数控直流开关电源的设计
数控直流电源设计
数控直流电源设计报告模拟电路部分第一部分系统设计1.1 设计题目及要求1)当输入交流电压为220v±10%时，输出电压在3-13v可调；2)额定电流为0.5A，且纹波不大于10mV；3)使用按键设定电压，同时具有常用电平快速切换功能（3v、5v、6v、9v、12v），设定后按键可锁定，防止误触；4)显示设定电压和测量电压，显示精度为0.01v。
1.2 总体设计方案1.2.1设计思路题目要求制作一个简易的可编程直流稳压电源，而我负责的是基础部分，即是电源。
而要使得家用交流220v电压变成v、5v、6v、9v、12v的直流电压必然要先经过变压器将电压变小，再经过整流电路、滤波电路和稳压电路才能得到稳定的之路电压。
于是基本功能部分全部电路由四部分组成：整流电路、滤波电路、稳压电路、稳压值选择电路、芯片供电电源。
1.2.2设计方案及论证比较一、整流电路方案：1. 半波整流电路，用一支二极管就能构成，简单易行。
所用元件数量极少，但是它只利用了交流电压的半个周期，所以输出电压低，交流分量大，效率低。
因此这种电路只适合用于整流电流较小，对纹波电压（脉动）要求不高的场合。
2.全波整流，采用单线桥式整流电路。
由四只二极管构成，具有输出电压高、纹波电压小、变压器利用率高等优点。
综上所述，虽然单线桥式整流电路所用到的元件较多，但由于元件成本并不高，加之性能大大优于半波整流电路，故选择后者。
二、滤波电路方案：1. 电容滤波。
在电路中，当有电压加到电容器两端的时候，便对电容器充电，把电能储存在电容器中；当外加电压失去（或降低）之后，电容器将把储存的电能再放出来。
充电的时候，电容器两端的电压逐渐升高，直到接近充电电压；放电的时候，电容器两端的电压逐渐降低，直到完全消失。
电容器的容量越大，负载电阻值越大，充电和放电所需要的时间越长。
这种电容带两端电压不能突变的特性，正好可以用来承担滤波的任务。
2.电感滤波。
利用电感对交流阻抗大而对直流用抗小的特点，可以用带铁芯的线圈做成滤波器。
数控dcdc电源设计设计思路
数控dcdc电源设计设计思路
1.确定输入电压范围：首先要确定数控电源的输入电压范围，根据电源的使用场景和需求，确定合适的输入电压范围，一般为直流输入。
2.选择DC/DC变换器拓扑结构：根据设计要求和输入电压范围选择合适的
DC/DC变换器拓扑结构，常用的有升压、降压和升降压三种拓扑结构，根据具体需求选择合适的拓扑结构。
3.选择功率器件：根据数控电源的输出功率需求，选择合适的功率器件，包括MOSFET、IGBT等，同时要考虑器件的开关频率和损耗，以及温度特性等。
4.设计控制电路：设计数控电源的控制电路，包括反馈控制回路和调节电路等，用于实现电压、电流的稳定调节和保护功能。
5.设计保护电路：设计数控电源的保护电路，包括过压保护、过流保护、短路保护等，用于保护整个电源和输出负载的安全运行。
6.设计滤波电路：设计数控电源的滤波电路，用于滤除输入和输出电压中的杂散波动和噪声，提高电源的稳定性和输出质量。
7.进行仿真和优化：使用仿真软件进行电路仿真和参数优化，通过参数优化可以
提高电源的效率、稳定性和可靠性。
8.制作样机并测试：根据设计的电路图和原理图制作样机，进行测试和验证，包括静态测试和动态测试，确保电源的各项指标符合设计要求。
9.进行样机验证和改进：根据样机测试结果，进行改进和优化，确保电源的性能和可靠性达到设计要求。
10.量产和应用：根据样机验证结果，进行批量生产，并将数控电源应用于实际场景中。
及时进行售后维护和升级。
数控dcdc电源设计设计思路
数控dcdc电源设计设计思路数控DC-DC电源设计是现代电子设备中常用的一种电源设计方案。
它通过数字控制技术和直流-直流变换器的结合，实现对电源输出电压的精确调节和稳定性控制。
在电子设备设计中，数控DC-DC电源设计起着至关重要的作用。
数控DC-DC电源设计需要考虑的是电源的输出电压范围和精度。
不同的电子设备对电源的输出电压要求不同，因此在设计电源时需要根据具体的需求来确定输出电压的范围和精度。
同时，还需要考虑电源的负载能力，以确保在负载变化时电源输出电压的稳定性。
数控DC-DC电源设计还需要考虑的是电源的效率和功耗。
高效率的电源设计可以减少能源的浪费，提高电子设备的使用时间和续航能力。
而功耗的控制则可以减少电子设备的发热量和对环境的影响。
因此，在设计电源时需要选用高效率的电源模块和优化电路拓扑，以提高电源的效率和降低功耗。
数控DC-DC电源设计还需要考虑的是电源的稳定性和可靠性。
电源的稳定性是指在输入电压和负载变化时，电源输出电压的波动范围。
而可靠性则是指电源在长时间工作中的稳定性和可靠性。
