广西大学。
模拟电路课程设计报告。
课题名称:基于stc12系列单片机的串联型开关电源设计与实现。
模拟电路部分。
学院计算机与电子信息学院。
专业电子信息工程
班级电子111班
学号 1107200145
姓名温单。开关电源是一种利用现代电力电子技术,控制开关管开通和闭合的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般是由脉冲宽度调制(pwm)控制。
基于开关电源与线性电源的不同,开关电源主要由以下的几个模块组成:1串联开关电源电路部分;2键盘输入设置电压部分;3数码管数据显示部分;4控制pwm输出部分;5 ad转换部分;6 通过cpu控制算法。
系统的基本框图如下:
基本设计思路为:首先从键盘输入一个电压值,并把该电压值在led上面显示出来,再由a/d转换模块对串联开关电源电路的输出端进行电压采集,将采集到的电压值与键盘输入的电压值进行比较,通过闭环算法,控制pwm的脉宽输出,由此控制串联开关电压电源电路,改变输出的电压值,使得输出值与设定的电压值相等。
串联开关电源电路部分。
该电路图由一个三极管,电感,电阻,电容,二极管组成,电路相对比较简单,如下图所示:
其串联开关型稳压电源原理图如下:
电路工作原理分析:在pwm端无输入时,三极管相当于截止,三极管右边的电路无电流流过,此时rl两端的电压为0v。当pwm端有电流输入时,三极管导通,二极管d1不导通,电感l1和电容c1,可以分别防止电流和电压突变,有一定的稳压作用。
而二极管d1,可以在pwm由开向关状态转换时与电感l1形成通路,释放电感之前储存的能量。而由于pwm端输入的是方波,也就是说三极管是处于开(导通)或者关(截止)状态的。由此c1和r1在开状态时电容充电,r1两端的电压等于电容c1两端的电压,并且逐渐升高,而当三极管处于关状态时,电容c1对r1进行放电,此时电压逐渐降低。
最后通过控制三极管的开与关的时间比例便可以使得在rl两端形成稳定的电压。
用**软件**占空比及采集电压波形如下:
分析:由以上三个图形可知当占空比不一样时,采集到的电压值也会有变化,也就是电容两端的充放电情况有差别,实验中,可通过不断调整占空比来获得比较稳定且接近设定值的输出电压。
心得体会:课程设计是培养学生综。合运用所学知识,发现,提出,分析,解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。
回顾这次课程设计,我感慨颇多。要完成这次课程设计,首先我们必须要熟知我们这次实验采用的实验器材(三极管,电感,电阻,电容,二极管)和单片机,必须要了解它们的内部结构和工作原理,还要会熟练的使用相关软件从而得到**波形。这次实验的硬件电路比较简单,但是,这仍然是考察我们焊接电路的技术的一个环节。
在软件编程时,部分遇到了很多的困难,但总的来说感触最深的是老师说过的那句,“尽管你已经有九十九步成功了,但是,只要你有一步失败,就是百分百的失败。”在编程的过程中,容不得有一点点的差错,因为只要有一点差错,程序就无法运行,也就无法完成这次设计。
通过这次课程设计让我认识了最重要的就是要理论联系实际,只有能将课本上学到的知识运用到实践中解决问题,才是成功的学习。
最后总结一下做课程设计应该做到的几点:在设计程序之前,要对所用实验器材的内部结构有一系统的了解,知道其内部的结构和工作原理。在做实验之前,要养成画出实验的基本框图、流程、拟出实验工作原理的习惯。
这样可以节省很多时间,并且可以做到思路清晰,少走很多弯路。还有,电路设计出来后要学会检查电路是否焊接正确,实验器材是否会因焊接技术不过关而损坏。最后我们还要学会交流,遇到自己没法解决的问题时,我们可以和同学多交流讨论一下,这有利于我们共同进步。
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