數(shù)字化控制在直流穩(wěn)壓電源中的應(yīng)用設(shè)計(jì)

　　引言

　　直流穩(wěn)壓電源是電子技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的設(shè)備。常見的直流穩(wěn)壓電源，大都采用串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓原理，通過(guò)調(diào)整輸出端取樣電阻支路中的電位器來(lái)調(diào)整輸出電壓。由于電位器阻值變化的非線性和調(diào)整范圍窄，使普通直流穩(wěn)壓電源難以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的精確調(diào)整。目前，直流穩(wěn)壓電源已朝著多功能和數(shù)字化的方向發(fā)展，本文以單片機(jī)為核心，結(jié)合數(shù)字反饋控制技術(shù)。該電路具有電壓調(diào)整簡(jiǎn)便，讀數(shù)直觀，電壓輸出穩(wěn)定，便于智能化管理的特點(diǎn)，有效地克服了傳統(tǒng)電源的不足。

　　1 系統(tǒng)功能系統(tǒng)

　　電壓調(diào)節(jié)范圍為0一12V，最大輸出電流2A，具有過(guò)載和短路保護(hù)功能。數(shù)字顯示有4位，其中1位功能顯示，另3位顯示輸出電壓以及電路參數(shù)設(shè)定值。鍵盤設(shè)有4個(gè)鍵，功能選擇鍵，步進(jìn)增減鍵以及確認(rèn)鍵。功能選擇鍵用于啟動(dòng)參數(shù)設(shè)定狀態(tài)，步進(jìn)增減鍵用于設(shè)定參數(shù)數(shù)值，確認(rèn)鍵用于輸入設(shè)定值電源開機(jī)設(shè)定值為前次使用值。此時(shí)按鍵，則電壓顯示值出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，表示進(jìn)人參數(shù)設(shè)定狀態(tài)。通過(guò)按鍵功能選擇可在不同的設(shè)定參數(shù)之間切換，再按確認(rèn)鍵進(jìn)人設(shè)定狀態(tài)，通過(guò)增減鍵改變?cè)O(shè)定值，按確認(rèn)鍵輸入設(shè)定值。系統(tǒng)設(shè)有自動(dòng)識(shí)別功能，將不接受超出使用范圍的設(shè)定值。

　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　2.1 電路原理

　　電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，系統(tǒng)選用AT89C51單片機(jī)為控制核心，外部擴(kuò)展一片電擦除2864存儲(chǔ)器用以實(shí)現(xiàn)斷電參數(shù)存儲(chǔ)功能。單片機(jī)計(jì)算設(shè)定值與AID轉(zhuǎn)換采樣反饋值的偏差以及偏差的變化率，得出相應(yīng)的輸出值，由D/A轉(zhuǎn)換電路變換為模擬量去驅(qū)動(dòng)電壓輸出控制電路，從而使電壓穩(wěn)定在設(shè)定值。

　　2.2 顯示輸出及按鍵輸入電路

　　LED顯示器和74LS247,74LS138構(gòu)成信息顯示系統(tǒng)，顯示數(shù)據(jù)由單片機(jī)P0口輸出。顯示內(nèi)容主要有電源實(shí)際輸出電壓、電流，限定的電壓、電流，PID參數(shù)。輸入操作由四個(gè)輕觸按鍵完成，采用獨(dú)立式按鍵中斷接口方式，單片機(jī)響應(yīng)中斷后，讀取P1口數(shù)據(jù)并進(jìn)行相應(yīng)的按鍵處理程序。由于采用中斷方式，占用系統(tǒng)時(shí)間較少。功能選擇鍵，其功能循環(huán)的路徑為：輸出電壓顯示~輸出電壓設(shè)定一比例參數(shù)~積分參數(shù)~微分參數(shù)一輸出電壓顯示，參數(shù)設(shè)定通過(guò)按“+ 、一”鍵改變，按確認(rèn)鍵輸入存儲(chǔ)器，保存在2864存儲(chǔ)單元中。