为了提高电源的稳定性和可靠性，设计中需要采用合适的反馈控制策略和稳压器件，以及进行充分的温度和负载测试。
数控DC-DC电源设计还需要考虑的是电源的保护功能。
在电子设备的使用过程中，电源可能会面临电压过高、电流过大、过热等问题，这些问题可能会对电子设备造成损害。
因此，在设计电源时需要加入过压保护、过流保护和过温保护等功能，以提高电源的安全性和可靠性。
数控DC-DC电源设计还需要考虑的是电源的尺寸和成本。
在电子设备中，电源通常需要尽可能小巧轻便，以满足电子设备的小型化和轻量化要求。
同时，电源的成本也需要尽可能低，以降低电子设备的生产成本。
因此，在设计电源时需要选用尺寸紧凑的电源模块和低成本的电源器件，以满足电子设备的要求。
数控DC-DC电源设计是一项综合考虑电源输出电压范围和精度、效率和功耗、稳定性和可靠性、保护功能、尺寸和成本等因素的设计任务。
数控直流稳压电源设计(a)
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。
数控直流电源设计毕业论文(设计)(终稿)
目录数控直流电源设计 (I)摘要 (I)关键词 (I)The Design Of Numerical Controlled DC Power (II)Abstract ............................................................................................................... I I Keywords ............................................................................................................ I I 1前言. (1)2方案论证 (1)2.1电源部分方案一 (1)2.2电源部分方案二 (2)2.3电源部分方案三 (3)2.4数控部分方案 (3)2.5方案选择 (4)3硬件设计 (5)3.1硬件电路的总体设计方案 (5)3.2具体硬件单元电路设计 (6)3.2.1 STC12C5A32S2单片机最小系统电路 (6)3.2.2 LCD1602液晶显示模块电路 (7)3.2.3 控制部分的电源供电电路 (8)3.2.4 电阻分压电路 (9)3.2.5 TLC1549ADC转换电路与基准电压电路 (9)3.2.6 独立按键、蜂鸣器和模式指示灯电路 (11)3.2.7 数控模式与手动模式切换电路 (12)3.2.8 数控模式与手动模式控制电路 (13)3.2.9 电源部分电路 (13)4 软件设计 (16)4.1主函数程序设计 (16)4.2外部中断0程序设计 (17)4.3自动调节输出电压程序设计 (18)5 系统测试与数据分析 (19)5.1系统指标测试 (19)5.1.1手动输出电压 (19)5.1.2数控输出电压 (20)5.1.3输入电压 (21)5.1.4输出电流 (22)5.2误差分析 (23)参考文献 (23)致 (24)附录 (25)附录1 系统控制部分原理图 (26)附录2 电源部分原理图 (27)附录3 软件设计主函数代码 (27)数控直流电源设计摘要本设计采用STC12C5A32S2单片机作为整机的控制中心，利用XL6012升压芯片和XL4016降压芯片作为电源模块的核心。
简易数控直流电源
简易数控直流电源简介数控直流电源是一种能够根据外部的控制信号来控制输出电压和电流的电源设备。
它广泛应用于实验室、工厂和家庭等领域，可用于电子产品的测试、电路实验、电镀加工等各种场合。
本文将介绍如何制作一台简易的数控直流电源，以及使用Markdown文本格式进行文档输出。
材料准备•直流电源模块 x1•电压调节器模块 x1•可调电阻 x1•电流表 x1•电压表 x1•连接线若干•电源线 x1•电源开关 x1搭建步骤1.将直流电源模块固定在实验宝板上，并连接好电源线；2.将电压调节器模块与直流电源模块连接，用连接线将它们的输入端和输出端连接起来；3.将电流表和电压表分别连接到电压调节器模块的电源输出端和负载接口上；4.将可调电阻与电压调节器模块的调节接口相连；5.将电源开关连接到直流电源模块的电源输入端。
使用说明1.打开电源开关，直流电源模块开始供电；2.通过调节可调电阻的阻值，可以控制直流电源的输出电压；3.通过读取电压表可以得到直流电源的输出电压值，并通过电流表可以得到输出的电流值；4.可以根据需要调整电压调节器模块的输入和输出连接端，以改变直流电源的正负极性。
