单片机基础下的智能稳压电源

常赵军　杨克香　王瑾

摘要：我国的电源产业在科学技术的带动下发展迅速，涌现出了一大批具有代表性的产品和研究成果。但是我国的电源产品与发达国家相比，在质量和可靠性方面还存在较多的问题，对电源网络化和智能化方面的研究较少。本文主要是针对我国智能稳压电源在实际应用中存在的不足点，设计出了一种单片机结合数字反馈控制技术的智能稳定电压，并将PID加入到智能稳压电源中，促进了稳压电源功能的完善，解决了传统电源中存在的不足。

关键词：单片机；智能稳压电源；系统原理；电源设计

1前言

随着科学技术的发展，促进了通讯事业的发展，电气设备和电子设备的稳压电源性能逐渐提高，使稳压电源逐渐向低成本、小型化和高效率方面发展，确保了稳压电源的可靠性，不会受到低电磁的干扰，使稳压电源逐渐向精度低和功能简单化转变。以单片机为系统的稳压电源弥补了传统电源中存在的不足，降低了制作成本，結构更加紧凑，符合当前社会的发展要求。

2智能稳压电源系统原理

在对智能稳压电源进行设计时，需要以开关电源为基础，将高性能的单片机作为控制核心，在组成数据中进行电路处理，充分利用监测与控制软件功能，对开关电源输出的电压和电流进行数据处理，将采样数据与给定数据进行比较分析，以此来达到对开关电源工作状况进行控制和调整的目的。同时还需要加大对开关电路输出电流大小和工作温度的控制。送入到开关中的调整电流主要是经整流、滤波变成直流电所形成的电流，需要通过调整电路的形式，对输入的方波信号进行控制，确保能够输出稳定的直流电。用户可以对输出的电压值和输出的电流值通过键盘给定稳压电源进行控制，通过对单片机系统中的用户给定数据进行比较分析的形式，结合设置的调整算法对电路开关进行控制和调整，确保输出的电压值符合给定值，需要对输出电压中的电路进行检测，如果输出的电流和工作的温度超出给定值，需要重新进行保护电路的启动。

3单片机基础下的智能稳压电源设计

3.1系统的总体设计

系统在设计过程中，主要是利用AT89C52单片机进行一路1V-9V连续可调电压输出，主要是通过外接键盘和串口通信连接的形式来输出上位机的电压值，电压值为0.01V，电压具有步近增减功能，可以运用数字来显示输出电压值。为了确保系统的正常工作，需要配备一套备用电源，备用电源主要由电压调整模块、系统供电模块、显示模块和人机交互模块共同组成。

3.2硬件设计

3.2.1AT89C52程控模块

在对硬件系统进行设计时，需要将AT89C52程控模块作为系统设计的核心，需要明确51系列单片机型号，微处理器主要是运用8K字节闪存的高性能和低电压处理器，将Flash存储器与微处理器有机结合起来，需要对Flash存储器进行反复擦写，以此来降低系统开发成本。

3.2.2电压调整模块

电压调整模块主要是指变压器次级输出的交流电，交流电会通过电容滤波和全波整流后送到调整管NMIS管中。电阻R3和R4会形成不同形式的取样电路。需要对输出端的输出电压DC0进行取样采集，运用A/D转换器的形式对输出端的实际电压值送入到单片机中，通过对单片机进行计算的形式，求出电压设定值和实际输出值两者之间的差额。运用调用PID做好单片机控制信号的输出。与DAC和ADC构成闭环控制回路，做好信号的输出控制工作，将信号控制到D/A转换器中，将其转换为模拟信号DA0。并将模拟信号与输出的电压值进行比较，来达到控制电压和调整电路的目的，确保输出端的电压能够维持在预先设定的额定范围内，达到稳压的目的。

3.2.3备用电源模块

备用电源以两节可充电锂离子电池为主，在使用过程中主要是出于体积、电源总重量和经济因素考虑。锂离子自身具有优良的性能，在实际的使用过程中主要是运用单片机来发送信号，放电过程主要是利用芯片的反向，对MOS管的通断情况进行控制。要做好锂电池充电工作，运用LC滤波后使用MOS管导电的形式进行充电。

3.3软件设计

智能电源系统的软件设计由电压输出、电压测量和电压调节等闭环结构共同组成。在进行软件设计时，需要运用模块化思想进行设计，设计内容主要包括键盘、使单片机和LCD等工作内容。在智能电源初始化过程中，需要做好8031各个口复位工作，需要从EEPROM过程中对上次关机前存入的数据进行读取，对开关电路进行控制。在初始化工作完成后，需要做好开中断工作，中断工作不会突然停止，会出现请求提示，可以利用数据采样的形式进行给定值读取，需要通过数据处理，调用报警保护子程序的形式来了解短路或过流情况。如果没有出现短路或过流情况，需要对电压控制算法进行重新设置，做好键盘和保护程序设定，将子程序作为保护报警程序中的重要组成部分。

4结语

本文主要是介绍AT89C52单片机实现程控直流稳定电源的设计方法，该电源在实际的使用过程中充分利用线性电源与开关电源的优势，对单片机进行控制，该种控制方法具有显示直观、稳定性高、电路简单和智能化等特点，将其应用到实际生活中，能够满足人们生产和生活的需要，必将拥有良好的应用前景。