直流稳定电源设计报告参赛小组：参赛队员：指导老师：时间：目录摘要…………….. Abstract………..1.设计任务及要求2.设计方案及硬件电路设计…..2.1.直流稳压电源2.1.1.电路方案选择2.1.2.元件参数分析2.2.直流稳流电源2.2.1.电路方案选择2.2.2. 元件参数分析2.3. DC-DC变换电路…2.3.1.电路方案选择2.3.2. 元件参数分析2.4. MSP430F149显示采集电压…2.4.1. 器件介绍2.4.2. 硬件设计2.4.3. 软件设计3. 仿真及分析4.实验结果数据分析5.实物制作6.参考文献7.心得体会附录：……..摘要随着现代科技的发展，电工电子方面也有了很大的进步。
电源作为电气、电子设备必不可少的能源供应部件，需求日益增加，而且对电源的功能、稳定性等各项指标也提出了更高的要求。
对电源的研究和开发已经成为新技术、新设备开发的重要环节，在推动科技发展中起着重要作用。
本设计分别用串联型线性稳压电路，串联调整式稳流电路和反馈式逆变电路设计直流稳压电源，运用放大和反馈电路直流稳流电源和DC-DC升压变换器。
通过相关知识计算出各电路中各个器件的参数，使电路性能达到设计要求中的电压调整率，电流调整率，负载调整率，纹波电压等各项指标。
在通过TI公司推出的超低功耗MSP430系列单片机显示设计电源输出电压，让设计更加智能化。
关键词：电源；稳压电路；稳流电路；DC-DC；MSP430单片机Abstract: Along with technical development, the electricity and electronic instruments have already been widespread applied in daily, scientific research, study and so on each aspect. Since the power supply takes the essential energy-supply part of electrical and electronic instruments, its demand increases day by day, and also been set a higher request to function, stability and so on each target. The power supply research has already become the important link to the development of the new technology and the new equipment. It’s playing the vital role in the impetus of science and technology development. This design separately uses series linear constant voltage circuit, series regulate constant current circuit and the feedback type contravariant circuit to design direct current constant voltage power supply,direct current constant current power supply and DC-DC converter. We must calculate various each component parameter in the circuits by correlated knowledge and enable the circuit performance to meet in the design requirements such as the voltage regulation rate, the current regulation rate, load regulation rate, ripple voltage and so on.Key Words: Power Supply；voltage stabilizer；Steady Stream；DC-DC；msp430Single Chip Microcomputer1.设计任务及要求1.1.任务设计并制作交流变换为直流的稳定电源。
1.2要求1.2.1基本要求（1）稳压电源在输入电压220V、50Hz、电压变化范围＋15%～－20%条件下：a．输出电压可调范围为+9V～+12Vb．最大输出电流为1.5Ac．电压调整率≤0.2%（输入电压220V变化范围＋15%～－20%下，空载到满载）d．负载调整率≤1%（最低输入电压下，满载）e．纹波电压（峰-峰值）≤5mV（最低输入电压下，满载）f．效率≥40%（输出电压9V、输入电压220V下，满载）g．具有过流及短路保护功能（2）稳流电源在输入电压固定为＋12V的条件下：a．输出电流：4～20mA可调b．负载调整率≤1%（输入电压＋12V、负载电阻由200Ω～300Ω变化时，输出电流为20mA 时的相对变化率）（3）DC-DC变换器在输入电压为+9V～+12V条件下：a．输出电压为+100V，输出电流为10mAb．电压调整率≤1%（输入电压变化范围+9V～+12V）c．负载调整率≤1%（输入电压+12V下，空载到满载）d．纹波电压（峰-峰值）≤100mV（输入电压+9V下，满载）1.2.2发挥部分（1）扩充功能a．排除短路故障后，自动恢复为正常状态b．过热保护c．防止开、关机时产生的“过冲”（2）提高稳压电源的技术指标a．提高电压调整率和负载调整率b．扩大输出电压调节范围和提高最大输出电流值（3）改善DC-DC变换器a．提高效率（在100V、100mA下）b．提高输出电压（4）用数字显示输出电压和输出电流2.设计方案及硬件电路设计2.1. 直流稳压电源2.1.1 电路方案选择方案一：经变压器输出的直流经开关电源稳压输出。
