基于51单片机,开关稳压电源设计

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基于MCS-51单片机的数控开关稳压电源

基于MCS-51单片机的数控开关稳压电源

基 于 MC S - 5 1 单 片 机 的 数 控 开 关 稳 压 电 源
王 君 阳 , 李业辉 , 杨 鹏 骆 , 于鹏 伦
( 1 . 中北 大学 朔 州校 区 , 山西 朔州 0 3 6 0 0 0 ; 2 . 中北大学 信息商务学 院, 山西 晋 中 0 3 0 6 0 0 )
通缱 电 . 潦 】 - =
2 0 1 7 年 9 月 2 5日第 3 4卷第 5 期
Te l e c o m P o we r Te c h n o l o g y S e p .2 5 ,2 0 1 7,Vo 1 .3 4 No . 5
d o i : 1 0 . 1 9 3 9 9 / j . c n k i . t p t . 2 0 1 7 . 0 5 . 0 1 5
WANG J u n - y a n g ,LI Ye - h u i ,YANG P e n g - l u o ,YU P e n g - l u n 2
( 1 . S h u o z h o u Ca mp u s ,No r t h Un i v e r s i t y o f Ch i n a ,S h u o z h o u 0 3 6 0 0 0 ,Ch i n a ;
2 . Co l l e g e o f I n f o r ma t i o n a n d Bu s i n e s s ,No r t h Un i v e r s i t y o f Ch i n a, J i n g z h o n g 0 3 0 6 0 0,Ch i n a )
me r i t s u c h a s h i g h p r e c i s i o n ,s ma l l r i p p l e ,h u ma n - c o mp u t e r i n t e r a c t i o n f r i e n d l y ,c a n b e wi d e l y u s e d i n s c i e n t i f i c r e s e a r c h, e x p e r i me n t ,t e a c h i n g a n d o t h e r o c c a s i o n s . Ke y wo r d s :M C 2 %5 _ 1 s i n g l e - c h i p;BUC K c o n v e r t e r ;p u l s e wi d t h mo d u l a t i o n;n u me r i c a l c o n t r o l p o we r s u p p l y

基于AT89C51单片机的开关稳压电源设计

基于AT89C51单片机的开关稳压电源设计

北京电力高等专科学校学报Beijing Electric Power CollegeNo.9.2010254摘要:开关稳压电源利用开关器件控制无源磁性元件及电容元件的能量存储特性,从输入电压源获取分离的能量,暂时把能量以磁场的形式存储在电感器中,或以电场的形式存储在电容器中,然后将能量转换到负载。

开关电源应用广泛,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。

关键词:开关稳压电源;AT89C51;驱动;滤波中图分类号:TN6文献标识码:A 文章编号:1009-0118(2010)-09-0254-01一、概述开关稳压电源是开关状态的稳压装置。

它主要由取样电路,放大电路,基准电压电路,开关工作的调整元件,开关驱动,滤波器和续流二极管等环节组成。

开关稳压电源问世后,在很多领域逐步取代了线性稳压电源和晶闸管相控电源。

开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种,在实际的应用中,调宽式使用得较多,在目前开发和使用的开关电源集成电路中,绝大多数也为脉宽调制型。

因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。

二、硬件设计(一)硬件设计应遵循的一般原则单片机外围电路较多时,必须考虑其驱动功能。

驱动能力不足时,系统单片机应用系统的硬件电路设计包含两部分内容:一是系统扩展,即单片机内部的功能单元,如ROM 、RAM 、I/O 、定时器/计数器、中断系统等不断满足应用系统的要求时,必须在片外进行扩展,选择适当的芯片,设计相应的电路。

二是系统的装置,即按照系统功能要求配置外围设备,如键盘、显示器、A/D 、D/A 转换器等,要设计合适的接口电路。

(二)系统的扩展和配置应遵循以下原则1、尽可能选择典型电路,并符合单片机常规用法。

为硬件系统的标准化、模块化打下良好的基础。

2、系统扩展与外围设备的配置水平应允许满足应用系统的功能要求,并留有适当余地,以便进行二次开发。

基于51单片机的数控直流稳压电源制作

基于51单片机的数控直流稳压电源制作

• 50•本文是基于51单片机为核心,设计制作了一种数控稳压电源。

硬件方面包括稳压电路、反馈电路、按键电路、显示电路以及支持单片机运行的复位和时钟电路,经过稳压部分构成反馈,稳压后获得稳定的0~12V的稳定步进0.1V可调节电压,并通过A/D采样反馈后,在LED数码管显示实现数控。

