简易数控直流电源介绍
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直流电源设备性能详细说明及主要参数表摘要直流电源设备是广泛应用于电子行业、医疗行业、通信行业以及工业自动化等领域的一种电源设备。
本文详细介绍了直流电源设备的性能特点、主要参数和适用范围,以帮助用户选择最适合自己需求的直流电源设备。
一、性能特点1. 稳定性好直流电源设备采用电子技术控制,稳定性比较好。
当直流电源设备主电源发生波动时,其输出电压及电流仍可保持稳定,不会受到影响。
2. 可调性强直流电源设备可以根据实际需求对输出电压和电流进行精确调节。
同时,可以通过远程控制方式对电源设备进行控制及监控,使其更加方便快捷。
3. 过载保护直流电源设备配备了过载保护装置,可以在输出过载、短路及过热等异常情况下自动断开输出电路,以保证电源设备及被测电子元件的安全性。
4. 输出精度高直流电源设备的输出精度达到了较高的水平,通常可达到0.05%至0.1%。
同时,其输出波形噪声小、纹波小,确保输出电流和电压的精度和稳定性。
5. 适应性强直流电源设备适用于多种不同的电子元器件,可以满足各种需要,例如:可用于制作电路、电池的充放电、半导体器件的测试等。
二、主要参数1. 输出电压范围直流电源设备的输出电压范围是决定其输出功率大小的关键参数,不同的电源设备其输出电压范围也会有所差别。
通常情况下,直流电源设备的输出电压范围在0V至600V之间。
2. 输出电流范围输出电流范围是用来衡量电源设备输出电流大小的关键参数。
通常情况下,直流电源设备的输出电流范围在0A至100A之间。
3. 功率大小直流电源设备的功率大小越大,其输出电压和电流就可达到越大。
通常情况下,直流电源设备的功率大小在1kW至5kW之间。
4. 精度直流电源设备的输出精度是衡量其质量和性能的重要指标之一。
通常情况下,直流电源设备的输出精度在0.05%至0.1%之间。
5. 稳定性稳定性是直流电源设备的重要性能之一,其稳定性好的直流电源设备输出电压和电流的变化范围小。
通常情况下,直流电源设备的稳定性在0.01%至0.05%之间。
可编程数控升降压直流可调稳压电源1.特点:1.1液晶可显示输入/输出电压,输出电流/输出功率/输出容量/输出时间;1.2.数控调节,精准快捷,可升压可降压,输出电压0.5-30V任意调节,限制电流0-4A任意调节;1.3.输入端防反接保护,反接不会烧毁;1.4.输出端防倒灌,给电池充电时不用另外加防倒灌二极管;1.5.可设置模块默认开启/关闭;1.6.拥有多种软件保护机制,并且保护阈值可调。
模块工作参数超过保护阈值后,自动关闭输出。
1.6.输出纹波小,有π型滤波;1.8.加厚散热片。
2.产品参数输入电压:5.0-30V输出电压:0.5-30V输出电流:能长期稳定工作在3A ,加强散热下可达到4A 输出功率:自然散热35W,加强散热50W电压显示分辨率:0.01V电流显示分辨率:0.001A转换效率:88%左右软启动:有(很大功率带负载模块启动时有可能失效)保护机制:输入防反接;输出防倒灌;输入欠压保护(4.8-30V 可调,默认4.8V)输出过压保护(0.5-31V 可调,默认31V)输出过流保护(0 -4.1A 可调,默认4.1A)输出过功率保护(0 -50W 可调,默认50W)过温保护(80-110℃可调,默认110℃)超时保护(0 -100h 可调,默认关闭)超容量保护(0 -60Ah 可调,默认关闭)工作频率:180KHZ尺寸:长*宽*高 79mm*43mm*26mm重量:92g(含包装)注意:产品触发保护机制后,输出自动关断,液晶屏显示保护代码,按任意键退出保护界面。
4、界面说明5.使用方法:5.1. 切换显示参数——在正常界面下,短按SW,切换显示屏下行的显示,显示内容在电流A 功率W 容量Ah 时间h之间切换。
长按SW 按键,切换显示屏上行的显示,显示内容在输入电压IN 输出电压OUT 之间切换。
5.2. 设置输出电压值——在正常界面下短按U/I按键,进入设置电压恒流界面。
可以看见设置输出电压值的某一位数在闪烁,左右转动旋转编码器,可调大调小。
绪论电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术,服务于各行各业。
电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。
当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。
随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命,给电力电子技术提供了广阔的发展前景,同时也给电源提出了更高的要求。
随着数控电源在电子装置中的普遍使用,普通电源在工作时产生的误差,会影响整个系统的精确度。
电源在使用时会造成很多不良后果,世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。
只有满足产品标准,才能够进入市场。
随着经济全球化的发展,满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。
数控电源是从80年代才真正的发展起来的,期间系统的电力电子理论开始建立。
这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。
在以后的一段时间里,数控电源技术有了长足的发展。
但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。
因此数控电源主要的发展方向,是针对上述缺点不断加以改善。
单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。
新的变换技术和控制理论的不断发展,各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用,到90年代,己出现了数控精度达到0.05V的数控电源,功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。
从组成上,数控电源可分成器件、主电路与控制等三部分。
目前在电力电子器件方面,几乎都为旋纽开关调节电压,调节精度不高,而且经常跳变,使用麻烦数字化智能电源模块是针对传统智能电源模块的不足提出的,数字化能够减少生产过程中的不确定因素和人为参与的环节数,有效地解决电源模块中诸如可靠性、智能化和产品一致性等工程问题,极大地提高生产效率和产品的可维护性。