示例代码``` #include <Arduino.h>const int voltagePin = A0; const int currentPin = A1; const int voltageAdjustPin = 9; const int currentAdjustPin = 10;void setup() { pinMode(voltageAdjustPin, OUTPUT);pinMode(currentAdjustPin, OUTPUT); Serial.begin(9600); } void loop() { int voltage = analogRead(voltagePin); int current = analogRead(currentPin); float mappedVoltage = map(voltage, 0, 1023, 0, 12); float mappedCurrent = map(current, 0, 1023, 0, 2);analogWrite(voltageAdjustPin, mappedVoltage); analogWrite(currentAdjustPin, mappedCurrent);Serial.print(。
基于单片机的数控直流可调开关电源设计
2.1.3
方案一：采用BUCK降压电路，BUCK降压电路是指输出电压小于输出入电压的单管不隔离的DC-DC变换电路，驱动电压采用PWM脉宽调制信号，通过控制开关管的导通与关断时间来控制输出电压。常见于电子电路中，由于其以开关变换原理为理论根底，其转换效率很高，到达80%，但是其开关噪声较大。
【Key words】Isolate the push-pull Switching power supplySCM PID
1
1.1
随着电子技术的高速开展，电子设备与人们的工作、生活的关系变得日益密切。所有的电子设备都离不开电源，电源的质量与性能的上下直接影响到整个系统的优劣与可靠性。开关电源由于其体积小、重量低、效率高、可靠性强渐渐成为当前电子设备供电电源的首选，成为当前电源开展的一大热门方向[1]。
2.1系统总体框图
2.2
2.2.1
方案一：采用单端正激式开关拓扑，单端正激式开关电源比较常见，目前来说技术比较成熟，构造较简单紧凑。输出电压的瞬态控制特性相对来说比较好，相对于反激开关电源在控制开关处于断开期间才由储能电感和储能电容提供，正激开关电源在变变压器原边导通时副边感应出对应电压输出到负载，能量由变压器直接传递，带负载能力来说相对较强，输出电压纹波较小[3]。但由于是单端的拓扑，且开关管上承受的电压较高，容易烧管，因此单端正激式开关电源多用于100-200W的场合。
【关键字】隔离推挽开关电源单片机PID
Design of DC adjustable switching power supply based on single chip microputer
Abstract
China is a large energy country and energy consumption, with the popularity of energy-saving emission reduction, low-carbon concept of life put forward, how people pay more attention to how energy. Reliable performance and high efficiency switching power supply has bee a hot topic today.Switching power supply in today's society has a pivotal position, because of its small size, light weight, high efficiency, so small to the phone charger, large TV can see it in the shadow. In the personal puter, munications equipment, military fields, instrumentation has been a large application. Under the huge market demand, how to make the switching power supply under the control of C to achieve high precision and efficiency has bee a popular research.