但此方案产生直流电压纹波大，在后几级电路中很难加以抑制，因此不可行。
方案二：经变压器输出后，直接进入由分立元件搭建的线性稳压电路，线性稳压电路输出值可调，优点所需元件简单，缺点元件多参数难以控制，，。
方案三：在方案二的基础上选用三段集成直流稳压电器lm317，lm317输入电压30v左右，输出1.25—37v可调电压。
且最大输出电流1.5a，电压调整率0.1%,80db纹波抑制比，自带输出短路保护，过流，过热保护电路。
比较上述三种方案，决定选用方案三。
因为其稳压性能好，适用范围比较宽广2.1.2 元件参数分析2.2. 直流稳流电源2.1.1 电路方案选择方案一：基本思想是利用7805集成基推电压源，其3端与1端之间固定压降为5v，流经电阻后产生恒稳的电流。
(1)不加三极管的方案，如下图这是一种被普遍采用的产生恒流的方法，但它有两点不足。
一是集成块的静态电流作为负载电流的一部分，当前者随输入电压及负载的变化而变化时，会影响后者的稳定；二是该电路不能提供小于I（a dj）的恒流。
图2—6 不用三极管的稳流电路(2)使用三极管的方案。
如下图：针对上一种方案，我们进行了改进，加进了一只三极管，则静态电流I（adj）由三极管e、c极提供，而流经RL的静态电流仅为I（adj）的1/(1+x)该电路能提供比I（adj）还小的恒定电流。
图2—7 使用三极管的稳流电路设计中由于不需要太低的电流，所以不符合题目要求。
方案二：如图是一个由双运放构成的恒流电路。
U2为深反馈同相放大器；U3接成电压跟随器组态．它把输出电压反馈回输入端。
方案三：比较上述三种方案，决定选用方案三。
因为其稳流性能好，适用范围比较宽广2.1.2 元件参数分析稳流电路；输出级LM324的同向电压P V 和反向电压N V 分别为434R R R V V R P +⨯=+433R R R V O +⨯ 211'R R R V V O N +⨯=根据放大器特性，P V =N V ，取R O O V V V =-',则5R 上的压降)('O O V V -等于基准电压R V ，计算得到1R =2R =3R =4R 。
则输出电流为5R V I RO =调节电位器可得到输出电流范围4～20mA 。
2.3. DC-DC 变换电路 2.3.1电路方案选择 方案一：采用Boost 型DC-DC 升压器。
这种电路结构简单，容易实现，但输入输出电压比太大，占空比大，输出电压范围小，难以达到较高的指标。
方案二：以TL494为控制核心，以功率晶体管IRF630、整流二极管HER107和高频变压器，以及阻容元件构成。
TL494内部结构见附件2，电路原理如图8所示。
TL494产生一定频率PWM 波，控制功率晶体管导通和截止。
当IRF630受控导通时，高频变压器将电能转变成磁能储存起来，当IRF630截止时，高频变压器原、副边电压极性改变，HER107由反偏变为正偏导通，高频变压器将原先储存的磁能转变为电能，通过整流和LC 滤波网络变成直流向负载供电。
TL494产生开关频率控制功率晶体管，并且产生基准电压REF V 。
输出电压为()'121211Ww REF Out R R R R R V V +++⨯=取11R =100K ，12R =2.5K ，调节电位器W R =3.125K ，则可计算得输出电压Out V =100V 。
比较上述二种方案，决定选用方案二。
因为，能够更加精确控制输出的电压，且输出范围较大，满足指标。
2.3.2元件参数分析变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电变压器原理图流时，铁芯中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。
变压器由铁芯和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。
市面上很难买到适合题目要求的高频变压器，因此我们选择自己绕制。
输入电压最小值Vin=9V ，最大占空比=0.45，要求输出电压U=100V ，电流I=10mA ，得变压器功率101.0100=⨯=⨯=I U P O W取f=40KHz ，则变压器绕阻电感量fI D Vin L P ⨯⨯=max=9⨯0.45/(0.01⨯40000) =10.1mH匝数比()()()inO V D D V N N ⨯-⨯+=maxmax1121=(100+1)⨯(1-0.45)/(0.45⨯9)=132.4. MSP430F149显示采集电压2.4.1. 器件介绍（1）MSP430单片机 MSP430的性能MSP430系列单片机是美国德州仪器(TI)1996年开始推向市场的一种16位超低功耗的混合信号处理器(Mixed Signal Processor)。