数字电路显得越来越重要，数字信号处理技术日趋完善成熟，显示出越来越多的 优点便于计算机处理控制避免模拟信号的畸变失真减小杂散信号的干扰提烟台南山学院毕业设计论文 第页 高抗干扰能力便于软件包调试和遥感遥测遥调，也便于自诊断容错等技术的 植入。 模块化 电源的模块化有两方面的含义，其是指功率器件的模块化其二是指电源单 元的模块化。模块化的目的不仅在于使用方便，缩小整机体积，更重要的是取消 传统连线，把寄生参数降到最小，从而把器件承受的电应力降至最低，提高系统 的可靠 性。大功率的电源，由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考虑， 般采用多个的模块单元并联工作，采用均流技术，所有模块共同分担负载 电流，旦其中个模块失效，其它模块再平均分担负载电流。极大的提高系统 可靠性，即使万出现单模块故障，也不会影响系统的正常工作。 绿色化 电源系统的绿色化有两层含义首先是显著节电，这意味着发电容量的节约， 而发电是造成环境污染的重要原因，所以节电就可以减少对环境的污染其次这些 电源不能或少对电网产生污染，国际电工委员会对此制定了系列标准， 如工等。世纪末，各种有源滤波器和有源补偿器的方 案诞生，为世纪批量生产各种绿色直流稳压电源产品奠定了基础。 国内发展现状 随着电子技术的迅速发展，直流稳压电源的应用已经非常广泛。其好坏直接 影响着电子设备或电子系统的工作性能。直流稳压电源是电子设计中常用的设备 之，广泛应用于电子电路的各个领域。直流稳压电源分连续导电式与开关式两 类。前者由工频变压器把单相或三相交流电压变到适当值，然后经整流滤波， 获得不稳定的直流电源，再经稳压电路得到稳定电压或电流。这种电源线路简 单，纹波小，相互干扰小，但体积大，耗材多，效率低常低于。后 者以改变调整元件或开关的通断时间比来调节输出电压，从而达到稳压。这类 电源功耗小，效率可达左右，但缺点是纹波大相互干扰大。 直流稳压电路的分类主要有四类稳压二极管稳压电路，这种稳压电路中 利用硅稳压二极管的稳压特性，实现直流工作电压的稳压输出。这种直流稳压电 路的稳压特性半，往往只用于稳定局部的直流电压。在整机电源电路中般不烟台南山学院毕业设计论文 第页 用。串联调整管稳压电路，这种稳压电路利用了三极管集电极与发射极之间阻 抗随基极电流大小变化而变化的特性，进行直流输出电压的自动调整，实现直流 输出电压的稳定。在这种稳压电路中的三极管调整管直处于导通状态。 开关型稳压电路，这是种高性能的直流稳压电路，稳压原理比较复杂，在这种 电路中的三极管开关管处于导通截止两种状态的转换中，即工作在开关状 态，所以开关型稳压电路由此得名。④三端集成稳压电路，这是种集成电路的 稳压电路，其功能是稳定直流输出电压。这种集成电路只有三根引脚，使用很方 便，在许多场合都有着广泛应用。传统的直流稳压电源功能简单，难于控制，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 源则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， 具有定的设计价值。 系统研究方向 直流稳压电源是电子设计中常用的设备之，广泛应用于电子电路的各个领 域。传统的直流稳压电源功能简单，难于控制，可靠性低，干扰大，精度低，体 积大且复杂度高。而基于单片机控制的直流稳压电源则能较好地解决以上传统稳 压电源的不足。 第二章设计原理 设计原理 稳压电源基本原理 直流稳压电源由电源变压器整流滤波和稳压电路四部分组成，其原理 框图如图所示。电网供给的交流电压,经电源变压器降压后， 得到符合电路需要的交流电压，然后由整流电路变换成方向不变大小随时间 变化的脉动电压，再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的直流电压 。但这样的直流输出电压，还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。 在对直流供电要求较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加 稳定。烟台南山学院毕业设计论文 第页 图直流稳压电源框图 稳压电路设计方案 方案采用系列三端稳压器稳压，电路如图 图三端稳压器稳压电路 方案二采用系列可调三端稳压器稳压，电路如图 图可调三端稳压器稳压电路 方案三由运放组成的串联型稳压电源，电路如图烟台南山学院毕业设计论文 第页 图串联型稳压电路 方案与方案二都可实现稳定的电压输出，而且电路结构简单，但方案电 压输出固定，方案二虽然电压可调但很难实现步进调节。方案三既可实现稳定的 电压输出，而且输出电压连续步进可调，满足设计要求。在方案三中用到了运放 图单极性输出电路 数码管显示原理 数码管结构 输出电压采用段数码管进行显示。