试论基于PIC单片机的数控电源设计.pdfVIP

基于PIC单片机的

数控电源设计

学院：广东工贸职业技术学院

指导老师：姚才教授

姓名：吴理通

学号：0718124

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。

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。

第一章系统设计

1.1设计任务与要求

1.1.1设计任务

设计一台微机控制的数控直流电压源，为电子设备供电。

在设计过程中，选择1～2个单元电路使用仿真软件（例如Multisim2001等）进

行仿真调试。

用计算机绘制所有的电路图和印刷电路图

1.1.2设计要求

输出电压范围0-30v，步进值为0.1V

电压调整率Sv0.05%V；

电流调整率Si0.03%A；

纹波电压〈峰峰值=5mA；

具有过流保护和短路保护功能；用数字显示输出电压

1.2方案的选择与论证

1.2.1总体设计方案

根据题目要求设计的框图，如图1.1所示：

方案一：此方案采用传统的调整管方案，主要特点在于使用一套十进制计数器完

成系统的控制功能，一方面完成电压的译码显示，另一方面其输出作为EPROM

的地址输入，而由EPROM的输出经D/A变换后去控制误差放大的基准电压，

以