电源采用数字控制,具有以下明显优点:1)易于采用先进的控制方法和智能控制策略,使电源模块的智能化程度更高,性能更完美。
2)控制灵活,系统升级方便,甚至可以在线修改控制算法,而不必改动硬件线路。
数控直流稳压电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。
本文介绍了利用D/A转换电路、辅助电源电路、去抖电路等组成的数控稳压电源电路,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1-10V之间连续可调,其输出电压大小以0.5V步进,输出电压的大小调节是通过“ ”、“-”两个键操作的,而且可以根据实际要求组成具有不同的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。
关键词:稳压电源、单片微型机;数控直流、D/A转换;第一章绪论 (3)1.1数控直流稳压电源的产生背景 (3)1.2系统开发的意义 (4)1.3系统主要功能 (5)1.4研究中拟解决的主要问题 ............................................. 错误!未定义书签。
第二章系统总体方案设计 ......................................................... 错误!未定义书签。
2.1系统概述.......................................................................... 错误!未定义书签。
2.2系统整体概述.................................................................. 错误!未定义书签。
2.2.1控制部分................................................................ 错误!未定义书签。
2.2.2显示部分................................................................ 错误!未定义书签。
数控直流电流源(F题)一、任务设计并制作数控直流电流源。
输入交流200~240V,50Hz;输出直流电压≤10V。
其原理示意图如下所示。
二、要求1、基本要求(1)输出电流范围:200mA~2000mA;(2)可设置并显示输出电流给定值,要求输出电流与给定值偏差的绝对值≤给定值的1%+10 mA;(3)具有“+”、“-”步进调整功能,步进≤10mA;(4)改变负载电阻,输出电压在10V以内变化时,要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的1%+10 mA;(5)纹波电流≤2mA;(6)自制电源。
2、发挥部分(1)输出电流范围为20mA~2000mA,步进1mA;(2)设计、制作测量并显示输出电流的装置(可同时或交替显示电流的给定值和实测值),测量误差的绝对值≤测量值的0.1%+3个字;(3)改变负载电阻,输出电压在10V以内变化时,要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的0.1%+1 mA;(4)纹波电流≤0.2mA;(5)其他。
三、评分标准四、说明1、需留出输出电流和电压测量端子;2、输出电流可用高精度电流表测量;如果没有高精度电流表,可在采样电阻上测量电压换算成电流;3、纹波电流的测量可用低频毫伏表测量输出纹波电压,换算成纹波电流。
数控直流恒流源的设计与制作发表日期:2006年5月1日出处:本站原创【编辑录入:zouwenkun】指导老师:王贵恩博士制作人:彭浦能、梁星燎、林小涛《数控直流恒流源》《数控恒流源获奖证书》摘要:本系统以直流电流源为核心,AT89S52单片机为主控制器,通过键盘来设置直流电源的输出电流,设置步进等级可达1mA,并可由数码管显示电流设定值和实际输出电流值。
本系统由单片机程控设定数字信号,经过D/A转换器(AD7543)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。
单片机系统还兼顾对恒流源进行实时监控,输出电流经过电流/电压转换后,通过A/D转换芯片,实时把模拟量转化为数据量,再经单片机分析处理,通过数字量形式的反馈环节,使电流更加稳定,这样构成稳定的压控电流源。
基于单片机简易数控直流电压源的毕业设计湖南工业大学本科生毕业设计I(2007届)本科生毕业设计简易数控电压源的设计 学院、系:电气与信息工程学院 专业:自 动 化 学 生 姓名:刘 慧 班级:自本0302班 学号 46030212 指导教师姓名:宋树祥 职称 讲师 最终评定成绩:湖南工业大学本科生毕业设计2007年6月II湖南工业大学本科生毕业设计湖南工业大学本科生毕业设计简易数控电压源的设计院(系):电气与信息工程学院专业:自动化学号:46030212学生姓名:刘慧指导教师:宋树祥讲师2007年 6月I湖南工业大学本科生毕业设计摘要本设计以AT89S52单片机为核心控制芯片,实现数控直流电源功能的方案。
设计采用8位精度的DA转换器DAC0832、三端可调稳压器LM350和一个UA741运算放大器构成稳压源,实现了输出电压范围为+1.4V~+9.9V,电压步进0.1V的数控稳压电源,最大纹波只有10mV,具有较高的精度与稳定性。
另外该方案只采用了5个按键实现输出电压的方便设定,具有设定值调整,微调(步进量0.1),粗调(步进量1)三种调整功能,显示部分我们采用了三位一体的数码管来显示输出电压值。
我们自行设计了 12V和5V电源为系统供电。
该电路的原理是通过MCU控制DA的输出电压大小,通过放大器放大,放大后的电压作为LM350的参考电压,真正的电压还是由电压模块LM350输出。
利用5个按钮调整电压、并且通过共阴极三位一体LED显示输出的电压值。
设计使用3三位一体数码管,可以显示三位数,一个小数位,比如可以显示5.90V,采用动态扫描驱动方式。
与传统的稳压电源相比具有操作方便,电源稳定性高以及其输出电压大小采用数码显示的特点。
