数控开关电源的设计与实现
数控开关电源的设计与实现
摘要：本文采用AT89S51单片机作为数控开关电源的主控部件，通过巧妙的软件设计与简易可靠的硬件电路相配合，实现输出电压可步进调整、输出电压信号可直接显示的功能。
整个设计包括电源变换部分、数字控制部分、数码显示部分三大电路模块组成。主芯片采用开关稳压集成电路芯片LM2575，数字电位器X9511依据指令，用数字控制来改变反馈，并将输出电压在数码管上显示。
关键词：单片机；开关电源；数控
The Switch Electrical Source of
High-precision Numerical Control
Abstract:In this digital switching power supply, A T89S51 MCU is the main components. Through clever design and simple and reliable software, hardware circuit line, stepping to achieve output voltage adjust, output voltage signal functions can be directly displayed.
Transform the whole design including the power of the digital control of the part of the three digital display circuit module. The main chip switching regulator IC LM2575, Digital Potentiometers X9511 based on instructions to change the use of digital feedback control and output voltage on the LED display.
Key Words：Singlechip microcomputer; switching power supply; n umerical control
1引言
1.1数控开关电源概述
随着电子技术的高速发展，电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源。电源是各种电子设备必不可少的重要组成部分，其性能的优劣直接关系到整个系统的安全性与可靠性。而开关电源是目前应
用最为广泛的一种新式电源装置，由于其小型化、轻量化、高效率、可大量节约能源等显著优点而深受人们的青睬，并被广泛应用于电子计算机、电视机、邮电通信、军事装备、交通设施、仪器仪表、工业设备等领域中。近年来，随着电子信息产业的迅速发展，人们对开关电源的需求也与日俱增。开关电源的开发与制造已成为了方兴未艾、发展前景十分诱人的朝阳产业。而怎样使开关电源在低成本情况下实现高精度的数控化调控成了人们研究的热点。
开关电源是利用现代电力电子技术，采用功率半导体器件作为开关，通过控制开关晶体管开通和关断的时间比率（占空比），调整输出电压，维持输出稳定的一种电源。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源。再者开关电源与线性电源相比又有以下优点:
1)开关电源的体积和重量明显地小于同功率的线性电源。因为它用高频变压器
代替了线性电源中笨重的工频变压器，能降低大量金属消耗。
2)开关电源的效率高于线性电源。因为它的功率管工作在开关状态，其效率一
般高于60%，且随着输出功率的增大而提高，普遍可达80%以上。对于开关电源而言，只要在脉冲宽度调节范围内，开关电源功率管上的功耗不随电网电压和输出电压变动，固有损耗比较低，所以它可应用于长期工作的各种设备中以降低能耗。而线性电源中由于调整管工作在线性状态且流过负载电流，所以功耗很大。当输出电压较低时，其效率小于50%。
3)开关电源的适应性强。因工作方式的特殊性，开关电源能够适应更宽的工作
电压范围。以电视机中的开关电源为例，目前生产的电视机能够做到同时适应国内220V和国外110V的电源。在经济日益全球化的今天，这一特性是传统线性电源无法比拟的。
4)开关电源更安全。线性电源的输入电压和输出电压的差值较大，一旦调整管
击穿，全部输入电压将加到输出端，有可能危及负载。而并联式开关电源中，当功率管损坏时，主回路停止工作，输出端就没有电压输出，不会出现过压现象。另外由于开关电源的效率比较高，开关管上的功耗比较小，发热较低，所以对散热安装设计的要求降低，以及涉及220V电压等情况进行的多重安全设计，都进一步提高了系统的安全性。
当今开关电源发展的三大趋势为：
1)非隔离DC/DC技术迅速发展
2)初级PWM控制IC不断优化
3)同步整流技术实现高效率
4)开关的频率更高
1.2数控开关电源目前发展状况
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。日前，随着单片开关电源集成电路的应用，开关电源正朝着短、小、轻、薄的方向发展。单片开关电源自20世纪90年代中期问世以来便显示出强大的生命力，它作为一项颇具发展前景和影响力的新产品，引起了国内外电源界的普遍重视。现已成为具有发展前景和影响力的一项高新技术产品。最近两年来，国外—些著名的一些芯片厂家又竞相推出了一大批单片开关电源集成电路，更为新型开关电源的推广与普及奠定了良好的基础。随着单片机技术的发展和控制理论研究的深入，开关电源的数字化控制也从比较简单的MCU加电源芯片的控制结构发展到利用高性能DSP及FPGA进行PWM、通信、监控的全数字化控制结构。实时性和多任务的要求使双CPU结构得到了更加广泛的应用。目前开关电源的发展，主要朝着更高的功能密度和变换效率及更好的动态特性，更好的环保性能，智能化与高可靠性，更广泛的应用等方面发展。
1.3开关电源的分类
随着电力电子器件和开关变频技术几乎同步开发的前提下，两者相互促进与推动，开关电源每年以超过两位数字的增长率，向轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。开关电源科分为AC/DC，AC/AC，DC/AC，DC/DC四大类。DC/DC 变换器现已实现模块化、成熟化和标准化。但AC/DC的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。以下分别对四类开关电源的结构和特性作以阐述。[2]
1、DC/DC变换器
DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。斩波器的工作方式有：脉宽调制方式（Ts不变，改变ton）和频率调制方式（ton 不变，改变Ts）两种。前者较为通用，后者容易产生干扰。其具体电路有Buck
电路（降压斩波器，其输出平均小于输入电压，极性相同）、Boost电路（升压斩波器，其输出平均电压大于输入电压，极性相同）、Buck—Boost电路（降压或升压斩波器，电感传输方式。其输出平均电压大于或小于输出电压，极性相反）和Cuk电路（降压或升压斩波器，电容传输方式。其输出平均电压大于或小于输入电压，极性相反）四种。
2、AC/DC变换器
AC/DC变换器是将交流电压变换成直流电压，其功率流向可以是双向的功率六由电源流向负载的称为“整流”，功率六有负载返向电源的称为“有源逆变”。AC/DC变换器输入为50/60Hz的交流电，因必须经整流、滤波，因此体积相对较大的滤波电容器是必不可少的，同时因遇到安全标准，（如UL、CCE等）及EMC指令