数码管由个发光二极管以下简称字段 构成，通过不同的组合可用来显示数字字符 符号及小数点。数码管的外型结构如图所示。数码管又分为共 阴极和共阳极两种结构，分别如图和图所示。 外型结构共阴极共阳极 图数码管结构图 数码管工作原理烟台南山学院毕业设计论文 第页 共阳极数码管的个发光二极管的阳极二极管正端连接在起，通常，公 共阳极接高电平般接电源，其它管脚接段驱动电路输出端。当段驱动电路 的输出端为低电平时，则该端所连接的字段导通并点亮，根据发光字段的不同组 合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能吸收额定的段导通电流， 还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。 共阴极数码管的个发光二极管的阴极二极管负端连接在起，通常，公共 阴极接低电平般接地，其它管脚接段驱动电路输出端，当段驱动电路的输 出端为高电平时，则该端所连接的字段导通并点亮，根据发光字段的不同组合可 显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能提供额定的段导通电流，还需 根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻 数码管字形编码 要使数码管显示出相应的数字或字符必须使段数据口输出相应的字形编码。对 照图，字型码各位定义如下 数据线与字段对应，字段与字段对应„„，依此类推。如使用共阳 极。 数码管，数据为表示对应字段亮，数据为表示对应字段暗如使用共阴 极数码管，数据为表示对应字段暗，数据为表示对应字段亮。如要显示， 共阳极数码管的字型编码应为即共阴极数码管的字型编码应 为即。依此类推可求得数码管字形编码如表所示。 表数码管字型编码表 显示 字符 字 形 共阳极共阴极 字型码字形码 烟台南山学院毕业设计论文 第页  熄灭灭 第四章硬件电路与数据测试 整流滤波初步稳压 整流就是把交流电变成脉动的直流电的过程，整流的基本器件是二极管，利 用二极管的单向导电性即可把交流电转换成脉动的直流电，桥式整流电路如图 所示。 烟台南山学院毕业设计论文 第页 图整流滤波电路 滤波是为了降低输出电压的脉动成分，得到较为平滑的直流电源，常有的滤 波电路有电容滤波∏型的滤波形式。电容是个能储存电荷的元件。 有了电荷，两极板之间就有电压。在电容量不变时，要改变两端电压就必 须改变两端电荷，而电荷改变的速度，取决于充放电时间常数。时间常数越大， 电荷改变得越慢，则电压变化也越慢，即交流分量越小，也就滤除了交流分 量，经过滤波后，输出电压的纹波减小，直流成分得到提高 固定三端稳压器稳压电路如图所示，在输入与公共端之间输出端与公 共端之间分别接了的电容,可以防止自激振荡。 图三端稳压电路 主控部分 单片机是系统的控制核心，主要是通过控制数摸转换来实现对稳压 电源的调节，并且控制显示电路，电路如图所示。烟台南山学院毕业设计论文 第页 图 主控电路 主控电路中包括工作的基本电路复位电路和晶振电路，还有两个 按键键和键，这两个按键用于控制输出电压的增加与减小。 数模转换 模块是整个系统的纽带，连接着控制部分与稳压部分，电路如图所 示 图数模转换电路 烟台南山学院毕业设计论文 第页 该数模转换电路采用的是单极性输出方式，输出，其 中的值为组成的位二进制，取值范围为，是参考电压，该 电压有电阻和可变电阻分压所得，通过调节可变电阻可以改变参考电压 。 稳压部分 稳压部分是系统的实现核心，模块输出的模拟信号决定最终的输出电压， 电路如图所示。 图稳压电路 稳压电路中电阻和组成取样电路，对输出电压进行取样，运放 构成比较电路，对采样电压与数模转换输出的电压进行比较以控制调整电路，三 极管和构成调整电路，调整电路通过改变三极管的管压降来调整输出电压。 显示电路 显示电路是对系统输出电压进行显示，使得整个系统更加合理话，由于只显 示输出的电压，所以显示器件采用数码管，电路如图所示 烟台南山学院毕业设计论文 第页 图数码管显示电路 数据测试与分析 数据测试主要是测试输出电压与设定值之间的误差。测试数据如表 表测试数据 设定值输出电压误差 从表中的数据可以看出第组和第组输出电压与设定值偏差比较大，设 定值在时输出电压偏差不大。为了减小误差，所以将电压的设定值限 定在之间。系统输出电压在之间步进可调，步进值为。 第五章软件设计 软件流程图 系统软件流程图直观的描述了如何实现对系统输出电压的调节。首先对系统 的输出电压进行初始化，设定为常用电压值，然后通过判断按键是键或是 键对系统的输出电压进行相应的调节，并保证输出电压不超出设定范围，具体的 调节过程如图所示。烟台南山学院毕业设计论文 第页 图系 统软件流程 图 结束语 该设计采用闭环反馈调整的方法，设计出了实用的直流电压源，其电压输出 的级数与的位数有紧密关系，本设计采用了位的，若采用位或位 的转换器进行相应的闭环调整