数控直流稳压电源的设计与制作
数控直流稳压电源设计
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数控直流稳压电源设计一、设计背景先别急着翻篇,这个话题其实很有趣,虽然名字一听就让人有点头晕目眩的感觉。
不过别担心,今天我们就轻松聊聊什么是数控直流稳压电源设计,怎么搞它,能做什么用,咱们都一一捋清楚。
你知道,电源在我们的日常生活中简直无处不在,手机充电、电脑运行、各种小电器、电子产品啥的,通通都离不开电源的“支持”。
你能想象没有电源的世界吗?那简直就是无头苍蝇乱飞,啥都做不成!什么叫“数控直流稳压电源”呢?字面上看,可能挺复杂,其实就是说一种能够提供稳定直流电压的电源设备。
这个“数控”可不是普通的控制,而是通过数字控制来调节电压输出。
你明白了吗?就好比你家里的调温器,不是调热水温度嘛,数控稳压电源就是通过数字方式精准调节输出电压,让它既稳定又可靠。
能提供高精度的电流和电压控制,给各种电子设备提供充足又稳定的电力。
二、设计要求我们先扯扯它的设计要求。
说到设计要求,那就是搞定几个硬性的“条件”。
你得确保电源输出是稳定的。
如果你给电子设备提供的电压忽高忽低,搞不好就会把设备弄坏,甚至烧掉。
这可不是开玩笑,谁敢拿自己的设备试验那种不靠谱的电源啊?咱们还要确保电源的效率。
效率低?那电源是不是要热得像个小太阳,吃电就像打水漂,浪费多了谁受得了?所以,设计时得想办法提高效率,让它尽量节省能源。
然后,稳定性也是设计中必须考虑的重点。
你可别小看了稳定性,假如电源频繁地出现波动,设备的运行肯定会受到影响,甚至引发系统故障。
哦对了,电源的负载能力也是要考虑的。
别看它体积小小的,想想如果你有大功率的设备,电源得有足够的能力来应对啊。
所以,如何在保证输出稳定的也能承载各种不同的负载,才是设计时的一个挑战。
三、设计流程我们都知道了要求,接下来就是“怎么做”的问题了。
咱们得了解电路结构。
一个合格的电源,必须有合适的变压、整流、滤波、稳压模块。
这些部分就像是电源的“骨架”,缺一不可。
变压部分是用来调节电压的,整流部分是把交流电转换成直流电,滤波模块则是为了去掉电压中的波动,确保输出电流干净清晰。
数控直流稳压电源的设计和制作
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数控直流稳压电源的设计和制作数控直流稳压电源,是一种集数字化控制、直流电源稳定输出功能于一体的电子制品,它广泛应用于各类实验、测试、仪器、通讯系统及各种机电设备中。
今天我们就来谈谈数控直流稳压电源的设计和制作的具体过程。
一、设计1.稳压芯片选型在设计数控直流稳压电源中,首先要选用一款适合的稳压芯片。
常见的稳压芯片有LM317、LM350、LM338等,选择其中的一种根据自己的需求进行选择。
例如,LM317适合安装功率较低的电路,LM350适合于安装功率较大的电路,而LM338的输出电流可达5A以上,是一种非常适合于实验室及大功率稳压电源设计的芯片。
2.规划电源输出模块在设计中需要考虑输出模块的功能设置与实际需要相符,因此需要详细了解电源输出模块的所有类型,包括DC稳压输出、DC包络线输出、交流输出、多路并联输出等的优劣之处,然后选用适合自己需要的类型进行设计。
3.阻容电路的设计在电源输出中需要设计阻容电路,其目的是为了保护电源不受怠工放置,以及电源的过载保护等,详见下面内容。
二、制作1.准备器材在制作数控直流稳压电源之前,需要准备相应的器材和材料,例如PCB板、元器件、焊接工具等。
2.电源输出模块的焊接在制作中需要用到数控直流稳压电源输出模块,首先在PCB板上进行焊接,接下来安装电容、二极管等元器件,进行一定量的基础防护。
3.安装稳压芯片安装稳压芯片需要考虑其散热问题,此时应该做好散热片附加硅脂,以保证芯片处于稳定状态。
4.接线在焊接和装配完成后,接线工作是必要的。
在接线时,必须要认真看清接线图,把电路板上的元器件和接线线路进行一一对应,以便拼接时不会出现误差。
5.开机测试制作数控直流稳压电源时,一定要经过开机测试。
在开机时,应该观察电源的工作状态是否正常,电压是否稳定,是否存在短路等问题。
这样可以在实际应用时更加安全和稳定。
以上就是数控直流稳压电源的设计和制作的具体过程,每一步都要做好方案设计和操作步骤的准备工作,以确保电源的稳定运行。
简易数控直流稳压电源设计
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简易数控直流稳压电源设计数控直流稳压电源是一种能够提供稳定输出电压的电源装置,常用于电子设备的测试、实验和制造过程中。
下面是一个简易的数控直流稳压电源设计。
1.设计需求和规格在开始设计之前,我们需要明确电源的输出电压和电流需求。
假设设计目标为输出电压范围为0-30V,最大输出电流为5A。
2.选择电源变压器根据设计需求,我们需要选择一个合适的电源变压器。
变压器的选择应该满足以下条件:-输入电压范围为市电的电压范围;-输出电压是设计需求的两倍,即60V;-输出功率需大于最大输出功率,即300W。
3.整流电路设计使用桥式整流电路将交流输入电压转换为直流电压。
桥式整流电路由4个二极管组成,将交流输入电压的负半周和正半周均转换为正向电流。
4.滤波电路设计滤波电路用于减小输出电压中的纹波,并提供稳定的直流输出电压。
常见的滤波电路是使用电容滤波器。
根据设计需求,选择适当的电容来达到所需的输出纹波和稳定性。
5.稳压电路设计稳压电路用于控制输出电压在设定范围内稳定。
可以使用集成稳压器芯片,例如LM317,它可以根据外部电阻器和电容器的值来控制输出电压。
6.控制电路设计为了实现数控功能,可以使用微控制器或模拟电路来控制输出电压和电流。
通过合理设置电容、电阻和电位器等元器件,可以设计出合适的控制电路。
7.保护电路设计为了确保电源和负载的安全,应设计适当的保护电路。
常见的保护电路包括过流保护、过压保护和过温保护。
可以使用电流检测器、过压保护器和温度传感器等元器件来实现这些保护功能。
8.PCB设计和制造根据上述电路设计,进行PCB布局和布线。
设计合适的PCB尺寸和布局,以容纳所有元器件,并确保电路的稳定性和可靠性。
完成设计后,可以选择将PCB文件发送给制造商进行制造。
9.组装和测试将制造好的PCB组装在电源箱中,接好输入电源线和输出连接线。
在保证安全的情况下,通电测试电源的稳定性、输出的准确性和保护电路的可靠性。
10.调试和优化根据实际测试结果,不断调试和优化电源的性能。
数控直流稳压电源设计(a)