引言:常规的稳压电源为串联调整线性稳压电源,作为小功率直流电源时,其电路简单、纹波小、电磁兼容性好、在稳压精度高,可以给设备带来稳定的直流电。

本设计数控稳压电源是在此基础上增加可步进调节的数控功能,并且避开传统稳压电源电位器易磨损、不易校准,读书不直观等问题。

可以清楚、方便的调节输出电压。

常规的稳压电源为串联调整线性稳压电源,作为小功率直流电源时,其电路简单、纹波小、电磁兼容性好、稳压精度高,可以给设备带来稳定的直流电。

1.系统功能解释系统原理框图如图1所示,本系统以STC- 89次2单片机为核心,外围电路有:稳压电路、反馈电路、按键电路、LED 数码管显示电路。

该项设计利用51单片机程序担任主控的任务,控制D/A 的输出大小,信号流过LM358运放,IRF9Z24N 场管在这三个器件的电路中形成负反馈,让输出电压可以被稳定下来。

接着用电位器分压把一部分的输出信号反馈到运放上,通过调节电位器,让输出准确度可以被调节,51还连接按键电路,当按键被按下,程序开始判断,然后根据程序输出信号,最后通过A/D 采集电压信号反馈到单片机并在LED 上显示,最终完成在0到12V 内可以0.1V步进调节输出的功能。

图1 系统原理图2.系统硬件设计介绍硬件连接框图如图2,其硬件总图如控直流稳压电源师范大学物理与电子科学图3,下面将分电路模块对该电源系统进行详细介绍。

图2 硬件系统框图该项设计利用单片机STC89C51作为主控芯片, 该项设计51单片机输入程序担任主控的任务,控制D/A 的输出大小,信号流过LM358运放,IRF9Z24N 场管在这三个器件的电路中形成负反馈,让输出电压可以被稳定下来。

基于51 单片机数控稳压直流电源的设计1

基于51 单片机数控稳压直流电源的设计1

基于51 单片机数控稳压直流电源的设计1 目录第一章前言 ........................................................11.1 研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3课题的主要内容 (2)1.3.1如何实现对电源的输出控制 (2)1.3.2数控直流电源功能的完备 (2)............................................... 2 1.3.3性能指标1.4论文的总体结构 (2)第二章方案设计与论证 (2)2.1设计要求: (2)2.2设计方案:................................................... 3 第三章系统电路原理及硬件模块设计 . (4)3.1微控制器模块 (4)3.1.1 AT89C52简介 (4)3.1.2 引脚说明 (4)3.1.3单片机外围电路 (4)3.2 显示模块 (5)3.2.1 LCD1602简介 (5)3.2.2 引脚接口说明 (6)3.3 键盘模块 (7)3.4 D/A转换模块 (7)3.4.1 LTC1655芯片简介 (7)3.4.2 LTC1655与单片机连接 (8)3.5 A/D转换模块 (8)3.5.1 LTC1865芯片简介 (8)3.5.2 LTC1865与单片机连接 (12)3.6 稳压控制与输出模块 (13)3.6.1 单运算放大器UA741 (13)3.6.2 运算放大器TLE2022 (14)3.6.3 稳压控制输出电路 (15)3.7 输出短路保护电路模块 (16)第四章系统的软件设计 (16)4.1 软件设计思路 (16)4.2系统软件流程 (17)第五章系统测试与误差分析 (17)5.1系统测试 (17)5.1.1 软件测试 (17)5.1.2 硬件仿真测试 (18)5.2 误差分析 (19)第六章结论 (19)致谢语 (20)参考文献 (20)附录一:系统整体原理图 ............................................ 21 附录二:系统源程序 (21)基于51 单片机数控稳压直流电源的设计摘要: 本文主要论述了一种基于51 单片机为核心控制器的数控直流电源的设计原理和实现方法。

