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数控直流稳压电源设计演讲人：日期:

CATALOGUE目录02硬件电路设计01系统设计概述03数控模块实现04软件控制策略05性能测试分析06应用与优化方向

系统设计概述01

稳压电源技术背景线性稳压电源和开关稳压电源。稳压电源的分类高精度、稳定性好、输出电压可调、易于实现智能化控制。数控直流稳压电源的特点实验室、电力设备、通讯设备、计算机等。稳压电源的应用领域

输出电压范围根据实际需求确定，如0-30V。输出电流根据负载需求确定，如0-5A。稳压精度输出电压的波动范围，如±0.1%。纹波系数输出直流电压中的交流成分大小，如≤1mV率电源转换效率，如≥80%。05设计目标与指标

整体方案框架输入整流滤波电路高压直流稳压电路数控电位器调节电路保护电路采样反馈电路将交流电转换为直流电，并滤除高频干扰。采用线性稳压或开关稳压技术，将直流电压稳定在所需范围内。通过单片机等控制器件，实现对输出电压的精确调节。包括过流保护、过压保护、短路保护等，确保电源安全可靠运行。对输出电压进行采样，并将采样信号反馈给控制电路，实现闭环控制。

硬件电路设计02

主电路拓扑结构线性稳压电源利用调整管电阻的变化来稳定输出电压，具有稳压精度高、稳定性好、输出纹波小等优点。01开关稳压电源通过开关管的开通与关断，控制电能转换和传输，具有效率高、功耗低、稳压范围宽等优点。02稳压电路类型选择根据负载特性和稳压精度要求，选择合适的稳压电路类型，如串联稳压电路、并联稳压电路等。03

关键元器件选型选择具有低温度系数、低噪声、高稳定度的金属膜电阻或电位器作为调整管。调整管选择具有高频特性好、开关速度快、耐压高的MOSFET或IGBT作为开关管。开关管选择容量大、高频特性好的电解电容或陶瓷电容作为滤波电容，以减小输出电压的纹波。滤波电容

过载保护机制电流限制保护短路保护过热保护在电路中串联电阻或电流互感器，当电流超过设定值时，限制电流以保护电源和负载。在电源内部安装温度传感器，当温度超过设定值时，自动切断电源以避免过热损坏。采用金属氧化物压敏电阻（MOV）或熔断器等器件，当电源输出短路时，迅速切断电路以保护电源和负载。

数控模块实现03

电压调节算法通过采集输出电压与设定值进行比较，利用比例、积分、微分三个参数进行调节，使输出电压稳定。PID算法模糊控制算法分段调节算法根据输入电压、负载变化等因素，自动调整PID参数，提高电压调节的精度和响应速度。将电压范围划分为多个区间，每个区间采用不同的调节策略，以实现全程稳压。

人机交互界面按键输入通过按键实现电压设定、功能选择等操作。01数码管显示实时显示当前电压值、设定值等信息，方便用户监控。02触摸屏高端数控电源采用触摸屏进行操作，界面更加直观，操作更加便捷。03

标准的串行通信接口，用于与计算机、其他设备等传输数据。RS232接口具有差分传输、抗干扰能力强等特点，适用于远距离、多设备通信。RS485接口可根据用户需求，定制特定的通信协议，实现更灵活的数据传输。自定义通信协议通信协议配置

软件控制策略04

闭环控制流程反馈信号获取从输出端采集实际电压值，作为反馈信号。误差计算将给定值与反馈信号进行比较，得到误差信号。控制算法实现通过PID算法等控制算法对误差信号进行计算，得到相应的调节量。调节量输出将调节量转化为控制信号，输出给执行器进行调整。

ADC采样精度优化采样时间选择采样次数控制误差校准采样通道优化合理选择采样时间，避免在电源波动较大的时刻进行采样。多次采样并取平均值，减小随机误差的影响。通过校准操作，消除ADC本身的系统误差。选择干扰较小的通道进行采样，提高采样精度。

异常状态检测逻辑过压保护检测实时监测输出电压，当电压超过设定值时，及时切断电源。过流保护检测实时监测输出电流，当电流超过设定值时，及时关闭电源。短路保护检测当输出短路时，通过检测电流大小判断短路情况，及时采取措施。欠压保护检测当输入电压低于一定值时，及时切断输出，以保护负载设备。

性能测试分析05

负载调整率测试负载调整率定义负载调整率是指在输入电压恒定的情况下，负载从零到满值变化时，输出电压的变化量与输出额定电压的比值。测试方法测试结果分析通过改变负载电阻的阻值，测量输出电压的变化量，计算出负载调整率。负载调整率越小，说明电源的输出电压越稳定，性能越好。123

纹波抑制效果纹波抑制定义纹波抑制是指电源对输入电压中纹波成分的抑制能力，即输出电压中纹波成分的大小。01测试方法在输入电压中加入一定频率和幅值的纹波信号，测量输出电压中纹波成分的大小。02测试结果分析纹波抑制效果越好，说明电源对输入电压中的纹波成分抑制能力越强，输出电压越稳定。03

温度稳定性验证温度稳定性是指在环境温度变化时，电源输出电压保持稳定的能力。温度稳定性定义