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数控直流稳压电源设计(a)数控直流稳压电源设计的目的是为了实现对电压的精确控制,使其稳定在所设定的值,保证被供电设备能够正常工作。
在本文中,将介绍数控直流稳压电源的设计及其原理。
一、设计原理数控直流稳压电源在设计中需要考虑多种原理,包括电子原理、电磁原理和控制原理等。
其主要工作原理是将交流电源变换成直流电源,通过控制电压稳定器的输出电压来实现对电压的精确控制。
二、电路图设计数控直流稳压电源的电路图分为两部分,分别是控制电路和电源电路。
其中,控制电路包括电压稳定器、电压比较器、AD转换器和单片机等部分,而电源电路则包括变压器、整流电路和滤波电路等部分。
在电源电路中,变压器的选取要根据负载电流和输出电压的大小来确定,整流电路一般采用桥式整流电路。
而在滤波电路中,选用大容值的电容器来实现对电源波动的滤波,达到稳压的效果。
在控制电路中,主要包括电压稳定器、电压比较器、AD转换器和单片机等部分。
电压稳定器的作用是将输入电压转换成稳定的输出电压,而电压比较器则用来比较设计值和实际输出值之间的差异。
AD转换器则用于将电压信号转换成数字信号,以便单片机进行处理。
在单片机中,通过对输入数据的计算和比较,控制输出电压稳定在设定值附近,从而实现对电压的精确控制。
四、稳压原理当输入电压发生变化时,电压稳定器会发挥作用,自动调节输出电压,使其保持稳定。
在电压变化较小的情况下,调节速度较快,反应时间较短。
需要注意的是,稳压电源在进行设计时,需要考虑到负载电流的大小和输出电压的稳定性。
同时,还需要考虑到设备的工作环境和安全问题,确保电源设计符合安全要求。
五、总结。
基于单片机的数控直流稳压电源设计方案
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基于单片机的数控直流稳压电源设计方案一、设计方案简介基于单片机的数控直流稳压电源设计方案主要是通过单片机控制开关电源的开关管,控制输出电压的稳定性和精度。
本设计方案采用闭环控制的方式,通过反馈电路将输出电压反馈给单片机,单片机根据反馈信号控制开关电源的开关管进行开关操作,以实现电源输出电压的稳定。
二、设计方案详细介绍1.系统总体设计:本设计方案将开关电源分为输入电源模块、控制模块和输出电源模块。
输入电源模块主要是对输入电压进行滤波和稳压,以保证输入电源的稳定性;控制模块主要是使用单片机进行控制,接收反馈电路的反馈信号,根据设定值进行比较,并控制开关电源的开关管进行开关操作;输出电源模块主要是将开关电源的输出电压经过滤波和稳压处理,以保证输出电压的稳定性和精度。
2.输入电源模块设计:输入电源模块主要是对输入电压进行滤波和稳压处理,保证输入电源的稳定性和安全性。
常用的电源滤波电路有LC滤波电路、RC滤波电路等。
同时,可以使用稳压芯片来实现输入电压的稳压。
3.控制模块设计:控制模块使用单片机进行控制,主要是通过反馈电路将输出电压反馈给单片机,并经过AD转换后与设定值进行比较。
根据比较结果,单片机控制开关电源的开关管进行开关操作,调整输出电压的稳定性。
在控制过程中,可以设置合适的控制算法,如PID控制算法,以提高控制的精度和稳定性。
4.输出电源模块设计:输出电源模块主要是对开关电源的输出电压进行滤波和稳压处理,以保证输出电压的稳定性和精度。
常用的电源滤波电路有LC滤波电路、RC滤波电路等。
可以使用稳压芯片或者反馈调节电路来实现输出电压的稳压。
5.电源保护设计:为了保护电源和设备的安全性,可以设计过压保护、欠压保护、过流保护、短路保护等保护电路。
过压保护可以使用过压保护芯片,欠压保护可以使用欠压保护芯片,过流保护可以通过电流传感器实现,短路保护可以通过保险丝或者短路保护芯片实现。
三、设计方案的优势和应用1.优势:本设计方案采用闭环控制的方式,通过反馈电路将输出电压反馈给单片机,使得输出电压的稳定性和精度得到保证。
简易数控直流稳压电源设计
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简易数控直流稳压电源设计一、设计任务和要求设计并制作有一定输出电压调节范围和功能的数控直流稳压电源。
基本要求如下:1.输出直流电压调节范围5~15V,纹波小于10mV2.输出电流为止500m A.3.稳压系数小于。
4.直流电源内阻小于Ω。
5.输出直流电压能步进调节,步进值为1V。
6.由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增的减。
二、设计方案根据设计任务要求,数控直流稳压电源的工作原理框图如图1所示。
主要包括三大部分:数字控制部分、D/A变换器及可调稳压电源。
数字控制部分用+、-按键控制一可逆二进制计数器,二进制计数器的输出输入到D/A变换器,经D/A变换器转换成相应的电压,此电压经过放大到合适的电压值后,去控制稳压电源的输出,使稳压电源的输出电压以1V的步进值增或减。
图1简易数控直流稳压电源框图三、电路设计1.整流、滤波电路设计首先确定整流电路结构为桥式电路;滤波选用电容滤波。
电路如图2所示。
图2 整流滤波电路电路的输出电压U I 应满足下式:U ≥U omax +(U I -U O )min+△U I式中,U omax 为稳压电源输出最大值;(U I -U O )min 为集成稳压器输入输出最小电压差;U RIP 为滤波器输出电压的纹波电压值(一般取U O 、(U I -U O )min 之和的确良10%);△U I 为电网波动引起的输入电压的变化(一般取U O 、(U I -U O )min 、U RIP 之和的10%)。
对于集成三端稳压器,当(U I -U O )min=2~10V 时,具有较好的稳压特性。
故滤波器输出电压值:U I ≥15+3++≥22(V),取UI=22V.根据UI 可确定变压器次级电压 U 2。
U 2=U I / ~≈(20V)在桥式整流电路中,变压器,变压器次级电流与滤波器输出 电流的关系为:I2=~2)I I ≈~2)I O =×=(A).取变压器的效率η=,则变压器的容量为P=U 2I 2/η=20×=(W)选择容量为20W 的变压器。
基于单片机的数控直流稳压电源设计
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基于单片机的数控直流稳压电源设计一、概述随着科技的飞速发展,电子设备在我们的日常生活和工业生产中扮演着越来越重要的角色。
这些设备的稳定运行离不开一个关键的组件——电源。