51单片机稳压电源调节

51单片机稳压电源调节

前言本次设计是实现小型开关稳压电源,为了深入研究该课题,实现理论与实际相结合,应用电力电子技术解决开关稳压电源的分析和设计。

直流开关稳压器中所使用的大功率开关器件价格较贵,其控制电路亦比较复杂,另外,开关稳压器的负载一般都是用大量的集成化程度很高的器件安装的电子系统。

晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差。

因而开关稳压器的保护应该兼顾稳压器本身和负载的安全。

通常选用电力电子元件加以组合控制,构成完善的开关电源系统。

直流开关稳压器的输入一般都是未稳压直流电源。

由于操作失误或者意外情况会将其极性接错,将损坏开关稳压电源,因此,许多开关稳压电源需要很多保护电路。

极性保护的目的,就是使开关稳压器仅当以正确的极性接上未稳压直流电源时才能工作。

通过此次系统设计,不仅深刻理解了电力电子技术这门课的学习任务和目标,而且达到了理论和实际相结合的效果,更重要的是该系统还可以进一步完善。

第一章.开关稳压电源简介1.1开关稳压电源的结构图1画出了开关稳压电源的原理图及等效原理框图,它是由全波整流器,开关管V,激励信号,续流二极管V p,储能电感和滤波电容C组成。

实际上,开关稳压电源的核心部分是一个直流变压器。

这里我们对直流变换器和逆变器作如下解释。

逆变器,它是把直流转变为交流的装置。

逆变器通常被广泛地应用在采用电平或电池组成的备用电源中。

直流变换器,它是把直流转换成交流,然后又把交流转换成直流的装置。

这种装置被广泛地应用在开关稳压电源中。

采用直流变换器可以把一种直流供电电压变换成极性、数值各不同的多种直流供电电压。

1.2开关稳压电源的优点[1].功耗小,效率高。

在图1中的开关稳压电源电路中,晶体管V在激励信号的激励下,它交替地工作在导通—截止和截止—导通的开关状态,转换速度很快,频率一般为50kHz 左右,在一些技术先进的国家,可以做到几百或者近1000kHz。

这使得开关晶体管V的功耗很小,电源的效率可以大幅度地提高,其效率可达到80%。

毕业设计基于51单片机的程控直流电压源设计[管理资料]

毕业设计基于51单片机的程控直流电压源设计[管理资料]

目录1 引言 0设计要求 (1)方案论证 (1)2 单片机和D/A转换器 (2)AT89C51单片机 (2)D/AC0808 (5)LED数码 (7)3 电路原理与硬件实现 (8)单片机最小系统及端口连接 (8)原理介绍 (9)硬件调试 (13)4 软件程序设计 (13)开发工具介绍 (13)软件流程图 (17)软件调试 (18)结束语 (18)致谢 (18)参考文献 (18)附录 (18)基于51单片机的程控直流电压源摘要:本设计是以ATM89C51单片机为控制核心的开关电源,具有输出电压可调,电压数字显示的功能。

具体阐述了开关电源的基本原理及工作过程,电源各硬件模块的设计及软件设计。

该电源硬件模块包括输入整流和滤波模块、单片机供电电源模块、D/A转换模块及LED 显示模块。

关键词:稳压电源;单片机89C51;D/A转换1 引言随着电力电子技术的迅速发展,直流电源应用非常广泛,其好坏直接影响着电气设备或控制系统的工作性能。

直流稳压电源是电子技术常用的设备之一,广泛的应用于教学、科研等领域。

传统的多功能直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。

而基于单片机控制的直流稳压电源能较好地解决以上传统稳压电源的不足。

其良好的性价比更能为人们所接受,因此,具有一定的设计价值。

从上世纪九十年代末起,随着对系统更高效率和更低功耗的需求,电信与数据通讯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。

设计的直流稳压电源主要有单片机系统、键盘、数码管显示器、D/A转换电路、直流稳压电路部分组成,数控电源采用按键盘输入数据,单片机通过D/A,控制驱动模块输出一个稳定电压。