关键词:数控,步进,三端可调稳压器I湖南工业大学本科生毕业设计ABSTRACTThe design is with the MCUAT89S52 for the core control chip,which carry out the project that the function of the number controls the direct current powersupply.Designed with the precision of eight DA converter DAC0832,three-adjustable regulators LM350 and a UA741 Operational Amplifiers constitute Regulators source, the output voltage range of +1.4 V ~ +9.9 V, 0.1V voltage step NC Regulators Power, it has with high precision and stability and only have the biggest ripple of 10 mV. Meanwhile, the program used only five keys to achieve the convenience of the output voltage setting ,with setting value adjustments. It has three kinds of adjustfunction,which can carry out micro-adjustment (Stepping volume 0.1)and the coarse adjustment (Stepping volume 1). The show part we have adopted a three-dimensional digital pipe to show the output voltage value. And we designed the 12V and 5V power supply system for electricity. The principle of that electric circuit was that the output voltage size which passes the MCU to control DA, passing the amplifier amplification, and the voltage is the reference voltage of the LM350. And the real voltage is still the LM350 outputs are from the voltage mold piece. Making use of five buttons to adjustment voltages, and pass the total cathode Christian Trinity LED to display the output's voltage .In this design I used 3 piece code tubes, which can show three position numbers, one of them is a fraction position. for example ,it can show a 5.90 Vs. In this design I adopt the scan to drive way is dynamic state sweep. With traditional steady press power supply to compare to have an operation convenience, the power supply stability high characteristics, its exportation electric voltage size adoption figures show.Keywords: Numerical Control, Stepping,Three-adjustable regulatorsII湖南工业大学本科生毕业设计目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究状况 (1)1.3 课题研究方法 (2)第2章数控电压源的总体方案介绍 (3)2.1 数控电压源的方案论证 (3)2.1.1 方案一:采用单片机的数控电压源的设计 (3)2.1.2 方案二:采用调整管的双计数器的数控电压源的设计 (3)2.1.3 方案三:采用调整管的十进制计数器的数控电压源的设计 (4)2.2 数控电压源的方案比较 (5)2.2.1 数控部分的比较 (5)2.2.2 输出部分的比较 (5)2.2.3 显示部分的比较 (5)第3章数控电压源的工作原理 (6)3.1 整机电路框图 (6)3.2 工作原理 (6)3.2.1 DA转换电路工作原理 (6)3.2.2 电压调整电路工作原理 (7)3.2.3 数值计算 (8)第4章单元电路工作原理 (9)4.1 时钟电路 (9)4.1.1 时钟振荡电路图 (9)4.1.2 时钟信号的产生 (9)4.2 复位电路 (9)4.3 键盘接口电路 (10)4.3.1 键盘电路 (10)4.3.2 键盘电路工作原理 (10)4.4 显示接口电路 (11)III湖南工业大学本科生毕业设计4.4.1 显示电路原理 (11)4.4.2 LED显示方式 (12)4.4.3 显示电路原理图 (12)4.5 DA转换电路 (13)4.6 电源电路 (13)4.6.1 稳压器78L12和79L12 (13)4.6.2 电源电路原理图 (14)4.7 所用主要芯片 (14)4.7.1 单片机AT89S52 (14)4.7.2 芯片ADC0832 (15)4.7.3 LM350 (17)4.7.4 运放UA741 (18)第5章数控电压源的软件系统 (20)5.1 主程序 (20)5.2 子程序 (21)5.2.1 中断子程序 (21)5.2.2 显示子程序 (22)5.2.3 键扫子程序 (23)第6章电路的调试 (24)6.1 硬件的调试 (24)6.1.1 硬件调试过程 (24)6.1.2 电路数据的测试 (25)6.2 软件的调试 (26)第7章数控电压源的使用说明 (27)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录1整机电路原理图 (31)附录2元器件清单 (32)IV湖南工业大学本科生毕业设计附录3源程序清单 (33)(1)主程序的源程序清单 (33)(2)外中断1子程序的源程序清单 (35)(3)显示子程序的源程序清单 (36)(4)键扫子程序的源程序清单 (37)(5)延时及启动0832子程序的源程序清单 (38)V湖南工业大学本科生毕业设计第1章绪论1.1 研究背景及意义数控直流电压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。