在各种电源类型中,直流稳压电源因其输出电压稳定、负载调整率好、效率高等优点,被广泛应用于各种电子设备和精密仪器中。
传统的直流稳压电源通常采用模拟电路设计,但这种方法存在着电路复杂、稳定性差、调整困难等问题。
为了解决这些问题,本文提出了一种基于单片机的数控直流稳压电源设计方案。
本设计采用单片机作为控制核心,通过编程实现对电源输出电压的精确控制和调整。
相比于传统的模拟电路设计,基于单片机的数控直流稳压电源具有以下优点:单片机具有强大的计算和处理能力,能够实现复杂的控制算法,从而提高电源的稳定性和精度单片机可以通过软件编程实现各种功能,具有很强的灵活性和可扩展性单片机的使用可以大大简化电路设计,降低成本,提高系统的可靠性。
本文将详细介绍基于单片机的数控直流稳压电源的设计原理、硬件电路和软件程序。
我们将介绍电源的设计原理和基本组成,包括单片机控制模块、电源模块、显示模块等我们将详细介绍硬件电路的设计和实现,包括电源电路、单片机接口电路、显示电路等我们将介绍软件程序的设计和实现,包括主程序、控制算法、显示程序等。
1. 数控直流稳压电源的应用背景与意义随着科技的快速发展,电力电子技术广泛应用于各个行业和领域,直流稳压电源作为其中的关键组成部分,其性能的稳定性和可靠性直接影响着整个系统的运行效果。
传统的直流稳压电源多采用模拟电路实现,其调节精度、稳定性以及智能化程度相对较低,难以满足现代电子设备对电源的高性能要求。
开发一种高性能、智能化的数控直流稳压电源具有重要意义。
数控直流稳压电源通过引入单片机控制技术,实现了对电源输出电压和电流的精确控制。
它可以根据实际需求,通过编程灵活调整输出电压和电流的大小,提高了电源的适应性和灵活性。
同时,数控直流稳压电源还具备过流、过压、过热等多重保护功能,有效提高了电源的安全性和可靠性。
简易数控直流稳压电源研发设计
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1 引言随着对系统更高效率和更低功耗的需求,电信与通信设备的技术更新推动电源行业中直流/直流电源转换器向更高灵活性和智能化方向发展。
整流系统由以前的分立元件和集成电路控制发展为微机控制,从而使直流电源智能化,具有遥测、遥信、遥控的三遥功能,基本实现了直流电源的无人值守设计的直流稳压电源主要由单片机系统、键盘、数码管显示器、指示灯及报警电路、检测电路、D/A 转换电路、直流稳压电路等几部分,直流稳压电源是最常用的仪器设备。
2 简易数控直流稳压电源设计2.1 设计任务和要求设计并制作有一定输出电压调节范围和功能的数控直流稳压电源。
基本要求如下:1.输出直流电压调节范围3~15V,纹波小于10mV2.输出电流为止500m A.3.稳压系数小于0.2。
4.直流电源内阻小于0.5Ω。
5.输出直流电压能步进调节,步进值为1V。
6.由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增的减。
2.2 设计方案根据设计任务要求,数控直流稳压电源的工作原理框图如图1所示。
主要包括三大部分:数字控制部分、D/A变换器及可调稳压电源。
数字控制部分用+、-按键控制一可逆二进制计数器,二进制计数器的输出输入到D/A变换器,经D/A变换器转换成相应的电压,此电压经过放大到合适的电压值后,去控制稳压电源的输出,使稳压电源的输出电压以1V的步进值增或减。
图1简易数控直流稳压电源框图2.3 电路设计2.3.1 整流、滤波电路设计首先确定整流电路结构为桥式电路;滤波选用电容滤波。
电路如图2所示。
图2 整流滤波电路电路的输出电压U I 应满足下式:U ≥U omax +(U I -U O )min+△U I式中,U omax 为稳压电源输出最大值;(U I -U O )min 为集成稳压器输入输出最小电压差;U RIP 为滤波器输出电压的纹波电压值(一般取U O 、(U I -U O )min 之和的确良10%);△U I 为电网波动引起的输入电压的变化(一般取U O 、(U I -U O )min 、U RIP 之和的10%)。
「数控直流稳压电源的设计与实现」
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「数控直流稳压电源的设计与实现」数控直流稳压电源是一种应用广泛的电子设备,用于为各种电子设备提供稳定的直流电源。
本文将讨论数控直流稳压电源的设计与实现过程。
首先,设计一个数控直流稳压电源需要了解其基本原理。
该电源根据输入电源的不稳定性,通过电路设计和控制算法,将电源输出稳定在设定的电压值上。
主要包括输入稳压电路、反馈控制电路、功率放大电路等。
接下来,我们需要选择合适的元件来实现电源电路。
在选取稳压管、二极管等传统元件的同时,可以考虑使用集成稳压芯片和开关电源元件,以提高电源的效率和稳定性。
此外,还需要选取合适的功率放大器和控制器,以保证电源的输出电流和电压稳定性。
在电路设计完成后,需要进行仿真测试。
通过使用SPICE软件等工具,对电源电路进行仿真,以验证电路的工作原理和稳定性。
这包括输入电压范围、输出电流范围等参数的测试。
在完成电路设计和仿真测试后,需要进行电路的实际制作和调试。
这包括设计电路板、焊接元件、连接线路等步骤。
在制作完成后,需要对电路进行调试,检查是否存在电流短路、线路接错等问题,并进行修复。
最后,进行电源的性能测试。
通过连接相关的负载设备,测试电源的输出电压和电流是否稳定,并满足设计要求。
同时,通过使用示波器、数字万用表等测试仪器,验证电源的电压波形、纹波情况等参数。
总结起来,数控直流稳压电源的设计与实现包括了选取合适的元件、电路设计和仿真测试、制作和调试电路以及性能测试等步骤。
通过合理的设计和精确的调试,可以实现一个高品质的数控直流稳压电源。
简易数控直流稳压电源设计
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简易数控直流稳压电源设计设计一台简易数控直流稳压电源可以分为以下几个步骤:1.确定电源的输出要求:确定电源的输出电压范围和电流范围。
根据实际需求,选择合适的电压和电流范围。
2.设计电源的整流电路:确定电源的输入电流和输入电压范围。
常用的整流电路包括桥式整流电路和中心点整流电路。
桥式整流电路更常见,效率较高。
3.设计电源的滤波电路:在电源的整流电路后加入滤波电容进行滤波,去除输出直流电压上的波动。
选取合适的滤波电容,使输出直流电压稳定。
4.设计电源的稳压调节电路:选择合适的稳压器件,根据需求设计稳压调节电路。
常见的稳压器件有三端稳压器和开关稳压器。
三端稳压器稳定性好,但效率较低;开关稳压器效率高,但稳定性较差。