工作过程中,稳压电源的电压值由单片机输出,驱动LED显示,由键盘控制进行动态逻辑切换。

以单片机为核心的智能化高精度简易直流电源的设计,电源采用数字调节、输出精度高,特别适用于各种有较高精度要求的场合。

基于51单片机的数控可调直流稳压电源设计

基于51单片机的数控可调直流稳压电源设计

1概述
稳压 电源是各类 电器必 不可 少的能 源 动力 , 要求有较高 的稳定性和实用性【 1 ] 。 利用 单片机对直流稳压电源进行控制 , 可改善稳 压电源的性 能 , 且使用方便灵活 , 成 本较 低 , 同时通过改进控制系统软件 ,扩展其功能 , 可在不 增加硬件 开销 的壳体 下提高 电源 的 性价 比。本 文利用 5 l 单片机设计数控可调 的直流稳压电源 , 通过系统设计实现数控直 流稳压电源的智 能化 、数字化 和模块化 , 其 中智能 化主要表现 在系统有 可编程模 块能 对 系统进行智能控制 ; 数字化主要表现在系 统 输出 电压通过 L C D液 晶显示 ,并且能通 过 按键 对输 出电压 进行连续 步进数字 化调 节; 模块化主要表现在系统有各个相关模块 组成 , 提高 了系统的可靠性。 2 系统要求与方案选 择
2 . 1 系统 要 求
显 示 电 路 I ・ 堕 D 来自 A 转 . 换 l I l
’ r
按键
茂 机 放大 电路
输 出
电 路
1 r
{ 变 压 器 } _ - ◆ 整 流 滤 波卜 + 。 褪 压 电 路 l
图 1总体设计框图
第二个和第三个加减 1 V, 第 四个确认 输出。4 * 4 本文设 计的数控稳压 电源要求如下 :当输入交 流电压为 2 2 0 v 和十位 电压 的加减 , 的矩阵键 盘 , 可 以设 置 0 — 9和步进 , 小数 点等按键 , 可以快速 的输 时, 输出 电压连续可调 ; 使 用按 键调节电压 , 在0 - 9 . 9 V范 围内可调 , 入 。但是 4 * 4 键盘 占用的 P C B面积较 大 , 增加 了 P C B的成本 , 增加 调 整幅度为 0 . 1 V ; 采用 4 按键方 式 , 第一个 选择个位和十位 电压的 了 P C B的布线 难度 , 并且得 占用 8 个单片机 I / 0口; 采用 4 按 键虽 加减 , 第二 个和第三个加 减 1 v, 第 四个确认输 出 ; 显 示设定 电压 和 不 能直接 输入 0 — 9 , 但 是可 以通过 “ + ” 和“ 一 ” 来实现 0 - 9数 字 的输 测量 电压 , 显示精度为 0 . 1 v, 显 示方式 L C D液 晶显示 ; 利用单 片机 入, 这样只 占用 了 5 个单片机 I / O口, 节约 3 个I / O 口, 同时 P C B的 作为控制芯片 。 面积和成本也进一步缩小 。综上所述 , 本文选择方案二。 2 . 2方案选择 2 . 2 . 4控制 电路芯片的选 择 2 . 2 . 1 D A的选择 本设计 以 5 l 单片机为核心 ,因为它能实现对其他外 部电路实 方 案一 :8位 D A C 0 8 3 2芯片 ;方案二 : l 0位 D A, T L C 5 6 1 5芯 现简单 的控制 , 使其电路相较于使用模拟器件连接更 为简单 。 片 ;方 案 三 :采 用 内 部 自带 基准 源 的 l 2 位D A , M A X 5 3 1 芯片。 3 系统设计思路及原理 D A C 0 8 3 2 芯片其 价格低廉 、 接 口简单 、 转换控制容易 , 早 已在单 片机 3 . 1系统框 图结构的设计 应用系统 中得到广泛 的应用 ; T L C 5 6 1 5芯片为 l 0位 D A,虽然输 出 本设计包括硬件 、 软件两 部分 。硬件设 计主要包括单 片机 最小 精度高 , 但接 口稍复杂 , 同时该 D A芯片价格 昂贵 ; MA X 5 3 1 芯 片内 系统模块 、 变压器 、 稳压 电路 、 放大电路 、 D / A转换 、 显示 电路几个部 部 自带 2 . 0 4 8 V基准源 , 输 出精 度高。综 合考虑成本等因素 , 本文选 分组成 的稳压电源。 软件设计主要包括初始化程序 、 中断程序 、 按键 择D A C 0 8 3 2芯片 , 即方案~。 扫描控制程序。系统 的框 图结构如图 1 所示 。 2 . 2 . 2 显 示 电路 的选 择 3 . 2 系统工作原理 方案一 : 采用 四位共 阳极数码管显示 , 动态扫描显 示方 式 ; 方案 如 图1 所示 , 该稳压 电源 系统最终 要实现电压准确且稳定 的输 二: 采 用液晶显示屏 L C D显示。四位共 阳极数码管成本低廉 , 但显 出。 具体设计思路 : 外接 2 2 0 V的交流电源经过整流滤波后得到稳定 示灵活性及可调性较差 , 硬件驱动 电路复杂 ; 而液 晶显示屏 L C D显 的给上述各 部分单元提供工作 电源 , 其 中整 流电路是利用二极 管的 示 方便 清晰 , 可变性和可调性突 出, 与单 片机硬件 电路 的连 接简单 , 单 向导电性将正 负变化 的交流电压变为单 向脉动电压的电路 。 在交 程序设 计也较为灵 活 , 成为单片机输 出显示 的首选 。随着其成本 的 流 电源 的作用下 , 整流二极 管周 期性地导通和截止 , 使 负载得到脉 不断降低 , 模块化程度不断提高 , 应用领域 E t 益增 多。综上 所述 , 本 动直流电。 在电源的正半周 , 二级管导通 , 使负载上的电流与电压波 文选择 方案二。 形形状完全相 同 ; 在电源 电压 的负半周 , 二极管处于反 向截止状态 , 2 . 2 . 3输入按键 的选择 承受电源负半周 电压 , 负载电压几乎 为零 。然后再利用独立键盘给 方 案一 : 采用 4 * 4键盘 ; 方案二 : 采用 4按键 , 第一个选择 个位 单片机设定 预输 出值 , 并通过 D A C 0 8 3 2芯片转化为模拟量 , 再 经过