(数控加工)数控直流电源的设计与实现精编
（数控加工）数控直流电源的设计与实现数控直流电源的设计和实现壹、实验目的１．了解数控技术和电源技术。
２．熟悉微机原理及其接口技术。
３．运用微机系统实现壹个数控直流电源。
二、实验内容和要求基于80x86实验箱平台设计且制作数控直流电源。
要求由键盘预置输入直流电压在0～＋9.9V之间的任意壹个值，数控直流电源输出，且输出电压和给定值偏差不大于0.1V。
主要技术指标：（1）输出电压：范围0～＋9.9V，纹波不大于10mV，电压值由数码管显示；（2）具有“+”、“-”步进调整的功能，步进0.1V；（3）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）。
三、实验报告要求１．设计目的和内容２．总体设计３．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明４．软件设计框图及程序清单５．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法）四、总体设计采用8086处理机构成该系统的核心——数控模块，和基本接口实验板相连，通过软件编译实现设计各种功能的实现，输出部分也不再采用传统的调整管方式，而是在D/A转换后，经过稳定的功率放大电路得到。
由于使用了微处理器，整个系统可编程实现，系统的灵活性大大增加。
系统设计框图如图1所示。
图1方案三系统设计框图为实现数控直流电源的各项功能，系统分为三个组成部分：键盘/显示电路，数控模块，稳压输出电路。
下面介绍系统各部分的基本功能：（1）键盘/显示电路：该电路的显示部分又可分为电压预制值显示电路和电压实际输出值显示电路。
系统利用可编程且行接口8255单元电路构成实验板上4*4小键盘的接口和LED 数码管电路的接口，从而识别键码同时显示电压预置值；在得到实际输出值后，实验板上提供了模数转换ADC0809单元电路，转化成数字量后传递给LED数码管就能够显示实际输出值。
（2）数控模块：该部分主要由8086微处理器和数模转换DAC0832单元电路组成。
其中通过编写汇编语言程序控制8086微处理器快速完成各功能所需的复杂运算，然后数模转换电路DAC0832可将运算所得的数字量转换为模拟量。
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v .. . ..数控直流开关电源的设计数控直流开关电源的设计摘要本设计是根据单片机控制系统应用于开关稳压电源的方法和原理，将单片机数字控制技术，有机地融入直流稳压电源的设计中，设计出一款可调稳压输出的直流开关电源。
开关电源采用DC—DC全桥式电路，控制电路采用STC12C5A60S2的单片机，由模拟控制芯片KA7500B产生PWM信号经驱动电路实现对DC—DC开关管的控制，实现电压的稳定输出，通过键盘来设置电源的输出电压，并能够通过液晶直观地显示出电压。
该设计分析了各个模块电路和整机的工作原理，给出了整机工作的硬件实现和主要的软件流程设计。
具有电压输出范围宽、电流过流设定保护、短路自动恢复、连续可变的电压功能，电压输出调节范围为24.0~40.0V，电流输出最大为2.0A,步进电压0.1V。
关键词：直流稳压电源; 单片机; PWMThe design of numerical control dc regulatedpower supplyABSTRACTThis design is based on single-chip microcomputer control system is applied to the method and principle of a switching power supply,digital control technology,will be organically integrated into the design of dc regulated power supply,designed a adjustable output voltage dc switching power supply.Switching power supply with DC-DC full bridge circuit,control