文档介绍：大学生学术科技创新基金项目
申请书
项目名称: 稳压电源的制作及拓展
申请者: 卢文俊
指导教师: 鲁世斌
所在单位: 合肥师范学院
联系电话: **********
填表日期: 2012年12月24日
合肥师范学院制
一、基本信息
项目名称
稳压电源制作及拓展
项目类别
理工科类技术创新
申请资助金额
2000
起止年月
2012 年 12 月至 2013 年 12 月
申请者
姓名
卢文俊
性别
男
出生年月
1991年10月
专业
电信工程(专升本)
年级
12级
联系电话
**********
指导教师姓名
鲁世斌
指导教师职称及研究方向
讲师超大规模集成电路设计
项目组成员
姓名
年龄
专业·年级
项目分工
签名
张珂
23
12级电信工程(1)班
硬件电路
蔡艳林
22
12级通信工程(1)班
软件检测
研究内容和意义摘要
21电子产品会得到更为广泛的应用,而任何一样电子产品都离不开电源。本项目以稳压电源为研究对象,对稳压电源的各个模块及拓展模块进行硬件电路制作并利用软件对相关硬件进行控制,以达到对电流的整流、逆变和对电压的升降、稳压等。稳压电源模型以STC89C52单片机作为控制,配合桥式整流、稳压、升降压、过流保护、模数转换等模块已达到所需要的可控电流电压。电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。变压器副边与原边的功率比为P2/ P1=η,式中η是变压器的效率。稳压电源的技术指标分为两种:一种是特性指标,包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等;另一种是质量指标,用来衡量输出直流电压的稳定程度,包括稳压系数(或电压调整率)、输出电阻(或电流调整率)、纹波电压(纹波系数)及温度系数。本项目研究的目的就是如何更为有效的对电压进行升降并得到较为稳定的电压电流,从而提升电源有效利用。
研究稳压电源将为未来更为先进的电子产品奠定基础,为我国电源方面的发展做出贡献,此外,全国电赛中的稳压电源一直是我院的空白,本项目也是为打破这一空白奠定基础。
主题词
稳压
整流逆变
升压降压
过流保护
二、项目的研究意义及国内外研究现状
电源是各种电子、电器设备工作的动力,是自动化不可或缺的组成部分,直流稳压电源是应用极为广泛的一种电源。
自六十年代起,第一台开关电源问世以来,开关电源在世界各国迅速发展,直流稳压电源也顺势而生,但在初期价格较高,直到八十年代,随着元件工艺的成熟,直流稳压电源的价格也日益下降,应用也变的日益广泛。近几年随着科技的发展,直流稳压电源的工作频率有原来的几十千赫发展到现在的几百千赫,甚至更高。现在智能化的直流稳压电源也被广泛应用于生产领域,对此的研究开始向高频方面发展。以美国为首的几个发达国家在这方面的研究已经转向高频下电源的拓扑理论、工作原理、建模分析方法和高频大功率开关器件,高性能集成控制器和功率模块的开发研制方面发展。
我国在此方面的起步较晚,1973年才开始这方面的研究工作,现在主要在小功率单端变换器方面发展较为迅速。在功率半导体器件及控制集成化方面,与国外同类产品有这很大的差距。因此,直流稳压电源的研制及应用在此方面与之也从在很大的差距。
直流稳压电源通常可分为线性稳压电源和开关稳压电源两大类。线性稳压电源是指电压调整功能的器件始终工作于线性放大区的一种直流稳压电源,是发展最早、应用最广泛的一种电源。但其体积大,效率低,可靠性差,操作使用不方便,自我保护功能不够。
近年来,随着微机,中小型计算机的普及和航空航天数据通信,交通邮电等事业的讯速发展,以及为了各种自动化仪器、仪表和设备配套的需要,当代对电源的需要不仅日益增大,而且对电源的性能、效率、重量、尺寸和可靠性以及诸如程序控制、电源通/断、远距离操作和信息保护等功能提出了更高的要求。对于这些要求,传统的线性稳压电源无法实现,和线性稳压电源相比,开关稳压电源具有以下的一些优越性:
1、效率高
开关稳压电源的调整开关管工作在开关状态,截止期间,开关元件漏电流极小,因此功率消耗小而效率高,通常可达到80%-90%以上。功耗小使得机内温升亦低,周围元件不会因长期工作在高温环境下而损坏,有利于提高整机的可靠性和稳定性。而传统的线性稳压电源的晶体管一直工作在放大区,全部负载电流都通过调整管,因而损耗大,效率低,一般只在50%左右,功率等级也比较低。
2、稳压范围宽
从本质上说,线性稳压电源的电压调整作用是靠调整管的“变阻”作用实现的,因而调压范围小。开关稳压电源的电压调整作用是通过对直流电压进行脉宽调制而实现的,因而线性控制区域大,调压范围宽,在交流电压变化较大时,开关