数控电源的模块化设计ModularDesignofDigitalPowerSupply谢健华，任毅，李文峰，张欣龙，袁臣虎，天津工业大学信息学院（300160，天津）XieJianhua,RenYi,LiWenfeng,ZhangXinlong,YuanChenhuSchoolofInformationandCommunicationEngineering,TianjinPolytechnicUniversity(300160,Tianjing)摘要：本文采用凌阳16位单片机SPCE061A完成了数控电源的模块化设计，实现了电源输出电压的设定、输出电压步进调整、输出电压和输出电流的显示以及输入欠压保护等功能本文设计的数控电源由模拟部分和数控部分组成。模拟部分是由KA3525芯片为核心的半桥功率变换器、整流滤波电路、稳压电路、滤波电路等组成。数控部分采用凌阳16位单片机SPCE061A，实现了输入对半桥单级逆变电路的PWM波的产生。采用4×4的矩阵键盘实现输出电压设定和步进调整，采用A/D和D/A转换技术对输出电压进行设定和采样，采用RT12864液晶显示器对电源输出电压、输出电流和相关控制以及状态信息进行显示。关键词：数控电源模块化凌阳单片机RT12864液晶显示Abstract:ThepaperadoptstheSunplus16-bitsinglechipprocessorSPCE061Atocompletethemodulardesignofdigitalpowersupply,andtorealizefuncionssuchasthesettingofout-putvoltage,theoutputvoltagestepadjustment,thedisplayofoutputvoltageandoutputcurrentandtheproctecionofinputunder-voltage,etc..Thedigitalpowersupplydesignedincludesanalogpartanddigitalpart.Theanalogpartiscomposedofhalf-bridgepowerconverterwiththechipKA3525asitscore,rectifier-filtercircuit,voltage-stabilizingcircuit,andfiltercircuit,etc..Thedigitalpartadoptsthe16-bitsinglechipprocessorSPCE061AtorealizethePWMwavewhichisfrominputtothehalf-bridgeunipolarinvertercircuit.Theapplicationof4*4matrixkeyboardresultsinthesettingofoutputvoltageandstepadjustment;theuseofA/DandD/Aconvertingtechnologyleadstothesettingandsamplingofoutputvoltage;theapplicationofRT12864LCDshowsoutputvoltage,outputcurrent,relatedcontrolandotherinformation.Keywords:Digitalpowersupply,Modulization,Sunplussinglechipmicrocomputer,RT12864,RT12864LCD［中图分类号］TN86［文献标识码］A文章编号：1561-0349（2010）11-1前言在生活和教学实验中，用到的电源多种多样，但是，目前的电源普遍存在整体调试复杂和电源的各个功能组成部件寿命长短不一的问题，使整体的调试操作难度较大。同时，存在着由于电源系统的某个功能部件磨损老化而造成整体弃用的浪费现象。针对上述问题本文提出了一种模块化的数控电源设计方案。此系统采用KA3525控制芯片和凌阳16位单片机SPCE061A作为控制核心，实现了基于单片机的数控电源模块化设计，将整个电源系统分为若干个独立的功能模块，对各个功能模块独立设计、独立调试，然后把各个功能模块进行连接，最后实现整体统一调试。模块化的意义在于电路调试简单，便于故障排查，便于协作，可加快调试进程，提高工作效率，对老化或者损坏的部分进行单独更换达到减少器件浪费、节约资源、保护环境的目的。2系统方案的设计总体本方案的总体设计框图如图1所示。系统具体包括控制器模块、电源模块、辅助电源模块、负载模块和键盘显示模块等。各个功能模块都设置必要的接口，可独立设计，独立调试，最后通过接口连接成一个统一系统，统一调试即可实现数控电源的模块化设计。3各个关键单元电路的设计本数控电源系统包括数控设计部分和模拟电源设计部分。数控部分采用单片机实现对输出电压和输出电流设定，实现输出电压和输出电流步进调整，实现输出电压和输出电流以及故障信息的显示；模拟电源部分采用开关电源技术。系统的总体电路原理如图2所示。图2数控电源系统的电路原理图图中二极管改为空心通直线，电容改为平行直线，删除‘+’号，符号改为斜体，脚注为小写正体3.1模拟电源部分本部分电路主要包括：整流滤波电路、EMI滤波电路、功率变换电路、驱动电路、输出电路、稳压电路、辅助电源电路以及过流保护电路等。下面分别说明各个电路模块。3.1.1整流滤...