一種單片機(jī)控制的多功能交流穩(wěn)壓電源

摘要：提出一種單片機(jī)控制的多功能交流穩(wěn)壓電源，論述其工作原理，給出了軟、硬件框圖。該電源實(shí)現(xiàn)了智能化、多功能、高精度，還有定時(shí)輸出、智能鬧鐘和顯示直觀等功能。

關(guān)鍵詞：交流穩(wěn)壓電源單片機(jī)定時(shí)

A Sort of Multi? function AC Regulated Power Supply Controlled by Single? chip Microcomputer

Abstract:A sort of Multi? function AC regulated power supply controlled by single? chip microcomputer is presented in this paper. The operating principle,hardware and softwere fromes are given.The advantages are of multi－ function,high precision,time switch and alarm clock.

Keywords:AC regulated power supply, Single? chip microcomputer, Timing

中圖法分類號：TN86文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：0219?2713(2000)12－633－02

1引言

目前我國有些地方由于電力供應(yīng)緊張，或電力設(shè)備嚴(yán)重老化，在用電高峰期，電網(wǎng)超負(fù)荷運(yùn)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的現(xiàn)象，很容易給一些用電設(shè)備帶來損害。特別是不斷出現(xiàn)的各種智能化儀器儀表、個人電腦等家用電器，對電源質(zhì)量的要求越來越高，這就需要研制一種高性能的交流穩(wěn)壓電源。

當(dāng)前市場上的交流穩(wěn)壓電源有繼電器控制和伺服電機(jī)控制的交流穩(wěn)壓電源兩類，前者是一種有級調(diào)整，價(jià)格低廉，效率較高，但由于是有級調(diào)整造成電壓跳動和瞬間斷電，用于計(jì)算機(jī)及帶微電腦的家用電器、智能化儀器儀表等容易造成故障。后者是一種無級調(diào)整、效率高、調(diào)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，沒有實(shí)現(xiàn)智能化，不能數(shù)字顯示，更沒有定時(shí)輸出和鬧鐘作用。為此，我們研制的單片機(jī)控制多功能交流穩(wěn)壓電源，具有穩(wěn)壓精度好、效率高、適用范圍寬，且能自動連續(xù)調(diào)壓，波形失真小，特別是由于采用了單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)了智能化，具有數(shù)字顯示輸出電壓、穩(wěn)壓精度、時(shí)間、定時(shí)起止時(shí)間、鬧鐘時(shí)間等功能，參數(shù)可以由用戶修改，而且既可以作交流穩(wěn)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(wěn)壓電源采用89C2051單片機(jī)進(jìn)行控制，電路原理如圖1所示。將市電電壓變化和負(fù)載變化情況，通過取樣電路，經(jīng)LM331組成的V/F電路轉(zhuǎn)換為脈沖信號，送入單片機(jī)進(jìn)行處理，算出電壓，再與用戶預(yù)置的允許電壓比較來控制伺服電機(jī)，進(jìn)而控制環(huán)形自耦變壓器調(diào)整輸出電壓，使輸出電壓保持穩(wěn)定，控制部分采用高速電子開關(guān)和達(dá)林頓管組

圖1原理框圖

成的驅(qū)動電路，所以靈敏度高、噪聲低。單片機(jī)輸出的顯示內(nèi)容由74LS164組成的串入/并出電路驅(qū)動的五位LED顯示。單片機(jī)通過三條可編程I/O線完成多項(xiàng)顯示項(xiàng)目。參數(shù)的顯示和修改類似于電子手表，用戶容易理解和掌握，顯示內(nèi)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

303.04穩(wěn)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

用戶能直觀了解輸出電壓、時(shí)間等，能修改穩(wěn)壓精度及鬧鐘時(shí)間，根據(jù)用戶預(yù)置定時(shí)起止時(shí)間，自動控制定時(shí)驅(qū)動電路，控制定時(shí)電路準(zhǔn)時(shí)接通電源，準(zhǔn)時(shí)斷開電源。

這種多功能交流穩(wěn)壓電源，還具有延時(shí)輸出功能，在斷電后又來電時(shí)，能準(zhǔn)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 壓 、 欠 壓 、 過 流 等 保 護(hù) 電 路 。

因此，該穩(wěn)壓電源具有精度高、響應(yīng)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)。

圖2主程序

圖3中斷子程序

3主要性能指標(biāo)

市電輸入：150V～245V；

穩(wěn)壓輸出：220V±1％（精度可由用戶根據(jù)需要修改）；

定時(shí)穩(wěn)壓電源額定功率：3000W；

延時(shí)穩(wěn)壓電源額定功率：3000W；

時(shí)間誤差：<1s/d；

延時(shí)時(shí)間：5min±1s；

定時(shí)穩(wěn)壓電源開機(jī)時(shí)間：0～24h（可由用戶配置）；

定時(shí)穩(wěn)壓電源關(guān)機(jī)時(shí)間：0～24h（可由用戶配置）；

鬧鐘時(shí)間：0～24h（可由用戶預(yù)置）；

過壓保護(hù)電壓：>250V;

欠壓保護(hù)電壓：<145V;

具有過流保護(hù)作用;

　　顯示電壓、時(shí)間、穩(wěn)壓精度、定時(shí)起止時(shí)間、鬧鐘時(shí)間。

4軟件流程圖

軟件主要有主程序和中斷子程序兩部分（見圖2、圖3），主程序檢測到時(shí)間變化后與預(yù)置的鬧鐘時(shí)間和定時(shí)輸出時(shí)間相比較，根據(jù)比較結(jié)果來控制相應(yīng)的輸出。主程序還負(fù)責(zé)顯示和處理按鍵信號。中斷子程序主要完成電壓采樣和控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動等功能。