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。
数控直流电源设计(总10页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--数控直流稳压电源 1)输出电压:范围0~+,步进,纹波不大于8mV。
2)输出电流:500mA。
3)输出电压值用数码管LED显示。
4)用+、—两键分别控制输出电压的步进增减。
5)为实现上述几个部件工作,自制一台稳压直流电源,输出+ 、-15V、+5V。
发挥部分:1)输出电压可预置在0~之间的任何一个值。
2)用自动扫描代替人工按键,实现输出电压变化(步进不变)。
3)扩展输出电压种类(如三角波等)。
#include <>#include <>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define DataPort P2sbit LCM_RS=P1^5;sbit LCM_RW=P1^6;sbit LCM_EN=P1^7;sbit K1=P3^4;sbit K2=P3^2;sbit K3=P3^0;sfr P1ASF=0x9D;sfr ADC_CONTR = 0xbc;sfr ADC_RES = 0xbd;sfr ADC_RESL= 0xbe;void GET_AD_Result();void AD_init( );extern void WriteCommandLCM(uchar CMD,uchar Attribc);extern void InitLcd();extern void DisplayoneChar(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned char DData); extern void DisplayListChar(uchar X,uchar Y,uchar code *DData);unsigned char codedispcode[]={0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39};unsigned char dispbuf[8]={0,0,16,0,0,16,0,0};uchar AD_value,key,Vd=60;unsigned char i,j,temp8,temp9,temp10,temp11;float tt=;uchar tt1=0,tt2=0,tt3=0,m=0;uchar code str0[]={"by "};0CK2K2K2设计任务设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。
数控电源电路的工作原理、功能及故障分析
引言
数控电源电路是广东省中职学校技能大赛电子产品装配与调试项目的竞赛电路。
该项目的竞赛内容有三大部分,其中第二部分内容就是按照任务书中电子产品和功能电路的原理图,在赛场提供的电路板(PCB板)上焊接及安装电子元器件和功能部件,完成电子产品的装配,同时在PCB板上设置了两个故障,竞赛选手排除故障后完成检修报告,并进行有关参数的测量,性能的测试,编制工艺卡片。
一、数控电源电路分析
1.数控电源电路原理图
数控电源电路的主要包括以IC6为核心的单片机控制电路,单片机芯片中巳写入程序,控制外围功能电路。
电路包括有:给自身工作供电的电源电路;MCU控制电路;液晶显示电路;PWM控制输出恒定电压电路;输出电流采样电路;输出电压采样电路;过流报警电路等部分。
2.数控电源电路的工作原理及功能介绍
数控电源电路的工作原理如下:电路接上交流12V×2电源,经整流、滤波、稳压后输出20.1V、+5V直流电压,再经IC4(小功率极性反转电源转换器),产生-5V直流电,20.1V 和-5V为IC5(LM324)四运算放大器供电,+5V为芯片及外围功能电路供电。
单片机芯片脚输出一个PWM信号,经过低通滤波之后,在运算放大器“+”输入端行成一个与PWM 信号占空比成正比例的电压,而输出电压就等于四倍的该电压,并且他们之间的比例可以通过改变R14和R15的阻值而改变;另外单片机芯片脚输出的JK信号,使VT1导通,继电器通电,触头动作,使整流的输入交流电从单12V转换成双12V;单片机芯片①脚输出过流报警信号。
数控电源电路的功能包括以下:
(1)LED1为+24V电源指示灯;。
数控直流电压源的设计摘要直流稳压电源的应用非常的广泛,质量优良的直流稳压电源才能满足电子现在的要求。
所以,直流稳压电源的设计颇为重要,特别是数控直流电压源。
本文主要介绍数控直流电压源的设计,将单片机数字控制技术,有机的融入直流稳压电源的设计中,就能设计出一款高性价比的多功能数字化通用直流稳压电源。
本文论述了一种基于基于A VR16单片机为核心控制的数控直流电压源的设计原理和实现方法,该电源具有电压可预置、可调整、输出的电压信号和预设电压信号可同时显示。
本系统主要包含LCD1602显示模块、4*4矩阵键盘模块、功率放大电路(推挽输出),和辅助电源+15V , -15V , +5V。
本文所设计的数控直流电压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。
数控直流电压源在研究单位、实验室、工业生产线等实际应用中有诸多优势,值得进一步学习和研究。
关键词:单片机数控LCD1602IAbstractThe application of dc voltage stabilizer very extensive, quality excellent dc voltage stabilizer can meet the requirements of electronic now, so, dc voltage stabilizer design are important, especially the numerical control dc voltage source this paper mainly introduces the numerical control dc voltage source design, be single chip microcomputer control technology digital, organic integration into the dc voltage stabilizer design, can design a