的限制（如IEC、FCC、CSA），交流输入侧必须加EMC滤波及使用符合安全标准的元件，这样就限制AC/DC电源体积的小型化,另外,由于内部的高频、高压、大电流开关动作，使得解决EMC电磁兼容问题难度加大，也就对内部高密度安装电路设计提出了很高要求，由于同样的原因，高电压、大电流开关使得电源工作效率达到一定的满意程度。
AC/DC变换按电路的接线方式右分为，半波电路、全波电路。按电源相数可分为，单相。按电路工袋子和象限又可分为一象限、二象限、三象限、四象限。
3、DC/AC变换器
它是将直流电转换成交流电的开关变换器，有的称其为变流器，是交流输出开关电源和不间断电源(UPS)的主要部件。在某些特殊场合，例如卫星、飞机、舰船、潜艇等没有工频交流电源(50或60Hz)，仅有蓄电池或太阳能电池可供使用，它们都属于直流电源，当需要由这些电源向交流负载供电时，便需要DC／AC变换。此外，工频交流电对某些负载来说并不适用，例如飞机上使用400Hz交流电，感应加热需要使用中频或高频交流电，感应电动机变频凋速需要在一定范围内可以任意变频、变压的交流电等。在有工频交流电源的情况下，先将工频交流电变成直流电，再经过逆变器变成所需频率和电压的交流电，这些应用都需要DC／AC
变换技术。
随着电力半导体器件的发展，逆变技术在应用范围得到进一步拓宽，它几乎渗透到国民经济的各个领域。尤其是高压、大电流、高频三者功能兼备的场控器件的开发成功，为简化逆变电路、提高逆变器的性能及高频脉宽调制(PWM)技术的广泛应用奠定了基础。
4、AC/AC变换器
它是将一种频率的交流电直接转换成另一种恒频或可变频率的交流电．或是将变频交流电直接转换成恒频交流电的变换装置。在需要不同于市电频率或频率可变的交流电源场合,通常采用AC／AC变换器，它可以用两种方案实现：( 1 ) AC／DC／AC变换，该方案必须通过AC／DC和DC／AC两次电能变换，故效率较低。
( 2 ) AC／AC变换：该方案无需中间直流环节，就可以直接将工频交流电能转换成频率可变的交流电能。故称为直接变频。由于电源电压是交变的，故这种变换大多采用电网换流方式，少数也采用强迫换流方式，随着自关断器件的发展，AC／AC变换技术已得到重视。
AC／AC变换技术主要应用范围如下：
1 ) 大功率(几千千瓦以上)的交流传动：
2 ) 舰船或飞机用的恒频电源。
3 ) 静止无功补偿。
1.4开关电源的控制方式
无工频变压器开关电源的控制方式，大致有以下三种：脉宽调制方式，脉冲频率调制方式，混合调制方式。
1.4.1 脉宽调制技术
脉宽调制PWM技术（相对于软开关技术，PWM也称为硬开关）由于其电路简单、控制方便而得到了广泛应用。1976年美国硅通用公司第一个做出了单片集成控制芯片SG1524，称为脉宽调制器。从此，PWM技术的应用和发展开始进入了相对成熟的阶段。脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）波形图如图1-1所示，是将脉冲周期固定，通过调节脉冲宽度来调节输出电压。
图1-1 PWM控制方式波形图
稳压原理是：当输出电压升高时，控制器输出信号的脉冲周期不变，而脉冲宽度变小，使占空比减小，输出电压降低。
目前，应用PWM技术的变换器运行的最佳频率范围是50～120KHz（使用MOSFET做开关管），在这个范围内，整个系统无论体积、重量、可靠性和价格都基本实现了最佳。但是，常规PWM技术的固有缺陷限制了其进一步的高频化，表现在：
1．在开关器件导通和关断的过程中，电压和电流的波形有重叠，产生开关损耗，并且该损耗随着开关频率的提高而增大；
2．电路的寄生电感和寄生电容在高频时产生严重的电压尖峰和浪涌电流。
由于这些局限性，迫使人们另想办法，围绕着减小开关损耗，消除或缓解电路中寄生参数的影响而提出了谐振变换技术。
1.4.2 脉冲频率调制技术
脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation，PFM）波形图如图2-6所示，是将脉冲宽度固定，通过调节工作频率来调节输出电压。
图1-2 PFM控制方式波形图
在电路设计上要用固定频率发生器来代替脉宽调制器的锯齿波发生器，并利用电压、频率转换器（例如压控振荡器VCO）改变频率。稳压原理是：当输出电压升高时，控制器输出信号的脉冲宽度不变，而工作周期变长，使占空比减小，输出电压降低。调频式开关电源的输出电压的调节范围很宽，调节方便。
1.4.3 混合调制技术
混合调制方式，是指脉冲宽度与开关频率均不固定，彼此都能改变的方式，它属于PWM和PFM的混合方式。由于Tp和T均可单独调节，因此占空比调节范围最宽，适合制作供实验室使用的输出电压可以宽范围调节的开关电源。目前这种调制方式应用得不是很多，厂品类型也不多，只是在个别实验室中使用，其原因是两种调制方式共存，相互影响较大，稳定性差。再者，这种开关电源电路比较复杂，集成控制电路也不是很多。但是它的占空比调节范围很宽，输出电压能做到很低。
2 数控开关电源的设计方案及论证
2.1.系统设计要求
（1）输出电压调节范围：0.00V-9.99V；
（2）输出（实测）电压值和预置电压值之间的误差<0.1V ；
（3）输出电流：大于500mA；
（4）具有人机接口功能，输出电压值由数码管显示，由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减，步进为0.1V；
（5）电源应具有输出短路保护和功率器件的过热保护功能；
（6）经济性、可靠性与操作的方便性。要求成本相对低、芯片使用数量相对少、可靠性相对高、操作方便。工艺较好。
2.2.系统基本设计方案选择与比较
（1）控制器模块
方案一：采用常用的AT89C51控制。技术比较熟练，应用广泛，现在的51系列技术硬件发展的也非常得快，也出现了许多功能非常强大的单片机，因此使用单片机可以实现要求的基本功能。但是为了实现多组预存信息,必须外加具有
掉电存储功能的EEPROM,这增加了系统的复杂程度。而且在执行动态刷新的时候读取EEPROM的速度慢，刷新频率受到限制。
方案二：应用ARM，ARM是一种功耗很低的高性能处理器，技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。方便、安全、高效。作为嵌入式领域中最为广泛使用的32位处理器结构体系，ARM已经成为多个应用领域的标准CPU。ARM处理器技术正在成为多数嵌入式高端应用开发的首选。ARM2138芯片具有高达32KB的内存作为数据的缓冲区，因此能够实现非常快的读取速度。并具有丰富的I/O资源，而且其外围电路简单,在片内即可实现所有控制，简化了整个系统的复杂程度。
本系统控制器用AT89C51就可以完全控制整个系统了，所以选择方案一。
（2）电源转换模块
方案一：LM2575应用PWM技术的变换器运行的最佳频率范围是系列开关稳压集成电路是美国国家半导体公司生产的1A应用PWM技术的变换器运行的最佳频率范围是集成稳压电路应用PWM技术的变换器运行的最佳频率范围是,应用PWM技术的变换器运行的最佳频率范围是它内部集成了一个固定的振荡器, 应用PWM技术的变换器运行的最佳频率范围是只须极少外围器件便可构成一种高效的稳压电路,可大大减小散热片的体积,而在大多数情况下不需散热片;内部有完善的保护电路,包括电流限制及热关断电路等; 应用PWM技术的变换器运行的最佳频率范围是芯片可提供外部控制引脚，是传统三端式稳压集成电路的理想替代产品。
方案二：MC34063是一单片双极型线性集成电路,专用于直流-直流变换器控制部分.片内包含有温度补偿带隙基准源、一个占空比周期控制振荡器、驱动器和大电流输出开关,能输出1.5A的开关电流.它能使用最少的外接元件构成开关式升压变换器、降压式变换器和电源反向器.