基于单片机的稳压电源的设计--

基于单片机的稳压电源的设计--

1 绪论以单片机为核心的直流稳压电源具有原理简单、稳定性好、精度高、成本低、易实现等诸多优点。

其性能优于传统的直流稳压电源,且操作方便,非常适合一般的教学和科研使用。

本设计是一个基于单片机的直流稳压电源,该电源采用AT89C51作为整个设计的控制单元,通过改变输入数字量来改变输出电压值。

采用键盘对输出电压值进行设置,随后通过D/A转换控制开关调整电路输出一个稳定电压。

1.1 课题背景及意义在我国,以电子学为核心技术的电源产业,从二十世纪60年代中期开始形成,到90年代以来,电源产业进入快速发展时期。

直流稳压电源广泛应用在现代电子、通信、航空航天、计算机等领域中。

为了适应响应快、精度高的直流稳压电源的要求,很多电源研究者将单片机数字控制引入到了电源领域,有效的改变了传统稳压电源对输出电压采用电位器进行粗调的方式,解决了传统的稳压电源输出电压响应慢、内部接线复杂等问题。

这种智能化的直流稳压电源使用了单片机技术和电压转换,使该电源的功能多、易控制、可靠性高、精度高且体积小、成本低。

本设计采用单片机和其它元器件及外围电路,开发一个数字式可调稳压电源。

能够设定输出电压值、电压值输出显示等功能。

通过此系统的设计,可以让开发者更深刻的掌握单片机基本原理,并熟悉外围电路的扩展,并提高C语言的硬件编程能力。

1.2 研究内容本论文主要研究基于单片机的直流稳压电源。

本设计的主要内容:(1)根据开关调整电路工作原理来设计直流稳压电源输出电压,对整个设计思路进行规划。

画出系统框图,掌握各个模块的分布、应用以及模块之间的协调;(2)通过C语言编写本次设计电压调节的程序;(3)利用Keil软件编译该设计的程序;(4)在Proteus ISIS绘图软件画出对应的仿真图,将编译之后的正确代码下载到硬件电路中,然后对其进行调试,得出相应的结果,并对结果进行分析。