5.设计电源的控制电路:根据需要设计数控电源的控制电路。
可以采用微处理器或者专用控制器来实现电源的数控功能,例如实现电源的开关机、电压和电流的调节、过压和过流保护等功能。
6.优化设计:根据实际需求对电源进行优化设计。
例如,可以增加短路保护、温度保护等功能。
7.制作测试:根据设计完成电源的制作和组装,进行测试。
测试包括输入输出电压电流的测试,以及控制电路的测试。
8.优化调整:根据测试结果对电源进行优化调整。
可以通过修改电路参数、更换稳压器件等方法进行优化调整。
9.最终调整:完成测试和优化调整后,进行最终调整,确保电源的稳定性和可靠性。
10.产品发布:在完成最终调整后,将电源进行产品化,进行包装和外观设计等工作,最终将产品发布市场。
需要注意的是,在设计数控直流稳压电源时,需要考虑以下几个方面:-输出电压范围和电流范围要与实际需求相匹配。
-整流电路和滤波电路的设计要使输出直流电压稳定,并且波纹尽可能小。
-稳压调节电路的选择要根据需求和性能进行考虑。
-控制电路的设计要实现所需的数控功能。
-电源的安全性和可靠性是设计时需要考虑的重要因素。
-电源的尺寸和散热量要注意合理安排,确保电源可以正常工作并且不过热。
数控直流稳压电源的设计与制作
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数控直流稳压电源的设计与制作摘要:本系统以STC89C52为核心,主电路利用达林顿管进行稳压输出,采用电压、电流闭环反馈控制电路,调整达林顿管的导通率,达到稳压输出的目的。
通过键盘来设置直流电源的输出电流,并可由液晶显示器显示输出的电压、电流值。
本系统由单片机程控设定数字信号,经过D/A转换器输出模拟量,再经过运算放大器隔离放大,控制输出功率管的基极,随着功率管基极电压的变化而输出不同的电流(压)。
系统通过单片机以及其外围器件实现输出电压、电流的显示,人机交互,输出电流、电压的实时测量,输出过流保护等功能。
实际测量表明,采用达林顿管和LM324运放进行稳压输出基本能够完成题目要求的所有指标。
关键词:STC89C52 A/D转换器 D/A转换器运算放大器恒压源1、设计目的本设计以STC89C52单片机为核心,设计并制作直流电源。
其中,控制回路我们采用了电压、电流双重闭环反馈控制电路,达到电压、电流稳定输出同时,进行过流保护,使该系统更加的完善。
本系统输入交流电压范围:200-240V;输出电压可调范围:0-- +12V、输出电流可调范围:0—1A;过电流保护动作电流:1.1A。
2、功能要求(1)、通过“+”、“-”键步进调整输出电压的上升、电压的下降。
(2)、输出电压和电流值通过4为LED数码管显示,显示精度分别为0.1V 和0.01A。
(3)、通过“F1”键视线电压/电流显示切换,开机默认显示电压,按“F1”键转换为显示电流,再按显示电压。
(4)、过流保护与报警功能。
一、系统组成及工作原理本系统由硬件和软件两大部分组成。
硬件部分主要完成数字显示、输出信号的采集、数控电源的调节,A/D和D/A转换等电路组成,数控电源的系统图1-1所示。
软件主要完成信号的扫描和处理、芯片的驱动和输出控制、调节等功能。
我们通过调节“+、- ”两个按键从而达到控制输出电压的升降。
该系统采用了电压电流反馈控制双闭环控制电路,一方面可实现反馈稳定电压、电流的同时,进行过流保护;另一方面将输出电压、电流通过四位七段的数码管显示。
数控直流稳压电源的设计与制作
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数控直流稳压电源的设计与制作一、设计任务1.题目设计出一个有一定电压调节范围和功能的数控电源2.性能参数要求(1)输出电压:范围5~15V,纹波小于10mV。
(2)输出电流:500mA。
(3)输出电压用数码管LED显示。
(4)输出电压能步进调节,步进值为0.1V。
(5)用+、—两键分别控制步进的加和减。
(6)纹压系数小于0.2。
(7)直流电源内阻小于0.5欧姆。
二、方案设计与论证1.组成部分(1)变压、整流、滤波模块:市电供电经变压、整流、滤波后得到变化极其微小的直流电,输出作为辅助电源,为其它各个模块提供电源,使其正常运行。
(2)电压调整模块:满足输出电压稳定的要求。
(3)数字控制模块:实现步进功能。
(4)数字显示模块:用数码管LED显示输出电压。
2.方案设计总体框图⒊各个模块分析及选择(1)变压、整流、滤波模块①市电220V ,50Hz 供电电压经变压器、桥式整流、C 滤波后,输出变化极微小的直流电。
②电路构成(2) 电压调整模块①由于输出电压为5~15V ,可采用固定式集成稳压块CW7805进行扩展,其内阻及纹压系数都满足要求。
即CW7805与集成运放组合,通过外接电阻来实现电压调整。
②电路构成(3) 数字控制模块①选用廉价的通用数字芯片设计制作电路,用+/-按键、与非门CT74LS10、与门CT74LS00、非门CT74LS04、两片级联的十进制BCD 码同步加/减计数器74LS193(完成00~99的计数功能),74LS193的预置数输入端D0~D3与BCD 码拨码盘的开关相连,构成电压预置功能。
预置输入由74LS193的|PE 端控制。
与非门CT74LS10、与门CT74LS00、非门u iU 4CT74LS04完成脉冲的整形。
②电路构成(4)数字显示模块①电压调整模块的输出经A/D转换器,变换成数字信号,再经数码管LED显示。
②电路构成。
基于单片机的数控直流稳压电源设计与制作

基于单片机的数控直流稳压电源设计与制作数控直流稳压电源是一种能够稳定输出直流电压的电源装置。
它通常由一块单片机控制,并通过反馈回路来实现对输出电压的稳定调节。
本文将介绍基于单片机的数控直流稳压电源的设计和制作过程。
首先,我们需要选择合适的硬件设备。
单片机选择常见的51系列单片机,如STC89C52,因为该系列单片机性能稳定且价格相对较低。
稳压电路中的关键元件包括电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和输出电路。
电源变压器用于将市电的交流电转换为所需的直流电级。
整流电路将交流电转换为直流电,滤波电路用于滤除电路中的杂波和纹波。
稳压电路根据单片机反馈信息来调节输出电压,并通过输出电路提供稳定的电压给负载。
接下来,我们需要进行电路设计。
根据所需输出电压和电流,选择合适的电源变压器和稳压集成电路。
通过计算得到电路中各个电阻、电容和二极管的参数,以保证电路的稳定性和可靠性。