high ratio of performance multi-function digital general dc voltage stabilizer This paper discusses the AVR16 based on single chip microcomputer as the core control based on the numerical control dc voltage source design principle and method, the power supply voltage preset with adjustable output voltage signal and the voltage signal can also shows that this system mainly include LCD1602 display module 4 * 4 matrix keyboard module power amplifier circuit (the push-pull output), and auxiliary power + 15V,-15 V, + 5 VThe design of the CNC dc voltage source and the traditional manostat, it is characterized by easy operation voltage stability high characteristic, the output voltage size using digital display numerical control dc voltage source research unit in laboratory of industrial production line, in practice, there are many advantages, deserves further study and researchKeywords: a single-chip microcomputer, numerical control, LCD1602目录摘要 .................................................................................................................I Abstrac t.........................................................................................................II 目录 .............................................................................................................. III 1 前言 (1)1.1研究背景及意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3课题研究方法 (2)2 数控直流电压源的方案介绍 (4)2.1数控直流电压源的方案论证 (4)2.2方案比较 (6)3 数控直流电压源的工作原理 (7)3.1整体电路框图 (7)3.2工作原理 (7)3.2.1内部A/D转换电路工作原理 (7)3.2.2电源电路 (9)3.3推挽输出电路工作电路图 (10)4 单元电路工作原理 (12)4.1时钟电路 (12)4.1.1时钟振荡电路图 (12)4.1.2时钟信号的产生 (12)4.2 复位电路 (13)4.3键盘接口电路 (14)4.3.1键盘电路 (14)4.3.2键盘电路工作原理 (14)4.4显示接口电路 (15)4.4.1 LCD1602引脚 (15)4.4.2显示电路原理图 (16)4.5 A/D转换前端电路 (16)4.6主要芯片介绍 (17)4.6.1单片机A Tmega16 (17)4.6.2 LM358 (23)4.6.3 LF356 (24)5 数控直流电压源的软件系统 (25)致谢 (27)参考文献 (28)附录1:元器件清单 (29)附录2:源程序清单 (33)1 前言1.1 研究背景及意义数控直流电压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。
数控直流稳压电源设计绪论电源技术专门是数控电源技术是一门实践性专门强的工程技术,服务于各行各业。
电力电子技术是电能的最正确应用技术之一。
当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、操纵理论、材料等诸多学科领域。
随着运算机和通讯技术进展而来的现代信息技术革命,给电力电子技术提供了宽敞的进展前景,同时也给电源提出了更高的要求。
随着数控电源在电子装置中的普遍使用,一般电源在工作时产生的误差,会阻碍整个系统的精确度。
电源在使用时会造成专门多不良后果,世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。
只有满足产品标准,才能够进入市场。
随着经济全球化的进展,满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。
数控电源是从80年代才真正的进展起来的,期间系统的电力电子理论开始建立。
这些理论为其后来的进展提供了一个良好的基础。
在以后的一段时刻里,数控电源技术有了长足的进展。
但其产品存在数控程度达不到要求、辨论率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。
因此数控电源要紧的进展方向,是针对上述缺点不断加以改善。
单片机技术及电压转换模块的显现为精确数控电源的进展提供了有利的条件。
新的变换技术和操纵理论的不断进展,各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用,到90年代,己显现了数控精度达到0.05V的数控电源,功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。
从组成上,数控电源可分成器件、主电路与操纵等三部分。
目前在电力电子器件方面,几乎都为旋纽开关调剂电压,调剂精度不高,而且经常跳变,使用苦恼数字化智能电源模块是针对传统智能电源模块的不足提出的,数字化能够减少生产过程中的不确定因素和人为参与的环节数,有效地解决电源模块中诸如可靠性、智能化和产品一致性等工程问题,极大地提高生产效率和产品的可爱护性。
