tǒng)的米調(diào)整陪管方傾案，糊主要借特點(diǎn)哥在于鑒使用鉤一套不十進(jìn)勢制計古數(shù)器積完成軟系統(tǒng)剖的控扛制功眼能，脆一方恒面完失成電壯壓的亮譯碼裝顯示顫，另來一方蜘面其鍛輸出旬作為苗EP辜RO勒M膀的地猛址輸煉入，藝而由夠EP耐RO民M的炒輸出舒經(jīng)D洞/A定變換店后去墓控制尾誤差蜻放大圓的基脾準(zhǔn)電爹壓，跟以控旁制輸健出步疾進(jìn)。榮其框蔑圖如賣圖1摔.2邪所示模能嘆奮法攪悶挑連跟互妙掉圖捷2.漠1原胡理框祖圖裕梯羨販殖婦剖拖倦如踢圖1雞.2桃樹調(diào)整牢管控宰制的圓穩(wěn)壓宴電源稱方案車二孔：采暑用5加1系靠列單殺片機(jī)踐作為膏整機(jī)題的控活制單駁元，擊通過編改變令輸入丹數(shù)字車量來秋改變透輸出卷電壓隙值，姐從而談使輸活出功腸率管桐的基雜極電錦壓發(fā)斯生變單化，拜間接邁地改恐變輸踏出電億壓的違大小克。為茶了能耕夠使全系統(tǒng)舞具備魄檢測聲實際按輸出旅電壓餓值的廳大小慚，可愧以經(jīng)利過A咽DC葵08蠅09假進(jìn)行裕模數(shù)躬轉(zhuǎn)換來，間懷接用足單片預(yù)機(jī)實亞時對乎電壓腳進(jìn)行乓采樣單，然亦后進(jìn)凳行數(shù)白據(jù)處眠理及膏顯示努。采狡用軟飯件方恢法來圾解決勒數(shù)據(jù)勻的預(yù)碧置以臘及電亮流的作步進(jìn)即控制鏡，使泉系統(tǒng)繞硬件腿更加拔簡潔親，各月類功鈴能易塵于實渾現(xiàn)本躺系統(tǒng)愉以直懸流電氏源為傾核心飲，利明用5輕1系剛列單沃片機(jī)月為主筒控制隨器，仆通過陶鍵盤盯來設(shè)吳置直腥流電杠源的命輸出饞電流扶，設(shè)將置步湖進(jìn)等尖級可奇達(dá)0終.1頸V，瓶并可甩由數(shù)往碼管烘顯示婆實際示輸出除電壓增值和落電壓制設(shè)定獲值。忘利用宏單片燭機(jī)程脫控輸聯(lián)出數(shù)壓字信式號，疏經(jīng)過翻D/涉A轉(zhuǎn)躺換器筍（D妹A0秀83愈2）晌輸出獎模擬廈量，賤再經(jīng)宗過運(yùn)防算放壘大器燒隔離矛放大嗓，控玉制輸產(chǎn)出功腐率管啊的基日極，攔隨著約功率墓管基揀極電鑰電流免的變妹化而領(lǐng)輸出陸不同擔(dān)的電壘壓?？蛦纹頇C(jī)系泡統(tǒng)還繩兼顧蹄對恒赴壓源闊進(jìn)行域?qū)崟r誰監(jiān)控根，輸卵出電鞠壓經(jīng)卻過電漠流/揪電壓統(tǒng)轉(zhuǎn)變占后，故通過目A/帶D轉(zhuǎn)絹換芯魚片，擦實時予把模彩擬量夏轉(zhuǎn)化霧為數(shù)叫據(jù)量起，經(jīng)鄰單片半機(jī)分勸析處省理，涼通外過數(shù)其據(jù)形擾式的尋反饋茄環(huán)節(jié)尖，使腦電壓造更加蹲穩(wěn)定習(xí)，構(gòu)脹成穩(wěn)疑定的薦壓控湯電壓損源。古孩閣甲晶葛永羅挺壺圖1影.3咽歸單片宏機(jī)控椅制的早穩(wěn)壓簽電源賊1.希2.騰2優(yōu)方案發(fā)的比交較與錄論證省1.壞2.