在电路设计中,还需要考虑到过流保护、过压保护和温度保护等功能,以确保设备的安全使用。
设计完成后,我们需要进行电路的制作。
根据设计图纸,将电路图转移到电路板上,并通过化学腐蚀或电解腐蚀的方法将电路板制作完成。
然后,将各个元件按照电路图的要求焊接到电路板上。
注意焊接时要保证引脚的正确连接,避免引脚之间的短路和虚焊现象。
接下来,我们需要编写单片机的程序。
程序中需要实现对输入电压和输出电压的采样,通过ADC(模数转换器)将模拟信号转换为数字信号,然后通过PWM(脉冲宽度调制)技术来控制输出电压的调节。
在程序中,还需要实现对电压的稳定调节和保护功能的控制。
需要注意的是,在设计和制作过程中,要遵循电气安全和电磁兼容性的要求,确保设备的正常运行和使用安全。
总结起来,基于单片机的数控直流稳压电源设计与制作涉及到硬件设备的选择、电路的设计、电路的制作、程序的编写和调试测试等方面,需要一定的电子技术和单片机编程知识。
希望本文对读者有所帮助,能够指导大家在实际应用中进行数控直流稳压电源的设计和制作。
数控直流稳压电源的设计1
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1. 设计任务和要求1.1设计要求1.1.1 任务设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。
其原理示意图如下:1.1.2 要求基本要求:(1)输出电压:范围0~+9.9V,步进0.1V,纹波不大于10mV;(2)输出电流:500mA;(3)输出电压值由数码管显示;(4)由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减;(5)为实现上述几部件工作,自制一稳压直流电源,输出±15V,+5V。
发挥部分:(1)输出电压可预置在0~9.9V之间的任意一个值;(2)用自动扫描代替人工按键,实现输出电压变化(步进0.1V不变);(3)扩展输出电压种类(比如三角波、方波等)。
2 系统方案选择和论证2.1 系统基本方案通过对题目的任务、要求进行分析,我们将整个设计划分成三个部分:自制稳压电源部分,数控部分和输出显示部分。
其系统框图如图2.1所示:市电220V 50Hz图2.11.自制稳压电源部分自制稳压电源输入220v、50hz交流电,通过变压、整流、滤波和稳压电路,输出系统所需的三种直流电压:+15v、-15v、5v。
2.数控部分为完成题目要求制作可调节数控电源,需要有简单的人机接口界面,即需要按键输入和显示输出。
由于数控部分功能较多,较为复杂,对系统性能影响很大,采用了可编程控制器件来作为系统的核心,便可完成题目要求。
由于控制器部分为数字电路,而具体的输出部分为模拟电路,需要D/A 转换电路联系起来,实现电压的输出和调节。
数控部分由自制稳压电源部分供电。
3.输出部分将D/A器件发送过来的电压控制字转换成稳定电压输出,电路主要为D/A转换,稳压输出等组成。
单片机控制电压值通过LED数码管显示出来。
2.2 各模块方案的选择和论证2.2.1 控制器模块作用:各按键信号的辨认,控制电压的输出、显示电压值、各种类波形输出等。
方案1:采用FPGA或CPLD作为系统的控制器。
优点:可以实现复杂逻辑功能,规模大,速度快,密度高,体积小,稳定性高,容易实现仿真、调试和功能扩展。
数控直流稳压电源毕业设计
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数控直流稳压电源毕业设计数控直流稳压电源毕业设计随着现代电子技术的不断发展,直流稳压电源在各个领域得到了广泛应用。
本文将探讨数控直流稳压电源的毕业设计,包括设计原理、关键技术和实现方法等。
一、设计原理数控直流稳压电源是一种能够提供稳定直流电压输出的电源设备。
其设计原理基于反馈控制系统,通过对输入电压进行采样和比较,调整输出电压以达到稳定的目标值。
数控直流稳压电源的核心是稳压电路,它可以根据输入电压的变化自动调整输出电压,确保输出电压的稳定性。
二、关键技术1. 采样电路:采样电路是数控直流稳压电源的重要组成部分,它能够实时监测输入电压的变化。
常见的采样电路有电压分压器和电流采样电路。
电压分压器能够将输入电压降低到适合采样的范围,而电流采样电路则可以监测电源输出的电流情况。
2. 比较器:比较器是数控直流稳压电源中的核心元件之一,它能够将采样到的电压与设定的目标电压进行比较,并产生误差信号。
比较器的输出信号将作为反馈信号,用于调整稳压电路的工作状态。
3. 控制电路:控制电路是数控直流稳压电源中的关键部分,它能够根据误差信号对稳压电路进行精确的调整。
控制电路通常采用微处理器或者专用的控制芯片,通过编程或者配置参数来实现对稳压电源的控制。
三、实现方法1. 硬件设计:数控直流稳压电源的硬件设计包括电源输入和输出端的连接、稳压电路的设计以及控制电路的设计等。
在设计过程中需要考虑电源的功率、效率、输出电压范围和负载能力等因素。
2. 软件设计:数控直流稳压电源的软件设计主要包括控制算法的设计和编程。
控制算法需要根据输入电压和输出电压的变化情况来调整稳压电路的工作状态,以实现稳定的输出电压。
3. 系统测试:在完成硬件和软件设计后,需要对数控直流稳压电源进行系统测试。
测试过程中需要验证电源的输出电压是否稳定、负载能力是否满足设计要求以及系统的响应速度等。
四、应用领域数控直流稳压电源在电子设备制造、通信、医疗、工业自动化等领域有着广泛的应用。
数控直流稳压电源的设计
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数控直流稳压电源的设计数控直流稳压电源是一种常用的电源设备,用于提供稳定的电压和电流,以供电子设备工作。
在电子行业和各种制造业中广泛使用。
本篇文档将着重介绍数控直流稳压电源的设计。
一、需求分析在设计数控直流稳压电源时,需要对实际需求进行分析,以选择合适的电源参数。
通常,需要考虑以下因素:1. 输入电压范围2. 输出电压范围3. 输出电流范围4. 稳定性要求在以上因素中,输入电压范围和输出电压范围是最关键的因素。
输入电压应该能够满足设备需要的电源,而输出电压应该与设备所需的直流电压匹配。
二、设计要点在设计数控直流稳压电源时,需要考虑以下要点:1. 电源拓扑结构2. 运算放大器的选择3. 稳定性设计4. 容量和功率需求5. 保护措施1. 电源拓扑结构数控直流稳压电源的设计通常采用基于反馈电路的电源拓扑结构。
其中,最常用的电源拓扑结构是基于线性稳压器的设计。
此外,还有基于开关稳压器的设计。
两种设计各有优劣,需要根据具体需求进行选择。