circuit adopts STC12C5A60S2 MCU,PWM signal generated by the simulation control chip KA7500B by driving circuit control system for the DC-DC switch tube,realize the stable output voltage,through the keyboard to set the output voltage of power supply,and can show visually through the LCD voltage.The design and analysis the each module circuit and working principle of the machine,the machine work on hardware implementation is given and the main software process design.Has A wide range of output voltage and over current protection,short circuit current automatic recovery,continuous variable voltage function,the output voltage range of 24.0~40.0 V,2.0 A maximum output current,the step voltage of 0.1 V.Key words:DC regulated power supply; Single chip microcomputer; PWM目录一、绪论 (1)1.1研究背景及意义 (1)1.2国内外现状 (2)1.2.1国内现状 (2)1.2.2国外发展状况 (3)1.3设计的主要任务及要求 (4)1.4设计组织结构 (4)二、方案设计及论证 (5)2.1方案设计 (5)2.2 DC-DC变换电路选择 (5)2.3单片机选择 (6)2.4驱动电路选择 (6)2.5显示器的选择 (7)三、系统硬件设计 (8)3.1滤波整流的设计 (8)3.2 DC-DC电路的设计 (8)3.2.1原理 (9)3.2.2 DC-DC电路 (9)3.2.3主要参数计算方法 (9)3.3单片机的设计 (10)3.3.1复位电路 (10)3.3.2晶振电路 (10)3.3.3键盘电路 (10)3.4显示电路 (11)3.4.1电路图 (11)3.4.2主要技术参数和性能 (11)3.5驱动电路 (12)3.5.1原理 (12)3.6电压反馈电路 (13)3.6.1反馈电路 (13)3.6.2 UC3842简介 (14)四、系统软件设计 (15)4.1主程序 (15)4.2稳压控制程序 (15)4.3键功能程序 (16)五、调试性能分析 (18)设计总结 (19)参考文献 (20)致谢 (22)一、绪论1.1研究背景与意义随着科学的高速发展，电子产品与我们的生活息息相关。
任何跟电子有关的，都会需要电源的支撑，随着信息化的普及，在90年代，所谓的开关电源逐渐进入我们的视线，比方各类各样的电子设施。
对于开关电源我的理解是一个便于携带并且体积小的一个电源。
开关电源的出现给线性电源带来了巨大的冲击，没办法，毕竟时代在进步，我们的科技水平也在进步，所以更加先进、更加可靠、更有效率的开关电源慢慢的出现在世人的眼中。
也是逐渐取代线性电源的一个产品，可以说在未来的任何行业中都会有开关电源的影子，它现在已经占据了很大的一部分市场并且这些市场也都在广泛的使用开关电源。
尤其表现在电子信息产业，毕竟这个行业需要这样的电源，他们制作的东西越来越便于携带、效率越来越高。
所以线性电源也随之被取代。
当然在今天还是有一部分的电子产品中的电源依旧没有被取代，但是在不久的将来，我相信开关电源将会在整个市场出现。
以及信息类、电子产品的各种电源等都已经开始普遍地应用开关电源，这越发的使开关电源这方面得到了很好的发展。
该电源采用的是由单片机开控制电源内部的开关管的导通以及断开的时间，从而保证可以输出一个不变的电压，它是由PWM和金氧半场效晶体管组成。