电源采纳数字操纵,具有以下明显优点:1)易于采纳先进的操纵方法和智能操纵策略,使电源模块的智能化程度更高,性能更完美。
2)操纵灵活,系统升级方便,甚至能够在线修改操纵算法,而不必改动硬件线路。
数控直流电流源设计摘要AVR 系列的单片机不仅具有良好的集成性能, 而且都具有在线编程接口, 其中的Mega 系列还具有JTAG 仿真和下载功能; 含有片内看门狗电路、片内Flash、同步串行接口SPI; 多数AVR 单片机还内嵌了A/D 转换器、EEPROM、模拟比较器、PWM 按时计数器等多种功能; AVR 单片机的I/O 接口具有很强的驱动能力, 灌入电流可直接驱动继电器、LCD 等元件, 从而省去驱动电路, 节约系统本钱。
关键词:直流稳压电源;AVR单片机;液晶显示。
一、前言数控电源是从80年代才真正的进展起来的,期间系统的电力电子理论开始成立。
在以后的一段时刻里,数控电源技术有了长足的进展。
但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、靠得住性较差的缺点。
因此数控电源要紧的进展方向,是针对上述缺点不断加以改善。
单片机技术及电压转换模块的显现为精准数控电源的进展提供了有利的条件。
新的变换技术和操纵理论的不断进展,各类类型专用集成电路、数字信号处置器件的研制应用,到90年代,己显现了数控精度达到0.05V的数控电源,功率密度达到每立方英寸50W 的数控电源。
从组成上,数控电源可分成器件、主电路与操纵等三部份。
电源采纳数字操纵,具有以下明显优势:1)易于采纳先进的操纵方式和智能操纵策略,使电源模块的智能化程度更高,性能更完美。
2)操纵灵活,系统升级方便,乃至能够在线修改操纵算法,而没必要改动硬件线路。
3)操纵系统的靠得住性提高,易于标准化,能够针对不同的系统(或不同型号的产品),采纳统一的操纵板,而只是对操纵软件做一些调整即可。
二、系统功能系统电压调剂范围为0~12V,最大输出电流1A,具有过载和短路爱惜功能。
输出电压可用1602LCD液晶显示。
键盘设有6个键,复位键,步进增减1V两个键,步进增减0.1V两个键和确认键。
复位键用于启动参数设定状态(5V),步进增减键用于设定参数数值,确认键用于确认输出设定值[2,3].电源开机设定电压输出默许值为5V。
数控dcdc电源设计设计思路以数控DC-DC电源设计为题,本文将介绍数控DC-DC电源的设计思路和流程。
一、引言随着电子设备的普及和功能的增强,对电源的要求也越来越高。
传统的线性稳压电源由于效率低、功耗大,无法满足现代电子设备的需求。
因此,DC-DC电源作为一种高效、稳定的电源解决方案,逐渐得到了广泛应用。
二、数控DC-DC电源设计的基本原理1. 输入电压范围选择根据应用场景和需求确定输入电压范围,一般选择常用的12V或24V为标准输入电压。
2. 输出电压和电流选择根据设备的要求确定输出电压和电流。
可以根据设备的工作电压和功率计算得出所需的输出电流。
3. 转换拓扑选择常见的DC-DC电源拓扑有Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk等。
根据输入输出电压和电流的关系选择合适的拓扑。
4. 控制方式选择数控DC-DC电源一般采用PWM控制,可通过微处理器或专用控制芯片实现。
5. 反馈回路设计为了实现稳定的输出电压,需要设计反馈回路,通过比较输出电压和参考电压来实现闭环控制。
6. 输出滤波设计为了减小输出纹波,需要在输出端设计适当的滤波电路。
7. 保护电路设计为了保护电源和负载,需要设计过流、过压、过热等保护电路。
三、数控DC-DC电源设计的具体步骤和注意事项1. 确定输入电压范围,选择合适的输入电源模块。
2. 根据输出电压和电流要求,计算所需的功率。
选择合适的DC-DC 芯片或模块。
3. 根据所选的DC-DC芯片或模块的规格书,设计输入和输出滤波电路。
4. 设计反馈回路,选择合适的反馈元件和比较器。
5. 设计PWM控制电路,选择合适的控制芯片或微处理器。
6. 设计保护电路,包括过流保护、过压保护、过热保护等。
7. 进行仿真和调试,验证设计的性能和稳定性。
8. 制作样机,进行实际测试和性能评估。
9. 根据测试结果进行优化和改进设计。
10. 完善设计文档,包括原理图、PCB布局、元器件清单等。
在数控DC-DC电源设计过程中,需要注意以下几点:1. 选择合适的DC-DC芯片或模块,确保其输入和输出规格满足设计要求。
什么是直流电源直流电源是一种提供直流电能的电力源,它将交流电转换为恒定的电压或电流输出。
与交流电不同,直流电具有固定的电荷流向,且电压方向不会周期性地改变。
直流电源广泛应用于各个领域,如电子设备、通信系统、工业自动化等。
1. 直流电源分类根据输出特性和工作原理,直流电源可以分为以下几类:1.1 线性稳压电源线性稳压电源通过使用变压器、稳压管等元件来将输入的交流电转换为直流电。
它的主要特点是稳压性好,输出纹波小,但效率较低。
1.2 开关稳压电源开关稳压电源采用开关电路和控制电路,通过对开关器件的合、断控制,将交流电转换为直流电。
它具有高效率、小体积、成本低等优点,广泛应用于工业和通信领域。
1.3 反激式电源反激式电源结构简单,具有高效率和较小的尺寸。
它通过变压器和电容器等元件实现直流电的输出。
2. 直流电源的工作原理直流电源的基本工作原理是通过电源转换器将输入的交流电转换为直流电。
其中,电源转换器通常由整流、滤波和稳压三个部分组成。
2.1 整流整流是将交流电转换为直流电的过程。
常见的整流电路有单相全波整流电路、单相半波整流电路和三相全波整流电路等。
整流的主要目的是改变电流的方向,使其始终为正值。
2.2 滤波滤波是为了减小输出直流电的纹波电压,使其更加平稳。
通常使用电容器、电感等元件来滤除交流成分,使直流电的纹波电压降至最小。
2.3 稳压稳压是为了保持输出电压或电流的恒定不变。
通过采用稳压电路或反馈控制等方法,对输出电压进行调整和控制,使其保持在设定值范围内。
3. 直流电源的应用领域直流电源在各个领域广泛应用,具有以下几个主要应用领域:3.1 电子设备直流电源广泛应用于各类电子设备,如计算机、手机、平板等消费电子产品。
它为这些设备提供稳定的电压和电流,保证它们正常运行。
3.2 通信系统通信系统中的设备、传输线路等通常需要直流电源供电。
直流电源能够提供稳定的电能,保证通信设备的正常工作,如基站、通信终端等。
简述直流电源的组成及作用直流电源是一种能够提供稳定直流电压输出的电子设备。
它由多个组成部分组合而成,每个部分都有着特定的作用,共同完成直流电源的功能。