2. 运算放大器的选择在反馈电路中,运算放大器是一个非常关键的因素。
运算放大器为反馈电路提供放大器,并将反馈信号传递给反馈节点。
当电压或电流发生变化时,运算放大器可以快速检测到并调整输出,以保持恒定的电压和电流。
3. 稳定性设计为保证电源稳定性,需要进行稳定性设计。
在基于线性稳压器的设计中,输出电压稳定性可以通过选择合适的线性稳压器电路进行实现。
在基于开关稳压器的设计中,可以采用PID反馈控制实现稳定性。
4. 容量和功率需求容量和功率需求应该根据设备需要的功率和电流选择。
需要选择合适的电源变压器和其他元件,并计算合适的功率。
5. 保护措施在电源设计中需要加入保护措施,以防止故障和损坏。
常见的保护措施包括过载保护、过压保护和过流保护,等等。
三、实施步骤通过实施步骤可以设计出稳定且可靠的数控直流稳压电源:1. 确定功率、电压和电流需求2. 选择最合适的电源拓扑结构3. 选择合适的运算放大器4. 进行稳定性设计5. 计算容量和功率需求6. 加入保护措施7. 编写电源控制程序8. 调试并测试电源四、结论在本篇文档中,我们介绍了数控直流稳压电源的设计要点和实施步骤。
数控直流稳压电源的设计与实现
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数控稳压直流电源设计报告1、数控直流稳压电源设计指标及设计1.1设计技术指标本设计是线性数控直流电源,设计要求如下:1、电压变化范围+5%~-5%条件;2、输出电压可调范围为0~10V;1.2本课题研究方法和目标数控电源的主要研究思路:1、硬件部分(1)单片机采用STC89C52最小系统方案,采用数码管和按键做人机界面,采用DA 芯片作为主要的单片机系统。
(2)电压调整靠调整输入到DA的数字量来改变输出电压大小,再通过电压功率放大器将其放大,得到输出电压。
2、软件部分(1)键盘输入程序用键盘扫描程序,将按键设置的电压交给D/A芯片产生输出电压。
(2)单片机通过A/D芯片读取当前输出电压值,通过显示程序,显示在数码管上。
2硬件电路详细设计2.1单片机系统外围电路设计在本次设计中,使用AT89C52单片机,其外围电路有复位电路、晶振电路、按键电路、数码管显示和D/A芯片接口电路。
以下是电路的详细设计。
2.1.1 复位电路设计单片机在启动的时候都需要复位,使单片机系统处于初始状态,然后开始工作。
89系列的单片机的RET引脚是复位信号的输入端,当系统处于正常工作状态,振荡器稳定,RET引脚上出现2个机器周期以上的高电平时,单片机就进入数位状态,但是如果引脚RET出现持续的高电平,单片机就处于循环复位状态[9]。
复位通常有两种基本形式:上电复位和手动复位。
本次设计采用上电复位。
电路图如图2-1所示。
图2-1复位电路2.1.2 时钟振荡电路设计单片机的CPU实质上是一个复杂的同步时序电路,它的工作都是必须在时钟控制下进行的。
CPU工作发出的控制信号在时间上的相互关系就是CPU的时序问题[9]。
CPU的时序需要外部硬件电路来实现,既振荡器和时钟电路。
51单片机内部都有一个高增益反向放大器,用于构成振荡器,但是构成时钟,外部还需要加一些附加电路。
本次设计采用单片机外部加晶振构成振荡电路,如图4-2所示。
图2-2单片机振荡电路该振荡电路时采用的单片机内部时钟方式,是直接在引脚XTAL1和XTAL2两端接晶振,就构成了稳定的自激振荡器,振荡器产生的脉冲信号直接送入内部时钟电路。
数控稳压电源制作
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数控稳压电源制作数控直流电源制作一、系统组成与原理概述本文所设计的数控直流电源与传统稳压电源相比,具有操作方便、电压稳定度高的特点,其输出电压大小采用数字显示,原理方框组成图见图1。
它共由六部分组成。
输出电压的大小调节通过“+”、“-”两键操作,控制可逆计数器分别作加、减计数,可逆计数器的二进制数字输出分两路运行:一路用于驱动数显电路,指示电源输出电压的大小值;另一路进入D/A转换电路,D/A转换器将数字量按比例转换成模拟电压,然后经过射极跟随器控制调整输出级输出所需的稳定电压。
为了实现上述几部分电路的正常工作,需另制±15V和±5V的稳压直流电源及一组未经稳压的12~17V的直流电压。
二、具体实现电路根据以上数控直流电源的方框图,采用集成电路设计了输出电压为0~9.9V的数控电源,详细电路原理如图2所示。
1.电路简介两按钮开关作为电压调整键与可逆计数器的加计数和减计数输入端相连,可逆计数器采用两片四位十进制同步加/减计数集成块74LS192级联而成,把第一块的进位和借位输出端分别接到下一组的加计数端和减计数端。
两级计数器总计数范围从00000000至10011001(即0~99)。
数显译码驱动采用两块74LS248集成块,74LS248为四线-七段译码器/驱动器,内部输出带上拉电阻,它把从计数器传送来的二-十进制的8421码转换成十进制码,并驱动数码管显示数码。
数模转换电路采用两块DAC0832集成块,它是一个8位数/模转换器,这里只使用高4位数字量输入端。
由于DAC0832不包含运算放大器,所以需要外接一个运算放大器相配,才构成完整的DAC,低位DAC输出模拟量经9∶1的分流器分流后与高位DAC输出模拟量相加后送入运放,运放将其转换成与数字端输入的数值成正比的模拟输出电压,运放采用具有调零端的低噪声高速率优质运放NE5534。
调整输出级采用运放作射极跟随器,使调整管的输出电压精确地与D/A转换器输出电压保持一致。
数控直流稳压电源的设计与制作
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数控直流稳压电源的设计与制作学院:信息科学与工程专业:电子信息工程班级:1班姓名: XXX指导教师:XXX任务书——数控直流稳压电源1.基本功能实现:(1)可输出电压:范围1~5V,步进0。
01V,纹波不大于10mV。
(2)可输出电流: 150mA。
(3)可输出电压值由数码管显示。
(4)由“+”、“—”两键分别控制输出电压步进增减。
(5)为实现上述几部件工作,自制一稳压直流电源,输出输出± 15v,+5v。
2.设计报告:(1)开题报告:包括可行性分析,方案比较,方案的确定,系统方框图,经费预算,组内分工,进程安排等.(2)理论方案书:具体的原理图,逻辑分析,理论计算,电路仿真结果等。
(3)验证方案及验证结果:包括验证方案的原理,采取的措施,实际验证的结果等(4)设计总结:包括实践中出现的问题,解决方法,心得体会等。
