一種單片機控制的多功能交流穩壓電源

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

關鍵詞：交流穩壓電源單片機定時

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文獻標識碼：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緊張，或電力設備嚴重老化，在用電高峰期，電網超負荷運行，電網電壓太低，而在用電低谷期，電網電壓太高，這種電壓大幅度波動的現象，很容易給一些用電設備帶來損害。特別是不斷出現的各種智能化儀器儀表、個人電腦等家用電器，對電源質量的要求越來越高，這就需要研制一種高性能的交流穩壓電源。

當前市場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，前者是一種有級調整，價格低廉，效率較高，但由于是有級調整造成電壓跳動和瞬間斷電，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，沒有實現智能化，不能數字顯示，更沒有定時輸出和鬧鐘作用。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，且能自動連續調壓，波形失真小，特別是由于采用了單片機，實現了智能化，具有數字顯示輸出電壓、穩壓精度、時間、定時起止時間、鬧鐘時間等功能，參數可以由用戶修改，而且既可以作交流穩壓電源，又可以作定時輸出電源。

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，通過取樣電路，經LM331組成的V/F電路轉換為脈沖信號，送入單片機進行處理，算出電壓，再與用戶預置的允許電壓比較來控制伺服電機，進而控制環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關和達林頓管組

圖1原理框圖

成的驅動電路，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/并出電路驅動的五位LED顯示。單片機通過三條可編程I/O線完成多項顯示項目。參數的顯示和修改類似于電子手表，用戶容易理解和掌握，顯示內容及意義如下：

0220實時輸出電壓為220V

110.28實時時間為10點28分

206.306點30分鬧鐘啟動

303.04穩壓精度為上限3％，下限4％

410.3010點30分為定時電源接通

511.0011點定時電源斷開

用戶能直觀了解輸出電壓、時間等，能修改穩壓精度及鬧鐘時間，根據用戶預置定時起止時間，自動控制定時驅動電路，控制定時電路準時接通電源，準時斷開電源。

這種多功能交流穩壓電源，還具有延時輸出功能，在斷電后又來電時，能準確延時5分鐘后輸出，延時精度高，延時時間誤差<1s。 還 具 有 過 壓 、 欠 壓 、 過 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點。

圖2主程序

圖3中斷子程序

3主要性能指標

市電輸入：150V～245V；

穩壓輸出：220V±1％（精度可由用戶根據需要修改）；

定時穩壓電源額定功率：3000W；

延時穩壓電源額定功率：3000W；

時間誤差：<1s/d；

延時時間：5min±1s；

定時穩壓電源開機時間：0～24h（可由用戶配置）；

定時穩壓電源關機時間：0～24h（可由用戶配置）；

鬧鐘時間：0～24h（可由用戶預置）；

過壓保護電壓：>250V;

欠壓保護電壓：<145V;

具有過流保護作用;

　　顯示電壓、時間、穩壓精度、定時起止時間、鬧鐘時間。

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），主程序檢測到時間變化后與預置的鬧鐘時間和定時輸出時間相比較，根據比較結果來控制相應的輸出。主程序還負責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的轉動等功能。