本模块用LM2575就可以完全控制整个系统了，所以选择方案一。
（3）A/D转换模块
方案一：TLC549是TI公司的8位开关电容逐次逼近A/D转换器为基础而构造的CMOSA/D转换器。由于是串行输入结构，能够节省51系列单片机I/O资源；且价格适中，分辨率较高，因此在仪器仪表中有较为广泛的应用。TLC549芯片电路如图2-3为芯片原理图，图2-4为芯片引脚排列图
图2-3 TLC549原理图图2-4 TLC549的引脚排列方案二：ADC0832为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0~5V之间。芯片转换时间仅为32 S，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过DI数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。
TLC549方案优势比较明显。
（4）键盘/显示模块
键盘与显示电路是反映电路性能、外观的最直观部分，所以此部分电路设计的好坏直接影响到电路人机交互功能的好坏。
a）按键模块
在该系统中需要对输入信号值进行设置，以实现对其的控制，此处对以下两种方案进行比较。
方案一：采用HD7279，实现对按键的扫描、消除抖动、闪烁等功能。同时该芯片还可连接多达64键的键盘矩阵，软件编程简单。用HD7279和键盘组成的人机控制平台，能够方便的进行控制单片机的输出。
方案二：采用单片机读取外部按钮，然后控制数字电位器X9511中的滑动端位置PU和PD，滑动端的位置可以存储在EEPROM存储器中，在下次上电使用时将被重新调用。这种方案既能很好的控制键盘及显示又为单片机大大的减少了程序的复杂性。
方案一虽然也能很好的实现电路的要求，但考虑到电路设计实际需求和电路整体的性能，选用方案二。
b）显示模块
系统需要对最后的输出电压（电流）和之前的预置电压（电流）进行显示，使输出信号数值可以很直观进行对比，此处考虑以下两种方案。
方案一：使用传统的数码管显示。数码管具有以下优点：低功耗，寿命长，耐老化，防潮，防晒，防高（低）温，对外界环境要求低，易于维护，同时其精度比较高，精确可靠，操作简单。数码管（LED）对环境因素要求较低，显示明亮，采用BCD编码显示数字，程序编译相对容易，资源占用少。
方案二：采用液晶显示屏显示温度和湿度。液晶显示屏（LCD）具有轻薄短小、低功耗、无辐射危险，平面直角显示以及影像稳定不闪烁等优势，可视面积大，可显示的信息量大，画面效果好，分辨率高，抗干扰能力强等特点。但编程工作量较大，控制其占用资源较多。
基于上述分析，考虑到此设计系统没必要用液晶显示屏来显示我们所需要显示信号数值，用数码管就可以很方便得让信号数值显示出来，而且明显直观。所以本系统模块选择方案一。
2.3.系统设计方案的结论
经过仔细地分析和论证，决定了系统各模块的最终方案如下：
1）控制模块：采用AT89C51控制系统；
2）电源转换模块：采用传统三端式稳压集成电路LM2575
3）A/D转换模块：采用TLC549逐次逼近型A/D转换器；
4）键盘模块：采用按键式数字电位器X9511来实现；
5）显示模块：采用普通的数码管来显示；
2.4.系统设计框图
整个设计包括电源变换部分、数字控制部分、数码显示部分三大电路模块组成。
主芯片采用开关稳压集成电路芯片LM2575，用数字控制来改变反馈，并将输出电压在数码管上显示。
系统总体设计框图如图2-1所示。
图2-1 数控电源总体系统框图
3 系统的硬件设计与实现
3.1.系统硬件的基本组成部分
系统控制部分：本部分是以AT89C51为核心的最小系统模块，单片机振荡器
采
用12MHz晶振。
电源变换部分：采用开关稳压集成电路芯片LM2575芯片输出信号为基础，通
过
指令用控制数字电位器来改变反馈。
数字显示部分：本部分包括以按键式数字电位器X9511为核心的键盘和用
LED
来显示预置和输出信号数值模块。
3.2.系统各模块单元的理论分析与实际电路设计
3.2.1单片机控制电路
该部分以AT89S51为核心的最小系统模块，单片机采用12MHz晶振和两个30P瓷片电容。
如图3-1所示。
图3-1 单片机控制电路
3.2.2电源变换模块的电路设计原理图
如图3-2所示。
图3-2 电源变换模块的电路设计原理
图3-22中，X9511的工作电压为VCC 即5V ，外部递增、递减按钮由单片机软件控制，同时LM2575中基准电压为1.23V ，则输出电压Vout 的公式为3-1。
)12
1(R R V r e f V o u t += （3-1）
其中 Vref=1.23V
LM2575系列开关稳压集成电路是美国国家半导体公司生产的1A 集成稳压电路,它内部集成了一个固定的振荡器,只须极少外围器件便可构成一种高效的稳压电路,可大大减小散热片的体积,而在大多数情况下不需散热片;内部有完善的保护电路,包括电流限制及热关断电路等;芯片可提供外部控制引脚，是传统三端式稳压集成电路的理想替代产品。
图3-3 LM2575管脚图 图3-4 LM2575 内部框图
X9511是Xicor 公司生产的按钮控制电位器,可用作按钮控制的微调电阻器,它是一个包含有31个电阻单元的电阻阵列。在每个单元之间和两个端点都有可以被滑动单元访问的抽头点。滑动单元的位置由PU 、PD 输入端控制。滑动端的位置可以被贮存在一个E2PROM 中,因而在下一次上电工作时可以被重新调用。X9511W(10k Ω)的每一个抽头间的阻值为323Ω，它有以下特点：
●按钮控制;
●低功耗CMOS,工作电流最大为8mA,等待电流最大为200mA;
●31个电阻单元;
●-5V ～+5V 电压范围;
●32个滑动抽头点,滑动端的位置取决于二个按钮输入;
●滑动端位置数据可保存100年。
●最大阻值有两种X9511Z 的最大阻值为1k Ω,X9511W 的最大阻值为10k Ω; ●有8引脚SOIC 和DIP 两种封装形式。
工作原理：
X9511有三部分：输入控制、计数器和译码部分。E 2PROM 存贮器部分及电阻
阵列部分,输入控制部分的工作就象一个升/降计数器,这个计数器的输出被译码后去控制接通一个单极点的电子开关,以便把电阻阵列上的一个点连接到滑动输出端。
X9511内部的计数器为一个5位二进制计数器,共有32个位置。当/PU或/PD 接逻辑低电平超过40ms时,X9511就认为这是一个有效的控制信号,而不是一个干扰。滑动端位置增加或减小的次数取决于按钮被按下的时间的长短,当按钮被一次连续按下时间超过一秒钟以后,增加或减小的速度加快。因为第一秒钟器件处于慢扫描方式,如果按钮被保持超过1秒钟,器件将进行快扫描方式。当按钮一松开,X9511即返回到等待状态。当滑动端位于任一固定端点时,就象等效的机械滑动端那样,不会移到超出终端位置。也就是当计数器达到一个极端时,不会循环回复。
图3-5 X9511管脚图图3-6 X9511功能方框图3.2.3 数字显示模块的电路设计原理图
如图3-7所示。
图3-7 数字显示模块的电路设计原理图
3.2.4 A/D 转换电路
图3-8 A/D 转换模块的电路设计原理图
TLC549是美国德州仪器公司生产的8位串行A/D 转换器芯片，可与通用微处理器、控制器通过I/OCLOCK 、CS 、DATA OUT 三条口线进行串行接口。具有4MHz 片内系统时钟和软、硬件控制电路，转换时间最长17μs ，TLC549为40000次/s 。总失调误差最大为±0.5LSB ，典型功耗值为6mW 。采用差分参考电压高阻输入，抗干扰，可按比例量程校准转换范围，Vref+接地，Vref+－Vref-≥1V ，可用于较小信号的采样。图3-24中，TLC549的工作电压为VCC 即5V ，外部参考电压由精密基准电源TL431提供，参考电压Vref+为2.5V, Vref-为0V ，Vin 模拟输入信号来自通过电源变换的直流电压。A/D 转换结果（数字量D ）与模拟输入电压Vx 的关系为3-2式， V D
Vx 5.2256?= （3-2）
式中，2.5V 为参考电压Vref+。
图3-9 TLC549 管脚图图3-10 TLC549 时序图
4系统的软件设计
4.1 主系统程序流程图
主系统主要负责对从键盘收集信号，即设置系统信息，控制从系统的输入信号量，读入并存储从系统读入的信号度值，通过LED显示。
图4-1 主系统程序流程图
4.2 LED显示程序流程
图4-2 LED显示程序流程
4.3 键盘子程序流程图
图4-3 键盘子程序流程
5 系统调试
5.1 测试环境
单片机仿真器 WAVE6000
数字万用表 VC101
数字示波器 TDS1012
烧写器 GF2100
5.2系统调试
根据系统设计方案，本系统的调试共分为三大部分：硬件调试，软件调试和软硬件联调。由于在系统设计中采用模块设计法，所以方便对各电路模块功能进行逐级测试：电源变换模块，数字显示模块调试，A/D转换的调试等，最后将各模块组合后进行整体测试。
5.2.1 硬件单元调试
对于数控开关电源系统的硬件调试，要做到非常认真与细心。焊接好电路板后，首先不要急着给板子上电，必须先用万用表测试一下输入回路和输出回路的阻值，从而判断输入、输出有没有短路。另外，还要仔细检查电路板上元器件是否有虚焊、短路等问题，经检查硬件单元电路部分调试中出现了一些问题，但已经解决，硬件单元调试部分OK。
5.2.2硬件联调
通过对电路的各个单元进行检查没问题后，接下来我对整个电路的硬件进行
联调，经检查无故障。
以下为电路在硬件单元和联调中出现的问题与解决方法：
1．通电后没有输出电压
首先，很可能是LM2575开关稳压集成芯片的反馈输入端没有低电平输入，从而导致该芯片不能正常工作。第二，可能是芯片内部输出肖特基二极管损坏。最后发现是芯片控制输入端系统没有低电平输入，不是LM2575芯片问题。