(5)参考资料:包括采用的芯片,电路,参考书等。
摘要随着电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,电子设备与人们的工作、生活的关系益密切。
任何电子设备都离不开可靠的电源,它们对电源的要求也越来越高。
特别是随着小型电子设备的应用越来越广泛,也要求能够提供稳定的电源,以满足小型电子设备的用电需要。
本文基于这个思想,设计和制作了符合指标要求的开关稳压电源。
开关电源具有高频率、高功率密度、高效率等优点, 被称作高效节能电源。
由于开关稳压电源具有这些优点,基于这个思想设计了一个1~5V可调的低功率开关稳压电源,以满足小型电子设备的供电需要。
本文以开关电源的发展历史、发展现状以及发展趋势为线索,介绍了开关电源的一些新技术,技术指标,分类标准等.并根据这些标准设计了一种满足小型电子设备供电需要的开关稳压电源。
电源设计的主要指标是:输入电压为AC220V,输入频率为50HZ,输入电压范围为AC165V~265V,输出电压为直流1~5V可调,输出最大电流为150mA,输出最大功率为2。
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南京化工职业技术学院毕业设计(论文)数控直流稳压电源的设计与制作专业:电气自动化技术班级:电气化0722班姓名:倪文指导教师:陈柬任务书——数控直流稳压电源1.基本功能实现:(1)可输出电压:范围1~5V,步进0.1V,纹波不大于10mV。
(2)可输出电流: 150mA。
(3)可输出电压值由数码管显示。
(4)由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减。
(5)为实现上述几部件工作,自制一稳压直流电源,输出输出± 15v,+5v。
2.扩展功能与创新:(1)输出电压可预置在0~10v之间的任意一值。
(2)用自动扫描代替人工按键,实现输出电压变化。
(3)扩展输出电压种类(比如三角波等)。
(4)扩展可输出电流:150mA。
(5)在扩展的基础上增加新的功能。
如与其他组雷同则不加分。
3.设计报告:(1)开题报告:包括可行性分析,方案比较,方案的确定,系统方框图,经费预算,组内分工,进程安排等。
(2)理论方案书:具体的原理图,逻辑分析,理论计算,电路仿真结果等。
(3)验证方案及验证结果:包括验证方案的原理,采取的措施,实际验证的结果等(4)设计总结:包括实践中出现的问题,解决方法,心得体会等。
(5)参考资料:包括采用的芯片,电路,参考书等。
摘要随着电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,电子设备与人们的工作、生活的关系益密切。
任何电子设备都离不开可靠的电源,它们对电源的要求也越来越高。
特别是随着小型电子设备的应用越来越广泛,也要求能够提供稳定的电源,以满足小型电子设备的用电需要。
本文基于这个思想,设计和制作了符合指标要求的开关稳压电源。
开关电源具有高频率、高功率密度、高效率等优点, 被称作高效节能电源。
由于开关稳压电源具有这些优点,基于这个思想设计了一个1~5V可调的低功率开关稳压电源,以满足小型电子设备的供电需要。
本文以开关电源的发展历史、发展现状以及发展趋势为线索,介绍了开关电源的一些新技术,技术指标,分类标准等。
并根据这些标准设计了一种满足小型电子设备供电需要的开关稳压电源。
电源设计的主要指标是:输入电压为AC220V,输入频率为50HZ,输入电压范围为AC165V~265V,输出电压为直流1~5V可调,输出最大电流为150mA,输出最大功率为2.25W。
最后在完成基本指标的基础上,本文还增加了防浪涌电流的附属功能,使电路更加满足小型电子设备的用电需要。
数控直流稳压源就是能用数字来控制电源输出电压的大小,而且能使输出的直流电压能保持稳定、精确的直流电压源;介绍了利用数/模转换电路、辅助电源电路、去抖电路等组成的数控直流稳压电源电路,本文详述了电源的基本电路结构和控制策略;它与传统的稳压电源相比,具有操作方便、电压稳定度高的特点,其结构简单、制作方便、成本低,输出电压在1~5V之间连续可调,其输出电压大小以1V步进,输出电压的大小调节是通过“+”“-”两键操作的,而且可根据实际要求组成具有不同输出电压值的稳压源电路。
该电源控制电路选用89C51单片机控制主电路采用串联调整稳压技术具有线路简单、响应迅速、稳定性好、效率高等特点。
详细分析了电源的拓朴图及工作原理。
关键词:稳压电源;单片微型机;数控直流;D/A转换引言数控支流稳压电源是一种常见的电子仪器,广泛的用于电子电路,教学实验和科学研究等领域。
目前实用的直流稳压电源大部分是线性电源。
利用分离器件组成,其体积大,功率底,可靠性差,操作使用不方便,自我保护功能不够,因而故障率高。
随着电子科技的飞速发展,各种电子,电器设备对稳压电源的性能要求日益提高,稳压电源不断差朝着小型化,高效率,低成本,高可靠性,低电磁干扰,模块化和智能化发展。
以单片机系统为核心而设计制造出来的新一代稳压电源不但电路简单,结构紧凑,价格低廉,性能卓越,而且单片机具有计算和控制功能,利用它对采样技术进行各种计算,从而可排除和减少由于骚扰信号和模拟电路因起的误差,大大提高稳压电源输出电压和输出电流精度,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检测系统,确保电源运行可靠。
输出电压和限制电流采用数字显示,输入采用键盘方式,电源的外表美观,操作使用方便,具有较高的使用价值。
目录摘要 (3)引言 (4)1绪论 (6)2 开关电源的概述 (7)2.1 开关电源的定义 (7)2.2 开关电源的分类 (7)2.3 开关电源的选用 (9)2.4 开关电源技术的发展动向 (10)2.5 开关电源的工作原理和特点 (10)3本设计方案思路 (13)3.1 稳压源的技术指标和要求 (13)3.2 总体设计框图 (14)4 单元电路设计 (15)4.1稳压电源部分 (15)4.2 显示部分 (15)4.3 数模转换部分 (16)4.4 数字控制部分 (17)5 系统软件部分 (18)6 制作与调试 (19)6.1 硬件电路的布线与焊接 (19)6.2 电路的组装与调试 (19)7 分析与心得 (22)参考文献 (24)致谢 (25)附录 (26)第1章绪论随着电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,电子设备与人们的工作、生活的关系益密切。
任何电子设备都离不开可靠的电源,它们对电源的要求也越来越高。
