-5a0-39v可调双路直流稳压电源设计--开题报告

百度文库 - 让每个人平等地提升自我 1 西南科技大学毕业设计（论文）开题报告 学 院 信息工程学院 专业班级 自动0702 姓 名 赵波 学 号 20075031

题 目 0-5A、0-30V可调双路直流稳压电源电路设计 题目类型 设计型 一、选题背景及依据（简述国内外研究，生产需求情况，说明选题的目的，意义，列出主要参考文献） 1．国内外研究 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。 直流稳压电源分成两类：线性稳压电源和开关稳压电源。 (1)线性稳压电源是比较早使用的一类直流稳压电源。线性稳压直流电源的特点是：输出电压比输入电压低；反应速度快，输出纹波较小；工作产生的噪声低；效率较低(现在经常看的LDO就是为了解决效率问题而出现的)；发热量大（尤其是大功率电源），间接地给系统增加热噪声。 (2)开关型直流稳压电源与线性稳压电源不同的一类稳电源，它的电路型式主要有单端反激式，单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。它和线性电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作在几十千赫兹到几兆赫兹。功能管不是工作在饱和及截止区即开关状态；开关电源因此而得名。 可调直流稳压电源(开关型) 开关电源的优点是体积小，重量轻，稳定可靠；缺点相对于线性电源来说纹波较大（一般≤1%VO(P-P),好的可做到十几mV(P-P)或更小)。它的功率可自几瓦－几千瓦均有产品。开关型直流稳压电源可分为AC/DC电源、DC/DC电源、通行电源、电台电源、模块电源、特种电源。 2．生产需求状况 百度文库 - 让每个人平等地提升自我 2 直流稳压电源引可广泛应用于国防、科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、直流电机、充电设备等。 开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化，因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体（Mn-Zn）材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度（Bs）下获得高的磁性能，而电容器的小型化也是一项关键技术。SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄。开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新，实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术，并大幅提高了开关电源工作效率。对于高可靠性指标，美国的开关电源生产商通过降低运行电流，降低结温等措施以减少器件的应力，使得产品的的可靠性大大提高。 电力电子技术的不断创新，使开关电源产业有着广阔的发展前景。要加快我国开关电源产业的发展速度，就必须走技术创新之路，走出有中国特色的产学研联合发展之路，为我国国民经济的高速发展做出贡献。 3．选题目的及意义 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。 4．参考文献： [1]王梦文,数字式智能超高频毫伏表的设计. 黑龙江鸡西大学,2006,(12). [2]刘文武,段玉生,刘文鑫. 真有效值毫伏电压表的设计与制做[J]. 实验技术与理, 2001,(01) . [3]彭善琼,数字交流毫伏表的设计与实现.电子质量,2006(08) [4]宣飞,韩锐,王玉刚,陈兴文. 数字交流毫伏表的设计与制作[J]. 大连民族学报, 2001,(03) . [5]张玘, 周婷婷, 扈啸. 智能数字交流毫伏表的设计与实现[J]. 电子工程师, 2003,(07). [6]周润景.张丽娜.基于PROTEUSR的电路及单片机系统设计与仿真.2006 [7]周尘.单片机C语言轻松入门.北京航空航一大学出版社.2006 [8]张小义, 量程自动转换电压表的设计与实现[M].2007,(02) [9]彭容修，数字电子技术基础.武汉理工大学出版社.2006,(02) [10]康光华，电子技术基础.高等教育出版社.2006.(05) [11] 谢自美,电子线路设计、实验、测试.华中理工大学出版社.2003 [12] 陈大钦,电子技术基础实验.高等教育出版社.2005 [13]Richard J. Hiygins,Electronis with Digital and Analog Integrated Circuits. Prentice Hall,Inc.1983 百度文库 - 让每个人平等地提升自我 3 [14]Willian kleitz, Digital Electronics. A Practical Approach.Prentice Hall. 1996 [15]Christopher.E.Strangio, Digital Electronics. Fundamental Concepts and Applications. Prentice Hall. 1980