2．系统电源LM7805输出不是5V
最后发现管脚接错了，更换后问题解决。
3．A/D转换芯片TLC549中1脚VREF+电压几乎为零
根据TLC549芯片资料可知1脚VREF+电压介于 2.5V到VCC+0.1V即2.5~5.1V，这很有可能是三端稳压器TL431部分出现了错误。首先，我查了TL431的应用电路，发现自己在REF端漏接了个电阻。待我补接上后还是不行，最后发现网购的TLC431这块芯片已经烧坏掉了的，没有替换器件，只能直接在1脚VREF+人为加2.5V。
4．数码管不会亮
不用考虑很可能是显示程序错了，或者读取A/D转换结果中的程序错了，但查阅了很多类似转换显示驱动的程序，比如曾经做过的数据采集系统，数字电压表等，还问了同学都表明程序可以的，甚至直接在单片机中人为输入信号，但数码管还是不亮。几经波折最后终于发现自己犯了最低级的错误，与数码管所连的三极管把9014当PNP的在用，实际它是NPN的，问题解决。
5．递增、递减按钮按去，数码管显示数值不会改变
首先，很可能是程序问题，第二，可能出在数字电位器X9511部分。经检查程序正确，数字电位器X9511被烧坏。但X9511工作电流最大8mA，等待电流最大200mA，而电路中只需1.2mA左右的电流，怎么会被烧坏了，不知道问题出在什么地方。由于X9511是网购的，最后只能拿了个电位器代替设计中的数字电位器，人为进行阻值调节。
5.2.3 软件单元调试
对于软件调试，需要充分利用编程软件功能。由于先画了详细的流程图，再调试子程序时出现问题不多。编程软件中单步运行、断点、寄存器观察是非常有用的，能较快的帮助找到问题所在。
5.2.4 软件联调
通过对电路的各个软件单元进行检查没问题后，接下来我对整个电路的软件进行了联调，经检查无故障。
5.2.5 软硬件联调
逐个解决了上面的调试中所出现的问题，软硬件联调检查OK。
5.3测试结果
该测试结果是用电位器人为进行阻值调节，所测到的数据：
表5-1 测量结果
5.4结果分析
由于X9511烧坏，只能用电位器来代替，通过阻值调节，导致所测到的数据误差比较大，另外输出引线太长再带负载时也会减少输出电压。从表中的测试数据可以看出该系统的误差范围在0.00V—0.15V之间。
6结束语
经过此次毕业设计，我觉得自己学到了不少知识。不仅学会了怎样查阅资料和利用工具书，而且使我在实践操作上也有了进一步的提高。当我在设计过程中需要用一些不曾学过的知识时，就会主动的有针对性地去查找资料，然后加以吸收利用，并提高自己的实践操作应用能力，而且还能增长了不少见识，补充最新的专业知识，并能够熟练的运用PROTEL软件画PCB电路，会用PCB做电路板，能自己操作整个流程。最主要的是，使我对编程有了一定的了解，我是最怕编程的，因为在以前学习中，编程就是我最大的弱点。总之在此次毕业设计中，我受益非浅。
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开关电源设计与制作
《自动化专业综合课程设计2》 课程设计报告 题目：开关电源设计与制作 院（系）：机电与自动化学院 专业班级：自动化0803 学生姓名：程杰 学号：20081184111 指导教师：雷丹 2011年11月14日至2011年12月2日 华中科技大学武昌分校制
目录 1．开关电源简介 (2) 1.1开关电源概述 (2) 1.2开关电源的分类 (3) 1.3开关电源特点 (4) 1.4开关电源的条件 (4) 1.5开关电源发展趋势 (4) 2．课程设计目的 (5) 3．课程设计题目描述和要求 (5) 4．课程设计报告内容 (5) 4.1开关电源基本结构 (5) 4.2系统总体电路框架 (6) 4.3变换电路的选择 (6) 4.4控制方案 (7) 4.5控制器的选择 (8) 4.5.1 C8051F020的内核 (8) 4.5.2片内存储器 (8) 4.5.312位模/数转换器 (9) 4.5.4 单片机初始化程序 (9) 4.6 输出采样电路 (10) 4.6.1 信号调节电路 (10) 4.6.2 信号的采样 (11) 4.6.3 ADC 的工作方式 (11) 4.6.4 ADC的程序 (12) 4.7 显示电路 (13) 4.7.1 显示方案 (13) 4.7.2 显示程序 (14) 5．总结 (16) 参考文献 (17)
1．开关电源简介 1.1开关电源概述 开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。它运用功率变换器进行电能变换，经过变换电能，可以满足各种对参数的要求。这些变换包括交流到直流(AC-DC，即整流)，直流到交流(DC-AC，即逆变)，交流到交流(AC-AC，即变压)，直流到直流(DC-DC)。广义地说，利用半导体功率器件作为开关，将一种电源形式转变为另一种电源形式的主电路都叫做开关变换器电路；转变时用自动控制闭环稳定输出并有保护环节则称为开关电源（SwitchingPower Supply)。 将一种直流电压变换成另一种固定的或可调的直流电压的过程称为DC-DC交换完成这一变幻的电路称为DC-DC转换器。根据输入电路与输出电路的关系，DC-DC 转换器可分为非隔离式DC-DC转换器和隔离式DC-DC转换器。降压型DC-DC 开关电源属于非隔离式的。降压型DC-DC转换器主电路图如1： 图1 降压型DC-DC转换器主电路 其中，功率IGBT为开关调整元件，它的导通与关断由控制电路决定；L和C为滤波元件。驱动VT导通时，负载电压Uo=Uin，负载电流Io按指数上升；控制VT关断时，二极管VD可保持输出电流连续，所以通常称为续流二极管。负载电流经二极管VD续流，负载电压Uo近似为零，负载电流呈指数曲线下降。为了使负载电流连续且脉动小，通常串联L值较大的电感。至一个周期T结束，在驱动VT导通，重复上一周期过程。当电路工作于稳态时，负载电流在一个周期的初值和终值相等。负载电压的平均值为：
开关电源设计与实现毕业设计(论文)
毕业论文（设计） 题目开关电源设计 英文题目switch source design
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
(完整版)高频开关电源设计毕业设计
目录 引言......................................................... 1本文概述 ................................................. 1.1选题背景............................................................................................................................ 1.2本课题主要特点和设计目标 ........................................................................................... 1.3课题设计思路.................................................................................................................... 2SABER软件................................................ 2.1SABER简介 ..................................................................................................................... 2.2SABER仿真流程 ............................................................................................................. 2.3本章小结............................................................................................................................ 3三相桥式全控整流器的设计.................................. 3.1工作原理............................................................................................................................ 3.1.1 三相桥式全控整流电路的特点 ..................................................................................... 3.2保护电路............................................................................................................................ 3.2.1 过电压产生的原因.......................................................................................................... 3.2.2 过压保护 (1) 3.2.3 过电流产生的原因 (1) 3.2.4 过流保护 (1) 3.3SABER仿真 (1) 3.3.1 设计规范 (1) 3.3.2 建立模型 (1)