直流电源的主要组成部分包括变压器、整流器、滤波器和稳压器。
首先是变压器,它负责将交流电源的电压调整到适合直流电源工作的电压范围。
变压器通过电磁感应原理将输入的交流电变成所需的低电压交流信号。
接下来是整流器,它将交流电转换为直流电。
常见的整流器有二极管整流器和可控整流器,其中二极管整流器是最常用的类型。
整流器通过将交流信号的负半周或正半周去除,从而实现交流到直流的转换。
然后是滤波器,它的作用是去除直流电中的纹波,使输出电压更加稳定。
滤波器通常由电容器和电感器组成,通过存储和释放电荷来平滑输出电压。
最后是稳压器,它的作用是将滤波后的直流电压稳定在一个固定的数值,确保电源输出的稳定性。
稳压器通常使用稳压二极管或稳压集成电路实现。
直流电源的作用是为电子设备提供稳定的直流电压。
在现代电子设备中,许多电路和器件都需要直流电源才能正常工作。
直流电源可以提供稳定的电压和电流输出,确保电子设备的正常运行。
例如,在电子通信系统中,直流电源用于为通信设备提供稳定的电力供应;在计算机系统中,直流电源用于为主板、硬盘和显卡等组件提供电能;在工业自动化系统中,直流电源用于驱动电机、控制器和传感器等设备。
直流电源是一种能够提供稳定直流电压输出的电子设备。
它由变压器、整流器、滤波器和稳压器等组成部分组合而成,每个部分都有着特定的作用,共同完成直流电源的功能。
直流电源的作用是为电子设备提供稳定的直流电压,以满足电子设备的正常工作需求。
直流电源在现代电子通信、计算机和工业自动化等领域中起着重要的作用,是现代科技发展不可或缺的一部分。
C题:简易数控直流电源一、任务设计并制作具有一定输出电压范围和功能的数控直流电源。
二、要求1.基本要求1)输出电压:范围-5V~+5V,步进0.1V,纹波≤10mV。
2)输出电压可预置在-5V~+5V之间的任意一个值。
3)输出电流≥500mA。
4)数字显示输出电压值和电流值。
5)为实现上述几部件工作,自制稳压直流电源,输出±15V,+5V。
2.发挥部分1)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)。
2)增加输出电流至1.5A。
3)输出电压调整率≤0.5%(输入电压220V变化范围+15%~-20%下,空载到满载)。
4)输出电流10mA~100mA可调。
5)其他三、评分意见数据分析单位:V 负载电阻:50Ω/2W简易数控直流电源(C题)作者:胡泽志、黄晓岚、严军摘要:该电源系统以ATMEGA8单片机为核心控制芯片,实现数控直流稳压电源功能的方案。
设计采用8位精度的DA转换器DAC0832、精密基准源LM336-5.0、7805和两个CA3140运算放大器构成稳压源,实现了输出电压范围为-5V~+5V,电压步进0.1V的数控稳压电源,最大纹波只有6mV,具有较高的精度与稳定性。
另外该方案只采用了3按键实现输出电压的方便设定,显示部分我们采用了诺基亚3310手机夜晶显示器来显示输出电压值和电流值。
关键词:数控直流稳压源 DAC0832 运算放大器CA3140 精密基准源LM336-5.0 诺基亚3310手机液晶AVR单片机Atmega81.系统方案选择和论证1.1 题目要求1.1.1 基本要求6)输出电压:范围-5V~+5V,步进0.1V,纹波≤10mV。
7)输出电压可预置在-5V~+5V之间的任意一个值。
8)输出电流≤500mA。
9)数字显示输出电压值和电流值。
10)为实现上述几部件工作,自制稳压直流电源,输出±15V,+5V。
1.1.2 发挥部分1)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)。
2)增加输出电流至1.5A。
3)输出电压调整率≤0.5%(输入电压220V变化范围+15%~-20%下,空载到满载)。
4)输出电流10mA~100mA可调。
5)其他1.1.3 说明1.2 系统基本方案根据题目要求,系统可以划分为输出部分,人机接口部分和直流稳压电源。
其中输出部分是由D/A转换后再放大得到的,人机接口包括4个按键和液晶显示部分,直流稳压电源包括两组电源。
1.2.1 方案选择和论证方案一: 三端稳压电源采用可调三端稳压电源构成直流可调电源的电路如图1.1所示。
怎样实现数控呢?我们把图1.1中的可变电阻RP用数字电位器来代替,就能实现数控了。
但由于三端稳压芯片LM317和LM337的输出电压不能从0V起调,输出公式:Vout=1.25×(1+R2/R1)。
所以,可以采用在输出的地方加两个二级管,利用PN节的固有电压来实现从0V起调,如图1.2所示。
图1-1图1.2优点:该方案结构简单,使用方便,干扰和噪音小缺点:数字电位器误差较大,控制精度不够高,误差电压较大。
同时更重要的是几乎所有的数字电位器能够容忍的电流都在20mA以下。
所以,这种方案就被否决了。
方案二:采用A/D和D/A采用A/D和D/A构成直流电源的电路如图1.3和图1.4所示。
采用单片机构成直流电源的电路如图1.3所示,利用AVR单片机自带的D/A口DAC0输出0-2.5V的电压,然后经一级反相放大器和跟随器,此时可以输出0到-5V电压。
但是因为A/D变换器只能采集0到+2.56V的电压,所以再在跟随器后面加一级反相放大器器然后送回到A/D采样,MCU比较发现DAC0输出为正确电压时,则从跟随器后直接输出电压,这样就可以输出0到-5V的电压了。
当需要正相电压时从DAC1口输出电压,这时就不需要反相,其它原理与DAC0相似。
图1.3优点:精确度高,纹波小,效率和密度比较高,可靠性也不错。
缺点:电路相对复杂,AVR单片机的IO口不能容忍负电压,否则会被损坏。
所以,这种方案也行不通。
方案三:采用数字电位器与运放到组合如图1.4所示,在该方案中我们用两个数字电位器代替了MCU中的D/A,这样可以降低成本,同时简化电路,从两个串连的数字电位器可以直接输出-5V到+5V的电压同上面方案一样,当输出反相电压时在送电压回A/D采样时要先经过一次反相。
但同样存在上面的问题。
图1.4优点:电路结构更简单,降低了成本缺点:因为数字电位器电阻误差大,且单片机的A/D口容易损坏。
方案三:采用7805构成直流电源采用7805构成直流电源的电路如图1.5所示,改变RP阻值使7805的公共端的电压在0到-10V之间可调,则7805的输出端电压就可实现-5V-+5V之间可调了。
这种方案是利用了7805的输出端与公共端的电压固定为+5的特性来设计的。
但同样存在不好数控的问题。
