数控稳压稳流直流电源的设计

数控稳压稳流直流电源的设计
作者：夏菠刘小娟沈怡茹
来源：《科技创新导报》 2012年第15期
夏菠刘小娟沈怡茹
(西南科技大学信息工程学院四川绵阳 621010)
摘要:本文主要论述了一种基于Atmega16单片机为核心控制器的数控稳压稳流电源的设计原理和实现方法。

该电源可通过键盘设置电源的输出电压电流,设置步进电压等级为0.1V,输出电压范围0～25V连续可调;步进电流等级为0.1A,输出电流范围0～2.5A连续可调,电压稳定度小于1%,纹波电压小于l0mv。

并设有温度传感器,报警器,所有参数由液晶屏实时显示。

关键词:直流电源单片机数模转换
中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)05(c)-00024-01
1 总体要求与仪器工作原理
本文主要论述交流稳压源通过以TL084作为比较控制器的一种数控稳压电源,电源由单片机主控电路、变压整流稳压模块、串联型稳压电路、输出采样反馈电路,数模/模数转换模块、显示模块、温度传感器报警电路等组成。

由单片机通过模数转换对输出电压、电流实时采样检测,通过数模转换控制TL084同向端输入,改变放大电路输出,控制功率调整管的输出,形成闭环控制输出电压电流的作用。

为了电源运行可靠,电源设置一个散热控制系统,设有调整管子超功耗报警,低压差设计。

2 单元硬件电路设计方案
2.1 整流滤波电路
直流稳压电源首先需要解决的是将工频交流电转换为直流电压,这部分影响着电源输出的纹波以及精度,所以前端一般采用变压、整流、电路组成。

220V交流输入电压经过变压、整流后变为单方向脉动的直流电,而整流后的电压还有很大的交流成分,为了获得更低的输出纹波,经过电容滤波后,电压波形变成比较平滑的直流电压。

2.2 串联型稳压电路
本系统采用串联稳压电路,结构框图如图1所示。

它利用一个反馈原理组成一个自动调整系统,根据负载或电网电压的变化,用调整管直接调节输出电压电流的变化。

当把输出电压设置到大于负载电压时,Q5饱和导通,这时电源作为一个恒流电源使用。

输出电流计算:
3 系统软件设计方案
数控电源的核心离不开软件与硬件的密切配合,其中包括AD/DA转换,键盘输入,LCD液晶屏显示驱动,温度传感器等。

系统上电后,Atmega16对系统及接口电路初始化,读取eeprom中保存的电压电流值,然后循环查询键盘入口是否有键按下,若有则转向各功能子程序,相应的任务完成后,再返回主控程序。

软件系统流程如图2。

4 测试数据分析与结论
在实验室环境下,对该电源进行功能测试和误差分析,在输出电压范围0～25V,输出电流范围0～2.5A。

测试负载为标称5Ω金属电阻,功率50W。

测试电压电流稳定度小于1%,精度高,负载能入好,输出稳定。

但是控制系统在软件上还可进一步改进,以扩展其功能,而并不需要增加硬件开销,从而提高了电源的性能价格比。

参考文献
[1] 谭浩强.C语言程序设计(第三版).北京:清华大学出版社,2005.
[2] 谭博学,苗汇静.集成电路原理及应用.北京:电子工业出版社,2008.。