数控专业毕业设计论文
数控专业毕业设计论文 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
四川托普信息技术职业学院铣床加工零件与编程 学生姓名曹骏 学生学号 专业方向数控技术 年级班级 10级数控1 班 指导教师向杰 指导单位四川托普学院 2012年 10月 31 日 摘要 数控技术和数控机床在当今机械制造业中的重要地位，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志，数控加工技术的整个过程也是目前许多制造人员的要掌握较为重要的知识。数控技术是用数字信心对机械运动和工作过程控制的技术。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，更使制造业成为工业化的象征。数控机床是集高、精、尖技术于一体，集机、电、光、液于一身的高技术产物。具有加工精度高、加工质量稳定可靠、生产效率高、适应性强、灵活性好等众多优点，在各个行业受到广泛欢迎，在使用方面，也是越来越受到重视。但由于它是集强、弱电于一体，数字技术控制机械制造的一体化设备，一旦系统的某些部分出现故障，就势必使机床停
机，影响生产，所以如何正确维护设备和出现故障时能及时抢修就是保障生产正常进行的关键。本论文通过数控工艺分析、数控手动编程基础介绍、CAD/CAM软件自动编程、软件后处理文件制作、数控软件仿真、数控机床加工等一般步骤与方法。运用机械制造的相关知识进行严格的工艺分析与加工方式的制定，经过成本核算，该方案具有可行性。有效的利用CAD/CAM软件通过最合适的造型方式设计出零件模型，根据我们之前的工艺分析使用软件做出最佳的加工方式，采用铣削手工编程基础于FANUD oim 数控系统进行了程序后处理文件的编写，并在数控仿真软件和数控机床上进行了具体验证，最终加工出符合图纸要求的零件实体。经具体检验符合图纸标准。 关键词：工艺分析、CAD/CAM编程、后处理文件、软件仿真、机床加工 Abstract Numerical control technology and CNC machine tool in the mechanical manufacturing industry in the important position, shows its in the national basic industry in the modern strategic role, and has become a traditional mechanical manufacturing industry promotion transformation and the realization of automation, flexibility, integration production of an important means and sign, nc machining technology of the whole process is at present a lot of manufacturing staff to grasp more important knowledge. At present, the advanced
LED开关电源设计
《开关电源课程设计》 指导教师：熊春宇 姓名：李丽丽 学号：200701071235 电话：136664664296
LED照明驱动开关电源设计 (李丽丽，大庆师范学院物电学院07级电子信息工程专业)摘要：LED照明驱动设计了恒流输出、空载保护、隔离输出及EMC等功能.系应用于LED 照明驱动的开关电源电路。采用PWM自动调节实现恒流输出，稳压管过压锁定实现空载保护，电磁隔离和光隔离实现隔离输出。经过多次的运行与检测，实践证明该电路恒流输出稳定，发热量低。本设计体积小,微调反馈电路可设置作为为LED驱动常用的350mA或700mA恒流输出。可广泛适用于生活照明，商用照明。 关键词:LED驱动电源;发热低恒流;隔离低成本 Abstract：LED lighting design drive the constant-current output, the output and protection, isolation no-load EMC etc. Function. Is applied to the switch power LED lighting driving circuit. Using PWM automatic adjustment output voltage, the constant-current over-voltage protection tube, electromagnetic no-load realize locking and isolation realize isolation output isolation. After many operation and test, the practice has proved that the constant-current circuits, low heat stable output. This design, small size, fine-tuning feedback circuit can be set as the common 350mA LED drive or 700mA constant-current output. Life can be widely used in commercial lighting, lighting. Key words：Leds driving power；Fever is low；Constant flow；Isolation；Low cost 0概述 0.1选题的目的与意义： 全球能源紧张，提高电器的效率是行之有效的方法。照明用电占据全球21%的总用电量，如果能提高照明用的的效率，可以有效缓解能源紧张。如何提高照明系统的能源利用率，延长照明系统的寿命，并且是绿色无污染的？取代白炽灯，荧光灯，节能灯的第四代照明灯具是什么？业界给出的答案就是LED灯照明。LED照明每W流明数可达到120lm。远高于白炽灯和日光灯，此外LED灯珠寿命可长达十万小时，并且绿色无污染。LED照明具备的这些优点决定了其应用前景是非常广阔的。LED照明应用上的限制在于LED有固定的正向压降，电流也有上限（工作电流是影响LED寿命的主要因素）。大功率白光LED上的正向压降一般为3-4V，不能直接使用市电驱动。因此一个和LED灯珠匹配的高效，环保，长寿命的电源是必须的，这正是这次选题的意义与目的所在。 0.2研究现状 开关电源的技术已经非常成熟，由于LED驱动的降压技术大部分采用开关电源。因此即使是LED驱动电源真正进入研究的时间不算长，却无碍其技术的成熟。LED驱动要求的技术特点是：寿命长，体积小（特别商用照明和家用照明，最好可以内嵌到灯头）。 众所周知，绝大部分开关电源都需要一个输出滤波的电解电容，即使高品质的电解电容，工作在100摄氏度左右，寿命也只有1Wh左右。毫无疑问，电解电容正是LED灯整体寿命的瓶颈。而内嵌式驱动板上的电解电容，由于LED的发热以及驱动板本身的发热，长期在
高频开关电源的设计与实现
电力电子技术课程设计报告 题目高频开关稳压电源 专业电气工程及其自动化 班级 学号 学生姓名 指导教师 2016年春季学期 起止时间：2016年6月25日至2016年6月27日
设计任务书11 高频开关稳压电源设计√ 一、设计任务 根据电源参数要求设计一个高频直流开关稳压电源。 二、设计条件与指标 1.电源：电压额定值220±10%，频率：50Hz； 2. 输出:稳压电源功率Po=1000W,电压Uo=50V； 开关频率:100KHz 3.电源输出保持时间td=10ms(电压从280V下降到250V)； 三、设计要求 1.分析题目要求，提出2~3种电路结构，比较并确定主电路 结构和控制方案； 2.设计主电路原理图、触发电路的原理框图，并设置必要的 保护电路； 3.参数计算，选择主电路及保护电路元件参数； 4.利用PSPICE、PSIM或MATLAB等进行电路仿真优化； 5.撰写课程设计报告。 四、参考文献 1.王兆安，《电力电子技术》，机械工业出版社； 2.林渭勋等，《电力电子设备设计和应用手册》； 3.张占松、蔡宣三，《开关电源的原理与设计》，电子工业 出版社。
目录 一、总体设计 (1) 1．主电路的选型（方案设计） (1) 2.控制电路设计 (4) 3.总体实现框架 (4) 二、主要参数及电路设计 (5) 1.主电路参数设计 (5) 2.控制电路参数设计 (7) 3.保护电路的设计以及参数整定 (8) 4.过压和欠压保护 (8) 三、仿真验证（设计测试方案、存在的问题及解决方法） (9) 1、主电路测试 (9) 2、驱动电路测试 (10) 3、保护电路测试 (10) 四、小结 (11) 参考文献 (11)
开关电源的设计修订版
物理与机电工程学院（2015——2016 学年第二学期） 综合设计报告 开关电源的设计 专业：电子信息科学与技术学号：2014216010 姓名：侯涛 指导教师：石玉军
