简易数控直流电源.doc
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1、精品文档,仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除河南工程学院毕业设计(论文)简易数控直流电源学生姓名_罗玖玉_系(部)_机械工程系_专 业_机电一体化_指导教师_瓮嘉民_ 2008年 05月 25 日【精品文档】第 8 页摘 要该简易直流稳压源操作简单,性能稳定,实用性强的目的,采用智能芯片设计的数控直流电源系统,可预置和显示输出电压,并具有输出电压稳定、控制精度高、使用范围广等特点。选用高质量的可控稳压集成芯片,完成恒压功能,并且设计输出恒流范围0V9.9V,具有步进调整功能,最小步进0.1V不变。由“”、“”两键分别控制输出电压步进增减,输出电流为500mA。数控部分核心采用8031单片微
2、机与EPROM,RAM 地址锁存器74LS373组成单片机的基本系统。键盘/显示器接口电路使用8279键盘/显示器控制器,实现了对键盘的自动扫描、防抖功能,并对显示器进行自动刷。关键词:直流电源 数字控制 数码管显示 自动扫描 自动刷新AbstractThis simple direct-current constant voltage source simplicity of operator, the stable property, the usable strong goal, uses the intelligent chip design the numerical control
3、 direct-current power supply system, may initialize and demonstrate the output voltage, and has the output voltage to be stable, the control precision is high, use scope broad and so on characteristics. Selects the high grade controllable constant voltage integration chip, completes the constant pre
4、ssure function, and design output constant flow scope 0V9.9V, has step-by-steps the adjustment function, the most half step enters 0.1V to be invariable. By “+”, “-” two respectively controls the output voltage to step-by-step the fluctuation, the output current is 500mA. The numerical control parti
5、al cores use 8031 monolithic microcomputers and EPROM, RAM address latch 74LS373 compose monolithic integrated circuits basic system. The keyboard/monitor interface circuit uses 8279 keyboard/monitor controller, realized to keyboards automatic scan, against has shaken the function, and carried on to
6、 the monitor brushes automatically.Key words:Direct-current power supply Numerical control Nixietube demonstration Automatic scanAutomatic refurbishing目 录前言1一、方案设计与论证3(一)、方案一3(二)、方案二3 (三)、方案三4 (四)、三种方案的比较4二、系统原理框图6三、主要电路设计与计算 6(一)、数控部分6 (二)、键盘/显示器接口电路9 (三)、功率放大电路9 (四)、输出电压显示电路10 (五)、电源设计11四、系统软件工作流程
7、图12(一)、主程序流程图12(二)、过流保护程序流程图12(三)、波形输出子程序流程图13五、系统测试及整机指标14(一)、系统功能测试14(二)、系统误差分析14参考文献16致谢17前 言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
8、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
9、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
10、便,甚至可以在线修改控制算法,而不必改动硬件线路。3)控制系统的可靠性提高,易于标准化,可以针对不同的系统(或不同型号的产品),采用统一的控制板,而只是对控制软件做一些调整即可。4)系统维护方便,一旦出现故障,可以很方便地通过RS232接口或RS485接口或USB接口进行调试,故障查询,历史记录查询,故障诊断,软件修复,甚至控制参数的在线修改、调试;也可以通过MODEM远程操作。5)系统的一致性好,成本低,生产制造方便。由于控制软件不像模拟器件那样存在差异,所以,其一致性很好。由于采用软件控制,控制板的体积将大大减小,生产成本下降。6)易组成高可靠性的多模块逆变电源并联运行系统。为了得到高性能
11、的并联运行逆变电源系统,每个并联运行的逆变电源单元模块都采用全数字化控制,易于在模块之间更好地进行均流控制和通讯或者在模块中实现复杂的均流控制算法(不需要通讯),从而实现高可靠性、高冗余度的逆变电源并联运行系统。一、方案设计与论证根据数控直流电源题目的要求,提出以下三种设计方案:(一)、方案一(如图一)此方案采用传统的调整管方案,主要特点在于使用一套双计数器完成系统的控制功能,其中二进制计数器的输出经过D/A变换后去控制误差放大的基准电压,以控制输出步进。十进制计数器通过译码后驱动数码管显示输出电压值,为了使系统工作正常,必须保证双计数器同步工作。 图一(二)、方案二(如图二)此方案不同于方案
12、一之处在于使用一套十进制计数器,一方面完成电压的译码显示,另一方面其输出作为EPROM的输入,而由EPROM的输出经D/A变换后控制误差放大的基准电压来实现输出步进。由于只是用了一套计数器,回避了方案一中必须保证计数器同步的问题,但由于控制数据烧录在EPROM中,是系统设计灵活性降低。 图二(三)、方案三(如图三)此方案的控制部分采用8031单片机,输出部分也不在采用传统的调整管方式,而是在D/A转换之后,经过稳定的功率放大而得到,因为使用了单片机,整个系统可编程,似的系统灵活性大大增加。 图三上述三种方案的结构可以用(图四)框图概括。图四(四)、三种方案的比较1数控部分 方案一,二中采用中,
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