电源是电子设备的心脏部分,其质量的好坏直接影响着电子设备的可靠性,而且电子设备的故障60%来自源,因此,电源越来越受到人们的重视。
电子设备的小型化和低成本化使电源以轻、薄、小和高效率为发展方向。
20世纪50年代,美国宇航局以小型化、重量轻为目标,为搭载火箭开发了开关电源。
在近半个世纪的发展过程中,开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐步取代传统技术制造的连续工作电源,并广泛应用于电子整机与设备中。
20世纪80年代,计算机全面实现了开关电源化,率先完成计算机的电源换代。
20世纪90年代,开关电源在电子、电器设备、家用领域得到了广泛的应用,开关电源技术进入快速发展期。
到21世纪小型电子设备的发展更加迅速和更加普及,但是现在很多的小型电子设备都是依靠电池来供电的,所以开发一种新型的开关电源应用于小型电子设备中就显得非常重要了!开关稳压电源(以下简称开关电源)取代晶体管线性稳压电源(以下简称线性电源)已有30多年历史,最早出现的是串联型开关电源,其主电路拓扑与线性电源相仿,但功率晶体管了作于开关状态后,脉宽调制(PWM)控制技术有了发展,用以控制开关变换器,得到PWM开关电源,它的特点是用20kHz脉冲频率或脉冲宽度调制—PWM开关电源效率可达65~70%,而线性电源的效率只有30~40%。
在发生世界性能源危机的年代,引起了人们的广泛关往。
线性电源工作于工频,因此用工作频率为20kHZ的PWM开关电源替代,可大幅度节约能源,在电源技术发展史上誉为20kHZ革命。
随着ULSI芯片尺寸不断减小,电源的尺寸与微处理器相比要大得多;航天,潜艇,军用开关电源以及用电池的便携式电子设备(如手提计算机,移动电话等)更需要小型化,轻量化的电源。
因此对开关电源提出了小型轻量要求,包括磁性元件和电容的体积重量要小。
此外要求开关电源效率要更高,性能更好,可靠性更高等。
第2章开关电源的概述2.1 开关电源的定义开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。
开关电源和线性电源相比,二者的成本都随着输出功率的增加而增长,但二者增长速率各异。
线性电源成本在某一输出功率点上,反而高于开关电源,这一点称为成本反转点。
随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新,这一成本反转点日益向低输出电力端移动,这为开关电源提供了广阔的发展空间。
开关电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使开关电源进入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新技术产品的小型化、轻便化。
另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET。
SCR在开关电源输入整流电路及软启动电路中有少量应用,GTR驱动困难,开关频率低,逐渐被IGBT和MOSFET取代。
开关电源的三个条件:1、开关:电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态2、高频:电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频3、直流:开关电源输出的是直流而不是交流2.2 开关电源的分类人们的开关电源技术领域是边开发相关电力电子器件,边开发开关变频技术,两者相互促进推动着开关电源每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。
开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类,DC/DC变换器现已实现模块化,且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化,并已得到用户的认可,但AC/DC的模块化,因其自身的特性使得在模块化的进程中,遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。
以下分别对两类开关电源的结构和特性作以阐述。
2.2.1 DC/DC变换DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压,也称为直流斩波。
斩波器的工作方式有两种,一是脉宽调制方式Ts不变,改变ton(通用),二是频率调制方式,ton不变,改变Ts(易产生干扰)。
其具体的电路由以下几类:(1) Buck电路——降压斩波器,其输出平均电压Uo小于输入电压Ui,极性相同。
(2) Boost电路——升压斩波器,其输出平均电压Uo大于输入电压Ui,极性相同。
(3) Buck-Boost电路——降压或升压斩波器,其输出平均电压Uo大于或小于输入电压Ui,极性相反,电感传输。
(4) Cuk电路——降压或升压斩波器,其输出平均电压Uo 大于或小于输入电压UI,极性相反,电容传输。
当今软开关技术使得DC/DC发生了质的飞跃,美国VICOR公司设计制造的多种ECI软开关DC/DC变换器,其最大输出功率有300W、600W、800W等,相应的功率密度为(6、2、10、17)W/cm3,效率为(80-90)%。
日本NemicLambda公司最新推出的一种采用软开关技术的高频开关电源模块RM系列,其开关频率为(200~300)kHz,功率密度已达到27 W/cm3,采用同步整流器(MOS-FET代替肖特基二极管),是整个电路效率提高到90%。
2.2.2 AC/DC变换AC/DC变换是将交流变换为直流,其功率流向可以是双向的,功率流由电源流向负载的称为“整流”,功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。
AC/DC变换器输入为50/60Hz的交流电,因必须经整流、滤波,因此体积相对较大的滤波电容器是必不可少的,同时因遇到安全标准(如UL、CCEE等)及EMC指令的限制(如IEC、FCC、CSA),交流输入侧必须加EMC滤波及使用符合安全标准的元件,这样就限制AC/DC电源体积的小型化,另外,由于内部的高频、高压、大电流开关动作,使得解决EMC电磁兼容问题难度加大,也就对内部高密度安装电路设计提出了很高的要求,由于同样的原因,高电压、大电流开关使得电源工作消耗增大,限制了AC/DC变换器模块化的进程,因此必须采用电源系统优化设计方法才能使其工作效率达到一定的满意程度。