基于89C2051的多功能交流穩(wěn)壓電源設計

1 引言

　　目前我國有些地方由于電力供應緊張,或電力設備嚴重老化,在用電高峰期,電網超負荷運行,電網電壓太低,而在用電低谷期,電網電壓太高,這種電壓大幅度波動的現象,很容易給一些用電設備帶來損害。特別是不斷出現的各種智能化儀器儀表、個人電腦等家用電器,對電源質量的要求越來越高,這就需要研制一種高性能的交流穩(wěn)壓電源。

　　當前市場上的交流穩(wěn)壓電源有繼電器控制和伺服電機控制的交流穩(wěn)壓電源兩類,前者是一種有級調整,價格低廉,效率較高,但由于是有級調整造成電壓跳動和瞬間斷電,用于計算機及帶微電腦的家用電器、智能化儀器儀表等容易造成故障。后者是一種無級調整、效率高、調壓范圍寬、波形失真小,但是功能比較單一,性能和可靠性欠佳,沒有實現智能化,不能數字顯示,更沒有定時輸出和鬧鐘作用。為此,我們研制的單片機控制多功能交流穩(wěn)壓電源,具有穩(wěn)壓精度好、效率高、適用范圍寬,且能自動連續(xù)調壓,波形失真小,特別是由于采用了單片機,實現了智能化,具有數字顯示輸出電壓、穩(wěn)壓精度、時間、定時起止時間、鬧鐘時間等功能,參數可以由用戶修改,而且既可以作交流穩(wěn)壓電源,又可以作定時輸出電源。

2 工作原理

　　這種多功能交流穩(wěn)壓電源采用89C2051單片機進行控制,電路原理如圖1所示。將市電電壓變化和負載變化情況,通過取樣電路,經LM331組成的V/F電路轉換為脈沖信號,送入單片機進行處理,算出電壓,再與用戶預置的允許電壓比較來控制伺服電機,進而控制環(huán)形自耦變壓器調整輸出電壓,使輸出電壓保持穩(wěn)定,控制部分采用高速電子開關和達林頓管組成的驅動電路,所以靈敏度高、噪聲低。單片機輸出的顯示內容由74LS164組成的串入/并出電路驅動的五位LED顯示。單片機通過三條可編程I/O線完成多項顯示項目。參數的顯示和修改類似于電子手表,用戶容易理解和掌握,顯示內容及意義如下：

0220實時輸出電壓為220V

110.28實時時間為10點28分

206.306點30分鬧鐘啟動

303.04穩(wěn)壓精度為上限3％,下限4％

410.3010點30分為定時電源接通

511.0011點定時電源斷開

　　用戶能直觀了解輸出電壓、時間等,能修改穩(wěn)壓精度及鬧鐘時間,根據用戶預置定時起止時間,自動控制定時驅動電路,控制定時電路準時接通電源,準時斷開電源。

　　這種多功能交流穩(wěn)壓電源,還具有延時輸出功能,在斷電后又來電時,能準確延時5分鐘后輸出,延時精度高,延時時間誤差1s。還具有過壓、欠壓、過流等保護電路。

　　因此,該穩(wěn)壓電源具有精度高、響應速度快、波形失真小、效率高、體積小、智能化程度高等許多優(yōu)點。