二、主要研究（设计）内容、研究（设计）思想及工作方法或工作流程 1．主要研究（设计）内容 ①基本要求： 通用直流稳压电源是常用电子仪器设备之一。可广泛用于教学，实验，科研，老化等众多场所。同学们在大学期间虽然使用过很多次该仪器，但对内部的具体工作原理仍然不知其然，要想真正认识只有对其进行设计才能做到，该电源的内部电路包含了大学所学的很多知识的综合应用，选择该题目将是对自己大学所学知识的一次很好锻炼。 题目特点：电源是我国有自主知识产权的一大类产品，且就业机会较高。最适合想靠一点技术就业的同学选，最好对单片机和硬件有一定的实践基础。 任务书：①基本要求 （1）输入电压：AC220V±10% 50HZ±2HZ （2）输出电压：2×0~30V连续可调。 （3）输出电流：2×0~5A连续可调。

（4）电源效应：CV<1×10-4+0.5mV。CC<1×10-3+0.6mA。 （5）负载效应：CV<1×10-4+2mV（电流不大于5A) CV<1×10-4+10mV（电流不大于5A) CC<1×10-3+10mA。 （6）纹波与噪声：CC<1mV(ras)， 噪声<20mV；CC<3mV(ras)，噪声<50mV。 ②扩展要求： 数字显示电源电压和电流值 2、研究（设计）思想及工作方法或工作流程 （1）、研究（设计）思想 ①设计要求理解 题目要求设计可调双路直流稳压电源，输入的是电压为220V±10%、频率是50HZ±2HZ的交流电，输出的是双路的0~30V连续可调电压，2×0~5A连续可调的电流，而稳定电源的输出量并不是绝对不变的，例如当稳定电源工作在稳压状态时，其输出电压会由于输入电压的变化或由于负载的变化而引起输出电压微小的变 化，当稳定电源处于恒流工作状态时，其输出电流也会由于输入电压的变化或由于负载的变化而发生微小的变化。为了衡量这种变化的程度，即衡量一个稳定电源的稳定度，国际电工委员会（IEC）在制定稳定电源标准时引出源效应和负载效应的概念。 电源效应是指：仅当由于输入量的变化而引起输出稳定量的变化的效应就叫百度文库 - 让每个人平等地提升自我 4 源效应。对于一个普通稳压电源来说：输入量就指输入电压，即交流220V工频电压。我国国家标准规定，当输入电压变化±10%时，输出电压变化的相对百分比，就称电源效应。 负载效应是指：仅当由于负载的变化而引起输出稳定量的变化的效应称为负载效应。 纹波：由于直流稳定电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的，这就不可避免地在直流稳定量中多少带有一些交流成份，这种叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波。纹波的成分较为复杂，它的形态一般为频率高于工频的类似正弦波的谐波，另一种则是宽度很窄的脉冲波。 为了达到设计要求，使电源是一个直流稳压电源，为了使输入电源和负载等条件变化时对输出造成最小的影响，可以通过减小电源的导线电阻，滤波电路，增加容性负载能力，通过取样进行比较放大，调节输出，使输出保持稳定。

②设计可调双路直流稳压电源的系统框图： 可调式电源有电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路等组成。220V交流输入，通过整流电路是交流变直流，通过滤波电路滤去整流输出中的纹波，在经过调整稳压电路使直流稳压输出指定值，其系统方框图如下图所示:

显示系统是由显示电路，键盘电路，放大调整电路，A /D转换电路和单片机电路共同组成，系统框图如下图所示

（2）、研究步骤及方法或流程 ○1选择单片机并查阅相关资料，学习了解其内部原理，引脚功能，了解该芯片的主要参数功能。 ○2选择A/D转换芯片并查阅相关资料，学习了解其内部原理，引脚功能，设计A/D适合的转换电路，对电流信号和电压信号进行转换，输入单片

交流输入 直流输出

220V 50HZ

单片机 显示电路 A/D转换电路 电压采样 放大电路

A/D转换电路 放大电路 电流采样

键盘电路

电 源 变压器 滤波电路 整流电 路 调整稳

压电路