數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)

摘要：常規(guī)線性穩(wěn)壓電源中，調(diào)整元件串聯(lián)在負(fù)載回路，其作用就像一只可變電阻，輸入電壓或負(fù)載變化時(shí)，串聯(lián)調(diào)整元件的壓降改變，從而使輸出電壓穩(wěn)定不變。當(dāng)輸入電壓過高時(shí)，串聯(lián)調(diào)整管的功耗很大，因此效率很低。為了解決常規(guī)線性電源采用滑動(dòng)電阻調(diào)節(jié)方式所帶來的低效率問題，通過采用數(shù)字控制的方法，使線性電源的效率最大化。該設(shè)計(jì)利用STC12C5410AD單片機(jī)輸出PWM控制三端穩(wěn)壓器，實(shí)際帶載測(cè)試在輸入電壓波動(dòng)范圍為±20％的情況下，效率達(dá)到了50％的結(jié)果，證明數(shù)控型電源具有工作穩(wěn)定，電壓調(diào)節(jié)精度高，紋波系數(shù)小，效率高于常規(guī)線性電源的特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：數(shù)控；STC12C5410AD；穩(wěn)壓電源；PWM

穩(wěn)壓電源是能為負(fù)載提供穩(wěn)定交流電源或穩(wěn)定直流電源的電子裝置。直流穩(wěn)壓電源應(yīng)用非常廣泛，但只有質(zhì)量優(yōu)良的直流穩(wěn)壓電源，才能滿足各種電子設(shè)備的要求。本文利用單片機(jī)數(shù)字控制技術(shù)，采用PWM進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)，設(shè)計(jì)出一款性價(jià)比高的多功能數(shù)字化通用直流穩(wěn)壓電源。該設(shè)計(jì)除了具有對(duì)電壓的數(shù)字控制功能外，還可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)際電壓、電流輸出，效率高，穩(wěn)定度強(qiáng)。同時(shí)，該設(shè)計(jì)具有調(diào)節(jié)精度高、功能多、液晶實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯示等諸多優(yōu)點(diǎn)。

1 電源組成及工作原理
數(shù)控直流穩(wěn)壓電源主要由整流濾波電路、穩(wěn)壓電路、采樣電路、PWM控制電路、鍵盤電路、顯示電路和主控電路構(gòu)成。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

一般而言，現(xiàn)在的數(shù)控直流電源按工作原理分為三類，分別為開關(guān)電源，相控電源和線性電源。這三類電源各有自身的優(yōu)缺點(diǎn)。就數(shù)字控制部分而言，這些電源的控制方式是一致的，即脈寬控制。因線性電源穩(wěn)壓精度較高，輸出紋波電壓也較低，在這里主要討論線性電源的設(shè)計(jì)。
數(shù)控電源的工作原理是將輸入的交流電源經(jīng)變壓后，整流濾波，通過PWM調(diào)節(jié)三端穩(wěn)壓器(開關(guān)電源為開關(guān)管)來達(dá)到調(diào)節(jié)輸出的目的。然后通過A／D采樣，將數(shù)據(jù)交由單片機(jī)處理，利用閉環(huán)調(diào)節(jié)來保證穩(wěn)定可控的輸出。