2 总体方案论证本章从系统方案和设计方案等一些方面来进行论证。

设计方案的论证主要包括显示电路、开关调整电路、数模转换器DAC、模数转换ADC的选取、论证。

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电源模块的集成电路。
1.2.2
国内是从1977年才开始进入电源的初期发展,起步的比较晚、技术也相对比较落后。现在国内的DC/DC模块开关电源市场主要是被国外的品牌所占据,它们覆盖了我国大功率模块电源中的大部分市场和中、小功率模块电源中的一半市场。但是,随着国内技术的不断进步和生产规模的迅速扩大,国外的中小型功率模块电源正在快速的被国产的DC/DC产品所代替。
1.2
1.2.
从20世纪50年代开始,美国宇航局就以小型化重量轻作为发展的目标,为乘载火箭开发第一个开关电源,通过半个多世纪的发展,开关电源逐渐替代了传统技术制做的相控稳压电源,并且广泛的应用在电子的整机设备里。随着集成电路的进展,开关电源就逐渐向集成化方向发展,趋向于小型化与模块化。近20多年来,集成开关电源一直沿着两个方向发展 。第一是向实现集成化开关电源的控制电路方向发展。国外在1977年首先研制成功了脉宽调制控制器的集成电路,美国的Motorola公司、Silicon General公司以及Unitrode公司等先后出现了一系列PWM芯片。随后,国外又相继研制出开关频率达到1MHz的高速PWM、PFM芯片。第二是向中、小功率的开关电源单片集成化进军。1994年,美国电源集成公司在全世界领先研制成功了三端隔离式PWM型的单片开关电源,它叫做AC/DC电源变换器。之后又先后推出TOPSwitch、TOPSwitch-II、TOPSwitch-Fx、TOPSwitch-GX、PeakSwitch、LinkSwitch等系列的产品。意-法半导体公司随后也开发出了VIPer100、VIPer100A、VIPer100B等中、小型功率单片电源系列的产品,并且得到了广泛的应用。直到现在,单片开关电源已经形成了几十个系列、达到了数百种产品。自从单片开关电源开发以来,便显示出了强大的生命力,作为一项具有很大的发展前景、颇具影响力的新产品,开关电源在世界上引起了电源界人士的普遍关注。单片开关电源具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等特点,现在己经成为开发中小型功率开关电源、精密开关电源及开关
升压斩波电路目前一般应用于直流电动机传动;用作单相功率因数校正电路;用于其他交直流电源中等等。在如今这个电子科技不断发展的时代,升压斩波电路也一定会不断发展,有更广泛的发展空间。
本文设计了一个基于51单片机的开关稳压电源。以我国市电电压作为输入,经过变压、整流和滤波得到一个直流15V电压,然后以Boost斩波电路为核心,利用51单片机输出PWM,通过按键调节PWM占空比的大小,使得输出直流电压为30V~36V可调,输出最大电流可以达到2A,电压调整率和负载调整率较低,输出噪声纹波电压峰-峰值较小,DC-DC变换器的效率能够达到80%以上。整个电路采用多种保护功能来实现系统的可靠性,而且具有输出电压、电流的显示功能。
方案一:采用变压器升压的隔离型PWM直流-交流-直流变换器电路,这种方法制作的电路效率比较低,开关辐射/纹波比较大,电路也比较复杂。如图2-1。
图2-1间接直流变流电路
方案二:采用以BOOST为核心的升压电路,如图2-2,利用单片机输出PWM驱动MOS管,控制开关管的通断,这种电路输出电压范围宽,而且也相对稳定,单片机低功耗、成本低、抗干扰性强的特点,更好地提高了系统的效率。
人们现在使用的开关电源为我们国家节省了许多的铜材、钢材和广阔的占地面积。随着时代的进步,由于开关电源的变换效率有所提高,能耗也就有所减少,进而降低了电源周围环境的温度,改善了广大工作人员的工作环境。在我国,邮电通信部门大部分采用开关电源,而且还推动了它在其它领域的广泛应用。值得指出的是,电力系统直流操作电源的应用,国家投资4000亿元用于城市网、农村网的供电工程的改变、提高输配电供电质量,它已经开始用开关电源来取代传统的相控电源。我国许多通信公司已相继推出此系列产品,如中兴通讯等。我国目前开关电源自主研发及其生产厂家已达300多家,形成规模的就有十多家。国产开关电源已经占据了相当一部分市场,其中一些大公司自主研发的电源一系列产品已经获得广大群众的认同。因此,在电源市场竞争中具有相当大的优势,并有少量的产品已经开始出口。
关键词:Boost电路;51单片机;PWM;DC-DC变换器
A swiching power supply based on 51 singlechipSCM
ABSTRACT
Power electronic devices such as televisions, computers and mobile communication terminal occupies an important position, it is the basis of all the circuit works correctly. Switching power supplies due to its small size, light weight, high efficiency, wide range of output voltage and other advantages, are applied in various areas of electronic and electrical equipment.
本人毕业设计(论文)与资料若有不实,愿意承担一切相关的法律责任。
论文作者签名:
年月日