图1.5方案四方案三与方案四结合,然后再以+5V为参考输出如上图所示,采用数模转换器输出电流,经电压转换和反向放大之后得到-10V~0V的电压,把这个电压送到三端稳压器件7805的公共端,然后,再以+5V作为参考则输出的电压就能实现在-5V~+5V任意可调。
采样时,是对地采样的,就省去了负电压不好采样的麻烦,这也是我们的创新之处。
1. 主要单元电路设计电源电路单元该电路用了7805、7815和7905、7915制成了两组稳压直流电源电路分别得到±15V和±5V 的电源。
为了防止恒流源电路中的较大电流对控制部分产生干扰,将控制部分的电源和恒流源电路电源分成独立的两部分,分别由两组变压器供电,并且,在电源的输出极加上LC滤波电路。
通过实际测量发现加LC滤波器之前的纹波高达50~60mV,但是通过滤波之后,电压输出,有了明显的改善,纹波只有10mV左右了。
人机接口部分的单元电路设计按键键盘:LCD显示界面:数模转换电路:DAC0832接口电路:用单片机的P3口来控制DAC0832输出电压。
0832输出电路:DAC0832输出的电压通过两个CA3140的两级放大,从Vout1 和Vout2两路输出实现输出正负5V的电源。
精密基准源:用LM334和一个10K的可调变阻构成了一个精密5V基准电压,提高系统的精密度。
纹波、尖峰干扰处理:未加电源滤波器之前,从电源电路输出端测得的纹波有50~60mV,当加了电源滤波器之后,电源电路输出端的纹波只有6~8mV了。
在主控板的电源输入端分别再对±15V、±5V加一级LC滤波,最后把纹波控制在6mV以下了。
主控电路保护二极管:二极管用以防止电流倒灌,防止烧坏电源。
功率放大驱动电路+15V-15V 输出输入上图是由OP放大器与推挽射极跟随器相组合的电路。
因为使用将NPN与PNP晶体管的共同连接的推挽射极跟随器,该电路在输出端不取电流时,发射极无电流流动,所以电路的效率非常高。
这是该电路的一大特点。
没有反馈回路时,推挽射极跟随器的开关失真很大,假如反馈后,开关失真变小,但仍然存在。
为了解决这个问题我们加入了偏置电路,由于在各自的晶体管上加两个二级管的V F电压(≈1.2V),所以在发射极电阻上分别加一个PN节的电压(≈0.6V)。
该电压用发射极设定电流(零点几至数毫安)来除就求出发射极电阻。
在偏置电路里流动的电流,是由比晶体管基极电流大得多的值来决定的,但若太大,则OP 放大器就不能驱动偏置电路,所以设定该电流在1mA以下是比较妥善的。
3.系统的软件设计3.14.系统测试及数据分析4.1 测试仪器与设备测试使用的仪器如表4.1.1所示。
表4.1.1测试所使用的仪器设备4.2 指标测试1、 输出电压:范围-5V ~+5V ,步进0.1V ,纹波≤6mV 。
初始状态时,可以通过4个按键输入-5.0V ~+5.0V 之间的任意电压值,并实时显示。
显示值与实际测量值同步,且在-5.0V ~+5.0V 之间的调节过程中最大误差为0.03V ;2、 输出电压可预置在-5V ~+5V 之间的任意一个值,并且设有电压步进0.1V 的增减键,实时可调,有自动扫描代替人工按键功能,步进0.1V ; 3、 输出电流≤500mA ;4、 输出电压调整率≤0.5%(输入电压220V 变化范围+15%~-20%下,空载到满载); 输出电压/ 输出电流特性:5.004.944.704.55-1-2-3输出电流/mA电压/%输出电压/V分析:上图表示的是输出电压与输出电流的曲线图(输出电压在无负载时,已调整到5.00V )。
在500mA 输出电流流动时,输出电压为4.94,要比此时无负载电压5.00V 低0.06V (1.2%)。
因此对电源的等效输出电阻进行计算为0.12Ω(0.06V/500mA )由于射极跟随器的输出阻抗为数欧,可以知道,加上负反馈之后大大减小了电源的输出阻抗。
5、带负载时可以显示电流值,并通过功能键进行切换,换到电流控制档,可控制电流在10mA~100mA自由调节。
6、线性度:(数据分析)给定电压 5.0 4.9 4.8 4.7 4.6 4.5 4.4 4.3 4.2 4.1 4.0 3.9 3.8 实测电压 5.00 4.91 4.8 4.69 4.60 4.51 4.40 4.29 4.20 4.11 4.02 3.93 3.82 给定电压 3.7 3.6 3.5 3.4 3.3 3.2 3.1 3.0 2.9 2.8 2.7 2.6 2.5 实测电压 3.70 3.59 3.48 3.37 3.29 3.20 3.10 3.00 2.89 2.78 2.68 2.59 2.50 给定电压 2.4 2.3 2.2 2.1 2.0 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 实测电压 2.40 2.31 2.22 2.09 2.01 1.91 1.82 1.73 1.62 1.51 1.40 1.31 1.22 给定电压 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 -0.1 实测电压 1.09 0.99 0.91 0.80 0.71 0.61 0.50 0.39 0.30 0.22 0.10 0.01 -0.11 给定电压-0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 -0.7 -0.8 -0.9 -1.0 -1.1 -1.2 -1.3 -1.4 实测电压-0.21 -0.32 -0.41 -0.50 -0.59 -0.70 -0.79 -0.87 -0.99 -1.10 -1.19 -1.30 -1.41 给定电压-1.5 -1.6 -1.7 -1.8 -1.9 -2.0 -2.1 -2.2 -2.3 -2.4 -2.5 -2.6 -2.7 --实测电压-1.52 -1.63 -1.72 -1.81 -1.90 -2.01 -2.11 -2.20 -2.31 -2.39 -2.50 -2.59 -2.71 给定电压-2.8 -2.9 -3.0 -3.1 -3.2 -3.3 -3.4 -3.5 -3.6 -3.7 -3.8 -3.9 -4.0 实测电压-2.80 -2.91 -3.01 -3.12 -3.22 -3.30 -3.41 -3.49 -3.60 -3.69 -3.80 -3.89 -4.01 给定电压-4.1 -4.2 -4.3 -4.4 -4.5 -4.6 -4.7 -4.8 -4.9 -5.0实测电压-4.11 -4.20 -4.29 -4.40 -4.51 -4.61 -4.70 -4.79 -4.89 -4.998.纹波测试结果:不带负载时的纹波测试图:带负载时的纹波测试图:从波形图中可以看出,加负载后,纹波变得更加密集了。