开关电源的设计 摘要 随着开关电源在计算机、通信、航空航天、仪器仪表及家用电器等方面的广泛应用, 人们对其需求量日益增长, 并且对电源的效率、体积、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。开关电源以其效率高、体积小，重量轻等优势在很多方面逐步取代了效率低、又笨重的线性电源。电力电子技术的发展，特别是大功率器件IGBT和MOSFET的迅速发展，将开关电源的工作频率提高到相当高的水平，使其具有高稳定性和高性价比等特性。开关电源技术的主要用途之一是为信息产业服务。信息技术的发展对电源技术又提出了更高的要求，从而促进了开关电源技术的发展。开关电源的高频变换电路形式很多，常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。本文章是基于芯片UC3842的小功率高频开关电源系统设计。 关键词开关电源半桥全桥高频变压器 1、引言 1.1研究的背景 随着大规模和超大规模集成电路的快速发展，特别是微处理器和半导体存储器的开发利用，孕育了电子系统的新一代产品。显然，那种体积大而笨重的使用
工频变压器的线性调节稳压电源已经过时。取而代之的是小型化、重量轻、效率高的隔离式开关电源。 开关电源技术发展趋势可以归纳以下几点： ①小型化、薄型化、轻量化、高频化是开关电源的主要发展方向。 ②提高可靠性，提高集成度，增加保护功能，拓宽输入电压范围，提高平均无故障时间。 ③随着频率提高，开关电源的噪声随之增大，降低噪声也是高频开关电源的研究方向。 ④提高电源装置和系统的电磁兼容性(EMC)。 ⑤用计算机软件进行辅助设计与控制，具有高效、高精度、高经济性和高可靠性的优点，可以使开关电源具有最佳电路结构与最佳工作状况。开关电源高频化的实现，与磁性元件和半导体功率器件的发展状况有着密切的关系。 隔离式开关电源的核心是一种高频电源变换电路。它使交流电源高效率地产生一路或多路经调整的稳定直流电压。早在70年代，随着电子技术的不断发展，集成化的开关电源就已被广泛地应用于电子计算机、彩色电视机、卫星通信设备、程控交换机、精密仪表等电子设备。这是由于开关电源能够满足现代电子设备对多种电压和电流的需求。随着半导体技术的高度发展，高反压快速开关晶体管使无工频变压器的开关电源迅速实用化。而半导体集成电路技术的迅速发展又为开关电源控制电路的集成化奠定了基础，适应各类开关电源控制要求的集成开关稳压器应运而生，其功能不断完善，集成化水平也不断提高，外接组件越来越少，使得开关电源的设计、生产和调整工作日益简化，成本也不断下降。目前己形成了各类功能完善的集成开关稳压器系列。近年来高反压MOS大功率管的
开关电源系统设计方案毕业论文
开关电源系统设计方案毕业论文 目录 摘要.......................................... 错误!未定义书签。Abstract.......................................... 错误!未定义书签。 1 绪言 1.1课题背景 (2) 1.2选题的国外研究现状及水平、研究目标及意义 (2) 1.3 本课题主要的研究容 (3) 2 系统设计方案与论证 2.1课题研究的基本要求 (4) 2.2方案论证 (4) 2.2.1 DC/DC电路模块方案 (4) 2.2.2 MOSEFT驱动电路方案 (7) 2.2.3 单片机选择方案 (7) 2.2.4检测采样方案 (8) 2.2.5系统框图 (8) 3 硬件电路设计 3.1变压整流滤波电路 (9) 3.2辅助电源的设计 (11) 3.3 Buck电路参数选择原理和计算 (12) 3.3.1参数选择原理 (12) 3.3.2 电感值的计算 (15) 3.3.3 滤波电容的计算 (15) 3.3.4开关管的选择和开关管保护电路设计 (16) 3.4驱动电路的设计 (18)
3.5采样电路设计 (19) 3.6保护电路的设计 (20) 4 软件部分设计 4.1 AVR128简介 (21) 4.2 PWM波的产生 (22) 4.3 AD采样 (26) 5系统调试及结果分析 6 总结与展望 6.1 总结 (30) 6.2 展望 (30) 致谢 (31) 参考文献 (32) 附录 (34)
1 绪言 开关电源具有效率高、体积小、重量轻等特点，应用越来越广泛，从70年代开始，并用轻量高频变压器替代笨重的工频变压器。高效的开关电源飞速发展，逐步替代传统的的线性电源，开关电源不需要较大的散热器，开关电源自20世纪90年代问世以来，便显示出强大的生命力，并以其优良特性倍受人们的青睐。近年来，开关电源在通信、工业自动化、航空、仪表仪器等领域的应用越来越广泛。随着电源技术的飞速发展，开关稳压电源正朝着小型化、高频化、模块化的方向发展，高效率的开关电源已经得到越来越广泛的应用。随着高频开关电源技术和应用电子技术的高速发展，直流高频开关电源依靠它的高精度、低纹波及高效率等优越性能，正在逐步取代传统的线性电源。同时，高频开关电源系统的高速响应性能、输出短路电流限制及稳压和稳流等优点也使其负载的使用寿命大大增加。评价开关电源的质量指标应该是以安全性、可靠性为第一原则。在电气技术指标满足正常使用要求的条件下，为使电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作，必须设计多种保护电路，比如防浪涌的软启动，防过压、欠压、过流、短路等保护电路。同时，在同一开关电源电路中，设计多种保护电路的相互关联和应注意的问题也要引起足够的重视[15]。 许多功率电子节电设备，往往会变成对电网的污染源：向电网注入严重的高次谐波电流，使总功率因数下降，使电网电压耦合出许多毛刺尖峰，甚至出现畸变。大量的谐波分量倒流入电网，造成对电网的谐波“污染”，一方面电流流过线路阻抗造成谐波电压降，反过来使电网电压也发生畸变;另一方面，会造成电路故障，使用设备损坏。因为它没有采用有源功率因数校正，功率因数较低，只达到 0.9，如果采用有效的功率因数校正，功率因数可以达到0.99以上。开关电源输入端产生功率因数下降问题，利用有源功率因数校正电路，成本只增加5%，成功解决了这个问题。20世纪末，各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生，有了多种校正功率因数的方法[1]。 目前市场上出售的开关电源中采用双极性晶体管制成的100kHz、用MOSFET 管制成的500kHz 电源，虽已实用化，但其频率有待进一步提高。要提高开关频率，就要减少开关损耗，而要减少开关损耗，就需要有高速开关元器件。然而，开关速度提高后，不仅会影响周围电子设备，还会大大降低电源本身的可靠性。对1MHz以上的高频，要采用谐振电路，这样既可减少开关损耗，同时也可控制浪涌的发生。现代电力电子技术是开关电源技术发展的基础。随着新型电力电子器件和适于更高开关频率的电路拓扑的不断出现，现代电源技术将在实际需要的推动下快速发展。在传统的应用技术下，由于功率器件性能的限制而使开关电源的性能受到影响。为了极大发挥各种功率器件的特性，使器件性能对开关电源性
(完整版)数控技术毕业设计论文
欧亚技工学校毕业论文 毕业设计 题目汽车塑料内饰件的模具设计与NC加工 姓名徐海翔 专业数控技术 班级 12高级数控 2014年6月9日 毕业设计任务书
2012 — 2015学年 数控专业 学生：徐海翔系主任：曾雄 1.设计题目：汽车塑料内饰件的模具设计与NC加工 2.原始资料：零件图 毕业设计说明书 论文题目：汽车塑料内饰件的模具设计与NC加工 学生姓名：徐海翔 系专业：数控专业 指导教师：曾雄 2014 年 6 月 9 号
摘要 关键词：汽车，数控机床，模具设计，NC加工，精密数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。它的发展是信息技术(1T)与制造技术(MT)结合发展的结果。现代的CADCAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技术，都是建立在数控技术之上的。掌握现代数控技术知识是现代机电类专业学生必不可少的。 因此我们要掌握好数控加工工艺与设计。数控加工工艺与设计的内容包括选择适合的机床、刀具、夹具、走刀路线及切削用量等，还要有合理的加工方法、工艺参数等。 随着时代的发展、社会需要和科学技术的发展，产品的竞争愈来愈激烈，更新的周期越来越短，因而要求设计者不但能根据市场的要求很快的设计出新产品，而且能在尽可能短的时间内制作出产品的样品。产品的材料也是很重要的部分；随着现代科技的进步和生产的快速发展，机械工业对材料性能的要求越来越高，单一的金属材料已不能满足生产发展的需要，因而各种非金属材料应运而生，特别是工程塑料，其发展特别迅猛。 对此我设计了汽车塑料内饰件的模具设计与NC加工。介绍了数控加工工艺和数控加工的特点，加工工艺过程的概念，数控加工工艺和数控加工工艺过程的主要内容，数控加工工艺与数控编程的关系，设计方法，对此零件如何工艺分析，程序如何编辑等。利用CADCAM软件及G代码指令进行自动编程。 目录 第一章绪论 1.1 数控加工的特点 1.2 数控加工工艺的概念
数控技术毕业论文
西安铁路职业技术学院毕业设计 数控机床加工与操作方法 学生姓名： 学号： 专业班级： 指导教师：
数控机床加工与操作方法 摘要 数控技术是现代制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，离开了数控技术，先进制造技术就成了无本之木。数控技术广泛使用给机械制造业生产方式、生产结构、管理方式带来深刻变化，它的关联效益和辐射能力更是难以估计。数控技术及数控装备已成为关系国家战略和体现国家综合国力水平的重要基础性产业，其水平高低是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产过程数控化，已经成为当今制造业的发展方向。 本论文主要介绍数控机定义，数控机床初学者要求，机床加工前准备工作， 数控机床程序指令，数控机床对刀操作方法，数控机床的工作原理和结构，加工特点，机床加工几何精度要求， 数控机床的优点和缺点，数控机床与计算机实现自动技术，机床维修和生产安全要求。关键词：数控技术概念；加工方法；分类；刀具补偿；
