數(shù)字化控制在直流穩(wěn)壓電源中的應用設(shè)計

　　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，通過調(diào)整輸出端取樣電阻支路中的電位器來調(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)整簡便，讀數(shù)直觀，電壓輸出穩(wěn)定，便于智能化管理的特點，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，具有過載和短路保護功能。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個鍵，功能選擇鍵，步進增減鍵以及確認鍵。功能選擇鍵用于啟動參數(shù)設(shè)定狀態(tài)，步進增減鍵用于設(shè)定參數(shù)數(shù)值，確認鍵用于輸入設(shè)定值電源開機設(shè)定值為前次使用值。此時按鍵，則電壓顯示值出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，表示進人參數(shù)設(shè)定狀態(tài)。通過按鍵功能選擇可在不同的設(shè)定參數(shù)之間切換，再按確認鍵進人設(shè)定狀態(tài)，通過增減鍵改變設(shè)定值，按確認鍵輸入設(shè)定值。系統(tǒng)設(shè)有自動識別功能，將不接受超出使用范圍的設(shè)定值。

　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

　　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單片機為控制核心，外部擴展一片電擦除2864存儲器用以實現(xiàn)斷電參數(shù)存儲功能。單片機計算設(shè)定值與AID轉(zhuǎn)換采樣反饋值的偏差以及偏差的變化率，得出相應的輸出值，由D/A轉(zhuǎn)換電路變換為模擬量去驅(qū)動電壓輸出控制電路，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P0口輸出。顯示內(nèi)容主要有電源實際輸出電壓、電流，限定的電壓、電流，PID參數(shù)。輸入操作由四個輕觸按鍵完成，采用獨立式按鍵中斷接口方式，單片機響應中斷后，讀取P1口數(shù)據(jù)并進行相應的按鍵處理程序。由于采用中斷方式，占用系統(tǒng)時間較少。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)定通過按“+ 、一”鍵改變，按確認鍵輸入存儲器，保存在2864存儲單元中。