梨2贊.1臨數(shù)控洽部分固盒頓方案匯一采妹用中賠、小古規(guī)模何器件直實現(xiàn)易系統(tǒng)妄的數(shù)抽控部岔分，毀使用鏡的芯氧片很覽多，碰造成您控制返電路式內(nèi)部激接口成信號衰繁瑣毀，中顛間相購互關(guān)盯聯(lián)多律，抗鉛干擾敢能力莊差。跟在方攀案二南中采暮用單置片機(jī)例完成僅整個油數(shù)控閱部分做的功達(dá)能，冰同時屈，8播03臭1作猶為一軌個智載能化橡的可觀編程曾器件每，便箱于系篩統(tǒng)功效能的映擴(kuò)展趴。擊1.礦2.掙2浴.1彼輸出遵部分栗瞞方案須一采三用線第性調(diào)舍壓電扯源，姓以改覺變其戚基準(zhǔn)耀電壓中的方檢式使剩輸出滔不僅里增加求/減劈少，毅這樣計不能差不考邪慮整戲流濾舞波后晃的紋弦波對便輸出竿的影防響，擾而方兼案二菠中使旅用運(yùn)燃算放彎大器槳作前具級的鴿運(yùn)算孔放大偵器，淚由于示運(yùn)算嫌放大湖器具翁有很梨大的真電源證電壓挑抑制咽比，格可以匆大大葉減小哭輸出君端的漢紋波逗電壓幕。在悉方案聯(lián)一中謊。為倍抑制適紋波揮而在洪線性艙調(diào)壓惜電源畝輸出漢端并奮聯(lián)的悉大電街容降功低了乏系統(tǒng)悔的響番應(yīng)速縣度，暫這樣棚輸出攔的電她壓難吧以跟矛蹤快蘿變的寬輸入齊，方擔(dān)案二飾中的何輸出倡電壓辨波形旦與D語/A共變換建輸出巧波形毀相同豈，不躬盡可怕以輸仁出直森流電扁平，給而且雜只要圍預(yù)先飲生成盲波形爆的量怠化數(shù)盒據(jù)，栽就可滴以產(chǎn)岔生多粱種波壯形輸探出，征使系黨統(tǒng)陳丟給有氣一定雁驅(qū)動允能力燭的信障號源塑。冶1.版2.甚2腫.3墨顯示規(guī)部分吵胸方案喘一中倒的顯汽示輸容出是判對電農(nóng)壓的毒量化足值直錫接進(jìn)雙行譯吃碼顯鉆示輸架出，姨顯示授值為及D/泊A轉(zhuǎn)禾換的茂輸入間量，巷由于件D/開A轉(zhuǎn)腥換與淡功率色驅(qū)動襪電路不引入藝的誤代差，歸顯示貞值與話電源錘實際源輸出鑼值之炒間可探能出深現(xiàn)較菜大偏森差。因方案脆二中蠶采用饞三位告半的范數(shù)字扮電壓受表直忘接對急輸出薦電壓捷采樣課并顯狡示輸輛出實俗際電勒壓值非，一屯旦系稠統(tǒng)工墳作異店常，狹出現(xiàn)脆預(yù)制嘴值與楚輸出像值偏援差過功大，證用戶裳可以恒根據(jù)亡該信槽息予箱以處獻(xiàn)理。音方案荷二中匆還采弄用了屋鍵盤男/顯該示器鴨接口啄控制圣器8棄27插9。劇不僅聰簡化梯接口鉛引線弟，而瞇且減痕小了司軟件看對鍵禾盤/沾顯示齒器的恨查詢超時間膠，提堂高了召CP乓U的喊利用鞋率。戰(zhàn)扁綜上端所述膽，選傳擇方除案二國，使每用單屆片機(jī)侍實現(xiàn)覺。攔1.奇2.陽3狗系統(tǒng)療的原悔理框鳴圖和侮電路救圖撥窯鞠第暫岡御昂炒唉只騰哄圖配1.葛4遠(yuǎn)總子體原警理框程圖既第二治章亭系擾統(tǒng)的包硬件刻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