西安铁路职业技术学院毕业设计 目录 摘要.................................................................. I 目录................................................................. II 一、数控技术的概念与特点 (1) 二、数控机床加工前的准备要求 (3) 2.1数控机床的初学者要求 (5) 2.2数控技术常用术语大全 (6) 2.3数控机床工作原理和结构简介 (9) 2.4 数控机床加工特点 (10) 2.5 数控机床的操作方法 (13) 2.6 数控车床是怎样操作的 (18) 三、数控机床产生几何误差的因素 (22) 3.1 普遍认为数控机床的几何误差由以下几方面原因引起 (22) 3.2几何误差补偿技术 (23) 四、计算机数控系统 (24) 五、数控机床的分类与发展 (26) 5.1数控机床分类 (26) 5.2数控机床发展 (27) 六、数控机床维修中应注意的事项 (28) 七、数控加工安全规则 (29) 结论 (30) 致谢 (31) 参考文献 (32)
开关电源设计教学内容
开关电源设计
开关直流稳压电源设计 摘要 直流稳压电源应用广泛，几乎所有电器，电力或者电子设备都毫不例外的需要稳定的直流电压（电流）供电，它是电子电路工作的“能源”和“动力”。不同的电路对电源的要求是不同的。在很多电子设备和电路中需要一种当电网电压波动或负载发生变化时，输出电压仍能基本保持不点的电源。电子设备中的电源一般由交流电网提供，如何将交流电压（电流）变为直流电压（电流）供电？又如何使直流电压（电流）稳定？这是电子技术的一个基本问题。解决这个问题的方案很多，归纳起来大致可分为线性电子稳压电源和开关稳压电源两类，他们又各自可以用集成电路或分立元件构成。开关稳压电源具有效率高，输出功率大，输入电压变化范围宽，节约能耗等优点。 一、引言 1.1基本要求 稳压电源。 1.基本要求 ①输出电压UO可调范围：12V～15V； ②最大输出电流IOmax：2A； ③U2从15V变到21V时，电压调整率SU≤2%（IO=2A）； ④IO从0变到2A时，负载调整率SI≤5%（U2=18V）； ⑤输出噪声纹波电压峰-峰值UOPP≤1V（U2=18V,UO=36V,IO=2A）； ⑥DC-DC变换器的效率≥70%（U2=18V,UO=36V,IO=2A）； ⑦具有过流保护功能，动作电流IO（th）=2.5±0.2A； 1.2发挥部分 (1)排除短路故障后，自动恢复为正常状态； (2)过热保护； 二、方案设计与论证 开关式直流稳压电源的控制方式可分为调宽式和调频式两种。实际应用中，调宽式应用较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数为脉宽调制（PWM）型。开关电源的工作原理就是通过改变开关器件的开通时间和工作周期的比值，即占空比来改变输出电压，通常有三种方式：脉冲宽度调制（PWM）、脉冲频率调制（PFM）和混合调制。PWM调制是指开关周期恒定，通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。因为周期恒定，滤波电路的设计比较简单，因此本次设计采用PWM调制方式实现电路设计要求。主要框架如图1所示。由变压器降压得到交流电压，再经过整流滤波电路，将交流电变成直流电，然后再经过DC-DC变换，由PWM的驱动电路去控制开关管的导通和截止，从而产生一个稳定的电压源。
数控加工工艺毕业设计论文
日照职业技术学院毕业设计（论文） 数控加工工艺 姓名 : 付卫超 院部：机电工程学院 专业：数控设备应用与维护 指导教师：张华忠 班级： 11级数控设备应用与维护二班 2014年05月
随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率和质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工，无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切屑用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要做一些处理，并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的产品。 本文根据数控机床的特点。针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切屑用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度、加工效率、简化工序等方面的优势。 关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸
第1章前言-----------------------------------第2页第2章工艺方案的分析-------------------------第3页 2.1 零件图-------------------------------第3页 2.2 零件图分析---------------------------第3页 2.3 零件技术要求分析---------------------第3页 2.4 确定加工方法-------------------------第3页 2.5 确定加工方案-------------------------第4页第3章工件的装夹-----------------------------第5页 3.1 定位基准的选择-----------------------第5页 3.2 定位基准选择的原则-------------------第5页 3.3 确定零件的定位基准-------------------第5页 3.4 装夹方式的选择-----------------------第5页 3.5 数控车床常用的装夹方式---------------第5页 3.6 确定合理装夹方式---------------------第5页第4章刀具及切削用量-------------------------第6页 4.1 选择数控刀具的原则-------------------第6页 4.2 选择数控车削刀具---------------------第6页 4.3 设置刀点和换刀点---------------------第6页 4.4 确定切削用量-------------------------第7页第5章轴类零件的加工-------------------------第8页 5.1 轴类零件加工工艺分析-----------------第8页 5.2 轴类零件加工工艺---------------------第11页 5.3 加工坐标系设置-----------------------第13页 5.4 保证加工精度方法---------------------第14页 参考文献 ---------------------------------第15页
开关电源设计
& 课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 开关电源设计 初始条件： 输入交流电源：单相220V，频率50Hz。 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）? 1、输出两路直流电压：12V，5V。 2、直流最大输出电流1A。 3、完成总电路设计和参数设计。 时间安排： 课程设计时间为两周，将其分为三个阶段。 第一阶段：复习有关知识，阅读课程设计指导书，搞懂原理，并准备收集设计资料，此阶段约占总时间的20%。 第二阶段：根据设计的技术指标要求选择方案，设计计算。 ） 第三阶段：完成设计和文档整理，约占总时间的40%。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 ） 引言 (1) 1设计意义及要求 (2) 设计意义 (2) 开关电源的组成部分 (2) 开关电源的工作过程 (2) 开关电源的工作方式 (3) 脉宽调制器的基本原理 (3) 2方案设计 (5) ） 设计要求 (5) 方案选择 (5) 整流滤波部分 (6) 降压斩波电路 (7) 脉宽调制电路 (8) MOSFET管的驱动电路 (9) 总电路图 (11) 3主电路参数设定 (12) { 变压器、二极管、MOSFET管选择 (12) 反馈回路的设计 (13) MOSFET的驱动设计 (14) 结束语 (15) 参考文献 (16)
附录一 (17) ]
引言 随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，远程控制交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。 开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IGBT和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。 开关电源根据输入输出的性质不同可分为AC/DC和DC/DC两大类。AC/DC称为一次电源，也常称为开关整流器。值得指出的是，AC-DC变换不单是整流的意义，而是整流后又做DC-DC变换。所以说，DC-DC变换器是开关电源的核心。DC/DC称为二次电源，其设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化，所以学习设计开关电源有重要的意义。
开关电源设计的一般考虑 经典!!!