开关电源越来越普及，也越来越精简，功能也越来越全面，所以他很快便普及了各个行业。
交换式电源比普通线性电源的体积小，更轻便化，并且便于携带。
开关电源是应用于各行各业独特的一个电子设备。
它的优势是变换的效率很高、易携带、精准、快速等，很多领域都代替了线性电源。
并快速向大功率开发并推进，在此基础上代替了晶闸管相控整流电源[1]。
所以说该电源当前以中、小电子装置的普遍技术。
在今后的发展过程中，该电源在环境已经能源问题上的运用都有特别的贡献。
此应用中的电力电子器件主要都有二极管、金氧半场效晶体管以及绝缘栅双极型晶体管。
SCR 在开关电源输入整流电路和软启动电路中都有少量的应用，由于GTR驱动困难，开关频率低，所以逐渐被IGBT和MOSFET取代。
如今的社会发展以及科技的发展都是进步之快，电源产业也需要像开关电源这样的可靠性好的电源来支撑，所以该电源的问世也是向世界宣称，世界正在走向一个智能化的时代，以前笨重切效率不高的产品将要淘汰。
替代他们的将是不断创新，不断完善的科技新产品，正所谓适者生存，这个道理同样在电子产品中适用。
所以电源的不断创新，也正因为它的特点，也是在当今的电子产品行业得到很大的立足。
单单从分类来说开关电源都已经领先线性电源很多了，毕竟种类繁多，然而线性电源呢，单一并不可靠。
种类繁多进而能够促使这个发展的更快，也正因为这个运用的广泛所以才会出现多种的开关电源。
所以在我们今后的发展道路上，应该多去研究下这方面。
毕竟开关电源是现在世界的主流1.2国内外发展现状1.2.1国内现状我国的开关电源研制工作最初在60年代初期，中期则开始运用，70年代的时候得到了进一步的发展。
74年的时候成功的研制出开关净化稳压电源。
国内的的电源产业是60年代中期逐步开始，到90年代，随着电子设备的逐步完善，从而也对系统效率的要求也很高，所以开关电源的发展方向也逐步开始智能化。
我国的科技水平虽然在世界方面处于领先的一个地位，但是与一些发达的国家相比的话，那我们的水平还是有很大的不足，但是我们也在不断的进步，并且是以一个飞速发展来形容都不为过，毕竟没有那个国家能在这么短的时间发展的这么迅速，从一个半殖民地的国家，到现在成为一个发展中的国家。
目前世界上中国是唯一的一个特例。
所以在任何的领域我们都是以一个高速发展的角色进入，当然我坚信在开关电源这方面我们一定能够成为领先的一块。
因为我们国家不缺人才，并且我们国家的人员很多，在电子产品的消耗中我们比任何国家都多的多，所以我们需要不断的创新，不断的去制造更加适合人们使用的开关电源。
只有这样我们的生活才能更好，我们的电子产品也能得到很好的推广。
开关电源也算是一个带动一个行业发展的产品，无论从经济还是从学术的方面来说，我们都需要在开关电源方面等到一个更大的突破。
电源产业进入快速发展期。
一方面，电源产业规模在扩大；另一方面，我国的在这方面的也开始有了重点的研发。
重点为一下部分，一方面是从吸收消化上，另一方面是从跟踪发展到前沿跟踪上，还有一方面是在基础创新上，我国在该产业方面也研究出一批带有国际性的成果及其先进的产品。
我国开展了许多的课题，也在技术方面跟国际接轨，并且很有创新。
我国与其他国家相比较，在该产业中，还是有很大的缺陷以及达不到人家那边的标准：比如在产品的性能、制造等明显有十五年的不足，尤其在某方面尤为突出，例如：直流恒流的网络化等明显做的工作还是不够。
到现在我国在这上面表现最多学校是华工大以及成都科大，该两所大学主要进行CED的使用以及学习等方面，从而达到数控。
国内需要更多的大学去对这方面进行研究，毕竟是一个智能化的时代。
1.2.2国外发展状况55年罗那研究出了晶体管直流变换器。
当时那个时代是一个再这方面是迅速发展的美国科学家时期，也是晶体管出现的年月，它的诞生使得直流能整流、滤波后输入，不用再重复的进行工频这一步骤，也使得它的领域越来越大，并在此程度上大大的提高了降压变压器开关电源的研究以及产生。
这样的一个变压器你们会选择使用么，答案显而易见，所以以往的工频变压器都不用了，然后我们得到了方便、快捷以及又使用的电源。
我国在该产业方面的能力还是很欠缺的，尤其像美国这样的国家，我们是无法比拟的，该产品中，我们所生产的产品无法与那些国家相比，他们可以使那些功能很完善，而我们并不能做到这一点，我们需要进一步的去研究，去创新，从而减少这种差距。