1.2 国内外研究现状、水平

普通电压源通常采用电位器（细调）和波段开关（粗调）来调节输出电压，并由电压表指示电压值的大小。因此，电压的调节精度不高，读数欠直观，电位器也易磨损。并且限流或截流保护常常是采用硬件电路，所以电路构成比较复杂，稳压精度也不高。而采用单片机为核心控制器件的程控电源能很好的弥补普通电源的以上不足。我们现在在市面上能找到的大多是普通电源，性价比一般都不高，程控电源研究和生产的较少。[2]因此，发展用、经济、性能可靠的程控电源，有较为广阔的市场前景和应用价值。在这方面美日韩等电子技术发达的国家，发展较快，应用水平较高，我国虽然起步较晚，但发展很快，特别是近20年来，在国内得到前所未有的重视和发展。

1.3 本课题的发展趋势

二十世纪八十年代由于电力电子理论开始建立，为程控电源的发展打下了良好的基础。程控电源技术在之后的一段时间里有了长足的发展。提高控制精度，功率密度和可靠性成为程控电源的主要发展方向。单片机技术和电压转换模块的出现使得程控电源的精确度有了很大提高。随着控制理论的不断发展，集成电路和数字信号处理器件的研制应用，程控电源的控制精度和功率密度不断提高，在九十年代控制精度能达到0.05V，功率密度达到每立方米50W。[3]近年来，随着电子产品发展需求的提高，可调稳压电源的应用已越来越广泛。而以单片机为控制核心的程控电源的应用也越来越多，随着其功能的完善和性能的改进，我相信程控电源的应用将逐渐渗透到人们工作生活的各个方面。

2总体方案设计

2.1 程控电源的工作原理

程控电源的一般工作原理是：220V，50Hz 的市电经过变压器变压将市电电压转换成所需的电压，然后送稳压电路，通过稳压电路对输出电压进行初步稳压，以降低大功率调整管的输入与输出之间的管压降，减少大功率调整管的功耗，提高直流电源的工作效率。经过稳压电路和滤波器后得到电压基本稳定，纹波相对较小的直流电，经过控制电路控制的大功率调整管进行精确快速的调整后，将得到稳压精度和性能符合标准的直流电压。再经过滤波器进行滤波后，既得到所需要的输出直流电。为了获得所需要的输出电压值或稳流电流值，我们还需要对输出的电压值和电流值进行取样检测，并将其传送到控制/保护电路，控制/保护电路将检测到的输出电压值和电流值与电压/电流设定电路所设定的值进行比较分析后，驱动稳压电路和大功率调整管使直流稳压电源能输出我们所设定的电压和电流值，同时当控制保护电路检测到异常的电压或电流值等情况下将启动保护电路使直流电源进入保护状态。

2.2 程控电源系统组成

本设计由数字控制模块，稳压输出模块，显示模块，电源模块，D/A转换模块等组成。系统的结构框图如图2-1 所示：

图2-1 程控电源结构框图

2.3 系统设计方案

2.3.1 系统可行性分析

设计思路：220V 交流电通过变压器，然后通过整流电路、D/A 转换芯片及控制电路，经低通滤波器实现30V电压输入，输出0 到9.9V 可调，步进0.1V,精度0.01的电压，在此过程中还要注意纹波电流的限制。系统通过全按键进行操作，采用单片机作为核心控制器，可以设置需要的输出电压。这种以单片机作为控制核心的程控电源具有输出电压电流可调，操作简单等优点，具有较为广泛的应用。