第一章开关电源设计的一般考虑 在设计开关电源之前，应当仔细研究要设计的电源技术要求。现以一个通信电源模块的例子来说明设计要考虑的问题。该模块的技术规范如下： 1 电气性能 除非另外说明,所有参数是在输入电压为220V,交流50Hz以及环境温度25℃下测试和规定的. 表1.1 调压范围2 效率 额定电压输出电流限流范围过压范围调压范围1 I(max) 54.9V 28A 110％ 58.8- 52.55- 45.7 ＞87％ Imax 61.2V 52.75V 45.9V 1.1 输入 电压：单相交流额定电压有效值220V±20% 频率：频率范围 45-65Hz 电流：在满载运行时,输入220V,小于8A。在264V时,冲击电流不大于18A 效率：负载由50％－100％为表2.1值 功率因数：大于0.90,负载在50％以上,大于0.95 谐波失真：符合IEC 555-2要求 启动延迟：在接通电源3秒内输出达到它的额定电平 保持时间：输入176V有效值,满载,大于10mS 1.2 输出 电压：在满载时,输出电压设定在表1值的±0.2％ 电流：负载电流从零到最大值(参看表1)，过流保护开始是恒流,当电压降低到一定值得时,电流截止. 稳压特性：负载变化由零变到100％, 输入电压由176V变到264V最坏情况下输出电压变化不超过200mV. 瞬态响应：在没有电池连接到输出端时,负载由10％变化到100％,或由满载变化的10％,恢复时间应当在2mS之内. 最大输出电压偏摆应当小于1V. 静态漏电流：当模块关断时,最大反向泄漏电流小于5mA. 温度系数：模块在整个工作温度范围内≤±0.015％. 温升漂移：在起初30秒内,±0.1％ 输出噪音：输出噪音满足通信电源标准,衡重杂音＜2mV. 1.3 保护 输入：输入端保护保险丝定额为13A. 输出过压：按表 1.1设置过压跳闸电压,输出电压超过这个电平时,将使模块锁定在跳闸状态.通过断开交流输入电源使模块复位. 输出过流：过流特性按表1.1的给定值示于图1.过流时,恒流到60％电压,然后电流电压转折下降.(最后将残留与短路相同的状态) 输出反接：在输入反接时,在外电路设置了一个保险丝烧断(＜32A/ 55V) 过热：内部检测器禁止模块在过热下工作，一旦温度减少到正常值以下,自动复位. 1.4 显示和指示功能 输入监视：输入电网正常显示. 输出监视：输出电压正常显示.(过压情况关断). 限流指示：限流工作状态显示. 负载指示：负载大于低限电流显示. 继电器：输入和输出和输入正常同时正常显示。 输出电流监视：负载从10％到100％,指示精度为±5％. 遥控降低：提供遥控调节窗口. 1.5 系统功能 电压微调：为适应电池温度特性,可对模块的输出电压采取温度补偿. 负载降落：为适应并联均流要求，应能够调节外特性。典型电压降落0.5％,使得负载从零到增加100％,输出电压下降250mV. 遥控关机：可实现遥控关机。 1.6 电气绝缘 下列试验对完成的产品100％试验。 1.在L(网)和N(中线)之间及其它端子试验直流电压为6kV. 2.在所有输出端和L,N及地之间试验直流2.5kV.这检查输出和地之间的绝缘. 3.下列各点分别到所有其它端子试验直流100V： 电压降低(11和12脚) 继电器接点(14,15和16脚) 状态选择-输入,输出和电流限制(3,4,5和6脚)
反激式开关电源理工科毕业设计开题报告(最新整理)
华南理工大学广州学院 本科生毕业设计（论文）开题报告 反激开关电源的设计 学院电气工程学院 专业班级10电力工程及其自动化5班 姓名吴宏达 学生学号201039488139 指导教师张冬梅 填表日期2014-1-10
说明 1．开题报告是保证毕业设计（论文）质量的一个重要环节，为规范毕业设计的开题报告，特印发此表。 2．学生应在开题报告前，通过调研和资料搜集，主动与指导教师讨论，在指导教师的指导下，完成开题报告。 3．此表一式三份，一份交学院装入毕业设计（论文）档案袋，一份交指导教师，一份学生自存。 4．选题需经基层教学单位（专业教研室）讨论审核、二级学院主管院长批准、报教务处备案, 方可正式进入下一步毕业设计（论文）阶段。
标等特点，现己成为开发中小功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块的优选集成电路。 高效反激式开关电源以其电路抗干扰、高效、稳定性好、成本低廉等许多优点，特别适合小功率的电源以及各种电源适配器，具有较高的实用性。随着电力电子技术的发展，工作在高频的开关电源己经广泛应用于电气和电子设备的各个领域。开关电源设计的目的是通过能量处理将输入能量变化为所需要的能量输出，通常的形式是产生一个符合要求的输出电压，这个输出电压的值不能受输入电压或者负载电流的影响。 本设计开关电源是为满足一款实验用嵌入式开发板的供电需要，基于当前流行的单片集成开关电源芯片设计了一款反激开关电源。 二、研究目标、内容（论文提纲）及拟解决关键问题 通过学习和研究，收集和整理所设计开关电源的各项电气性能指标，计算和选取具体参数和器件，自主设计一个反激开关电源，论文提纲如下： 第一章绪论 1.1 开关电源及发展现状 1.2 课题背景和研究意义 1.3 本文主要工作和内容安排 第二章反激式开关电源简介 2.1 开关电源的分类 2.2 反激式开关电源的原理 第三章单端反激式开关电源系统级分析 3.1 电源设计指标 3.2 主电路拓扑 3.2.1 工作过程分析 3.2.2 工作方式选取 第四章单端反激式开关电源电路级设计 4.1 输入整流滤波器设计 4.1.1整流滤波器分析 4.1.2输入整流滤波器各个元器件选择和参数设置 4.2 钳位保护电路设计 4.2.1 钳位二级管的选择 4.3 反激变压器设计 4.2.1 反激变压器分析 4.2.2 反激变压器参数设置 4.4输出整流滤波电路设计