电源在电视、计算机和移动通信终端等电子设备中占有重要位置,它是一切电路能否正常工作的基础。开关稳压电源由于具有体积小、重量轻、效率高、输出稳压范围宽等优势,被应用于各种电子、电器设备领域。
近年来,随着便携式电子产品的迅速增长,与其配套的电源也具有越来越广泛的市场。由于人们对电子产品的功能及性能的要求不断提高以及对节能环保的重视,高效率及高精度已经成为设计中至关重要的因素,这也是本次设计的主要目的。
Design based on 51 single chip switching power supply. To China mains voltage as entered, after transformer, and rectifier and filtering get a DC 15V voltage, then to Boost chopped wave circuit for core, using 51 single tablets machine output PWM, through press regulation PWM accounted for empty than of size, makes output DC voltage for 30V~36V can adjustable, output maximum current reached 2 a,, voltage adjustment rate and load adjustment rate as low, output noise lines wave voltage peak-peak as small, DC-DC transform device of efficiency can reached 80% above. And using a variety of protective functions to achieve the reliability of the system and the display capabilities of the output voltage and current.
目前我国市场上的开关电源中,功率管基本都采用双极型的晶体管,其开关频率可达到几十千赫;如果是MOSFET管的开关电源,转换频率可达到几百千赫。为了有更高的开关频率,就得采用高速的开关器件 。谐振电路具有兆赫以上开关频率,它可以迅速地提高开关的速度,理论上开关损耗应该为零,噪声也非常小,这是提高开关电源频率的一种方式。
因此,方案二更容易实现题目的要求,选择方案二作为设计的主电路。
图2-2 BOOST斩波电路拓扑结
升压斩波电路的基本原理:分析Boost电路时,首先要假设电感和电容都足够大。当开关处于通态时,电源E向电感L充电,充电电流基本恒定不变,同时电容C向负载R供电,因C值很大,基本保持负载电压不变,此阶段L积蓄了一定的能量。当开关处于断态时,E和L共同向C充电,同时向R提供能量。开关的开通和关断受外部PWM信号控制,L将交替的存储和释放能量,L储能后使电压泵升,C将输出电压保持恒定。输出电压与输入电压的关系为U0=(T/toff)*E,可以通过调节占空比来改变输出电压 。
1.
本章主要介绍了研究开关稳压电源的意义、国内外发展状况及本次设计的主要内容。加深了对开关稳压电源的应用、发展方向及发展前景的了解,明确了本设计的重点以及难点,为设计的研究做好准备,对设计有更深的理解,为完成本设计打下坚实的基础。
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设计开关稳压电源,首先要确定主电路方案,主电路是整个电路设计的核心,选择一个合适的主电路是设计成功的关键。本设计通过间接直流变流和Boost斩波电路两个方案进行选择。
分类号TP303单位代码11395
密级学号1105230236
学生毕业设计(论文)
题目
基于51单片机的开关稳压电源设计
作者
杨晓燕
院(系)
能源工程学院
专业
电气工程及其自动化
指导教师
杨宏斌
答辩日期
2015年5月23日
榆林学院
毕业设计(论文)诚信责任书
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Especially in recent years, with the rapid growth of portable, and its supporting power also have an increasingly wide range of markets. Because of the functional and performance requirements for electronic products continue to improve, as well as on the importance of energy conservation and environmental protection, high efficiency, and high-precision has become essential aspects of design, which is the main purpose of thi、整流和滤波得到一个稳定15V直流电压,然后以Boost斩波电路为核心,采用51单片机输出PWM控制开关管的通断,实现了DC—DC变换。得出适合于设计要求的主电路的结构,并在此基础上设计出具体的驱动电路、控制电路、保护电路。通过按键调节占空比的大小,输出可调电压30V~36V,最大输出电流可以达到2A,电压调整率和负载调整率尽可能低,DC-DC变换器的效率达到80%以上。采用过流保护、滤波保护等多种保护功能,保证了系统的可靠性。根据设计要求以及主电路的结构,对电路中各参数进行计算。最后对电路进行仿真测试,并根据不足进行改进。
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