基于89C2051的多功能交流穩壓電源設計

1 引言

　　目前我國有些地方由于電力供應緊張,或電力設備嚴重老化,在用電高峰期,電網(wǎng)超負荷運行,電網(wǎng)電壓太低,而在用電低谷期,電網(wǎng)電壓太高,這種電壓大幅度波動(dòng)的現象,很容易給一些用電設備帶來(lái)?yè)p害。特別是不斷出現的各種智能化儀器儀表、個(gè)人電腦等家用電器,對電源質(zhì)量的要求越來(lái)越高,這就需要研制一種高性能的交流穩壓電源。

　　當前市場(chǎng)上的交流穩壓電源有繼電器控制和伺服電機控制的交流穩壓電源兩類(lèi),前者是一種有級調整,價(jià)格低廉,效率較高,但由于是有級調整造成電壓跳動(dòng)和瞬間斷電,用于計算機及帶微電腦的家用電器、智能化儀器儀表等容易造成故障。后者是一種無(wú)級調整、效率高、調壓范圍寬、波形失真小,但是功能比較單一,性能和可靠性欠佳,沒(méi)有實(shí)現智能化,不能數字顯示,更沒(méi)有定時(shí)輸出和鬧鐘作用。為此,我們研制的單片機控制多功能交流穩壓電源,具有穩壓精度好、效率高、適用范圍寬,且能自動(dòng)連續調壓,波形失真小,特別是由于采用了單片機,實(shí)現了智能化,具有數字顯示輸出電壓、穩壓精度、時(shí)間、定時(shí)起止時(shí)間、鬧鐘時(shí)間等功能,參數可以由用戶(hù)修改,而且既可以作交流穩壓電源,又可以作定時(shí)輸出電源。

2 工作原理

　　這種多功能交流穩壓電源采用89C2051單片機進(jìn)行控制,電路原理如圖1所示。將市電電壓變化和負載變化情況,通過(guò)取樣電路,經(jīng)LM331組成的V/F電路轉換為脈沖信號,送入單片機進(jìn)行處理,算出電壓,再與用戶(hù)預置的允許電壓比較來(lái)控制伺服電機,進(jìn)而控制環(huán)形自耦變壓器調整輸出電壓,使輸出電壓保持穩定,控制部分采用高速電子開(kāi)關(guān)和達林頓管組成的驅動(dòng)電路,所以靈敏度高、噪聲低。單片機輸出的顯示內容由74LS164組成的串入/并出電路驅動(dòng)的五位LED顯示。單片機通過(guò)三條可編程I/O線(xiàn)完成多項顯示項目。參數的顯示和修改類(lèi)似于電子手表,用戶(hù)容易理解和掌握,顯示內容及意義如下：

0220實(shí)時(shí)輸出電壓為220V

110.28實(shí)時(shí)時(shí)間為10點(diǎn)28分

206.306點(diǎn)30分鬧鐘啟動(dòng)

303.04穩壓精度為上限3％,下限4％

410.3010點(diǎn)30分為定時(shí)電源接通

511.0011點(diǎn)定時(shí)電源斷開(kāi)

　　用戶(hù)能直觀(guān)了解輸出電壓、時(shí)間等,能修改穩壓精度及鬧鐘時(shí)間,根據用戶(hù)預置定時(shí)起止時(shí)間,自動(dòng)控制定時(shí)驅動(dòng)電路,控制定時(shí)電路準時(shí)接通電源,準時(shí)斷開(kāi)電源。

　　這種多功能交流穩壓電源,還具有延時(shí)輸出功能,在斷電后又來(lái)電時(shí),能準確延時(shí)5分鐘后輸出,延時(shí)精度高,延時(shí)時(shí)間誤差1s。還具有過(guò)壓、欠壓、過(guò)流等保護電路。

　　因此,該穩壓電源具有精度高、響應速度快、波形失真小、效率高、體積小、智能化程度高等許多優(yōu)點(diǎn)。