基于MSP430单片机的数控直流稳压电源的设计

随着现代电力电子技术的不断发展,大量高精度电子设备出现,这些设备的稳定运行都离不开高品质直流稳压电源的支持。基于MSP430单片机设计并实现了一款数控直流稳压电源,该电源由单片机控制电路、稳压输出电路、液晶显示电路、辅助电源电路等组成。可通过按键实现输出电压的预置,并通过液晶显示,输出电压在0V～20V之间可调,通过“+”“-”两键操作,电压最小步进值为0.1V,可根据实际需求设置输出电压值。该电源带负载能力强,具有过流过压保护功能,并且具有精度高、稳定性好,线路简单等特点     

如何准确测量这个额定功率?

如何测量额定电压为3．8V的小灯泡的额定功率呢？因为3．8V大于3V，因此不能直接用电压表0～3V的量程测量小灯泡两端的电压；但是如果实验中用电压表0～15V的量程测量小灯泡两端的电压，由于0～15V的量程的分度值是0．5V，就无法准确测量3．8V的电压，因此，这个实验并不能准确测量小灯泡的额定功率．那么能不能设法准确测量额定电压为3．8V的小灯泡的额定功率呢？     

一道初中电学实验题的可操作性与器材的选取

[原题]给你一电压恒为6 V的电源,一只"0～15 V"档已烧坏但"0～3 V"完好的电压表,一只"0～0.6～3 A"的电流表,滑动变阻器一只,开关一只,导线若干.     

带反偏置的双路高压脉冲电源的研究

通过调节反向偏置电压可以改善电场渗透对质谱仪的影响,提高质谱仪的分辨率。为了满足质谱仪对脉冲电场的不同要求,提出了一种可以同时输出两路极性相反脉冲电场的脉冲电源,且高压正脉冲叠加幅值可调的直流负偏置电压。该电源只需一个充电源便可以产生正负两路脉冲电场。分析了串联开关同步驱动效果,随后通过增加补偿绕组和并联电阻优化了串联电容的分压不均的问题,并验证一个磁芯加多个副边绕组的方案可进一步降低充电电压不均。最终实现了4个电容器的充电电压与平均电压相差不超过0.1%。搭建了一台4级的电源样机,实验表明,其可以在容性负载上产生一路幅值为0～1.5 kV、脉宽为2～10μs可调的高压正脉冲且叠加幅值为0～-200 V的反向偏置电压,和一路幅值为0～-1.5 kV、脉宽为2～10μs可调的高压负脉冲,频率高达10 kHz,正负脉冲的前沿均小于30 ns,脉冲波形平稳。该脉冲电源结构紧凑,并且输出电压、脉宽、频率均连续可调。     

基于反激拓扑与RC隔离触发网络的短弧脉冲氙灯电源设计

针对现有的短弧脉冲氙灯电源存在明显的阻尼振荡等现象,提出了一种基于反激拓扑方法与RC隔离触发网络的短弧脉冲氙灯驱动电源设计。驱动电源采用24 V输入,主电压通过反激拓扑结构产生700～1000 V连续可调输出,脉冲触发电压电路采用二级级联升压电路产生5～7 kV脉冲输出,主电压和脉冲触发电压经过RC隔离触发网络后对脉冲氙灯进行驱动点亮。对驱动电源各个模块进行了设计与实现,将RC隔离触发网络仿真与实际触发波形对比,并比较分析了主电压在不同电压下的充放电波形。实验结果表明,所设计的驱动电源点亮短弧脉冲氙灯的成功率达100%,验证了所设计驱动电源的可行性;所设计的驱动电源充放电总时间最大值为5.63 ms,为短弧脉冲氙灯提供了较高的闪烁频率;所设计的驱动电源与文献对比将阻尼振荡范围从32.24%降低到4.7%,有效抑制了放电产生的阻尼振荡,避免对储能电容造成二次充电,有效提高了储能电容及短弧脉冲氙灯的放电次数及寿命。     

一种实用的实验室电源的设计

介绍了一种实用的物理实验专用线性可调稳压直流电源。该电源由可调三端稳压、可调基准电压、限流电路等构成,可提供0～12 V连续可调电压,输出电流限制在100 mA,适用于大学物理实验中二极管伏安特性测量、三用电表的设计与制作等设计性实验,起到对实验器件和仪表的保护作用。     

超微粒金刚石砂轮电解修整电源的研制

在轨迹成型法加工光学零件技术中 ,为了实现超精密磨削 ,采用了在线电解修整砂轮技术。为此研制了高频脉冲电源 ,研制的高频脉冲电源用于电解修整金属结合剂金刚石砂轮。高频电源由主电路、接口电路和控制电路组成。主电路是提供工作电流的通路 ,控制电路采用了单片机控制技术 ,接口电路实现A/D转换及驱动电压放大级。经调试电源电压在 0～ 90V ,脉冲频率在 4～ 5 0 0Hz范围内可调 ,平均电流可达 15A。该电源的技术指标 ,均达到设计要求。     

J-TEXT加热场电容器组恒流充电电源设计

分析了实际串联谐振电容充电电源的充电特性,提出通过设置两个电流档位,闭环调节PWM开关频率,实现了对多组电容器组恒流充电。设计了最大输出电流为6.5A,最大输出电压为2000V的电容充电电源。测试结果表明,该电源可以在1分钟内将四组电容器组同时充至2000V以内不同的任意电压,充电精度小于1%,能够满足J-TEXT加热场电源运行需求。     

一道难度较高的测定小灯泡额定功率的实验设计题

物理通报杂志社与河北省教育科学研究所合编的初三物理《学习目标与检测》一书有这样一道实验设计题目：小灯泡的额定电压为2．5V，其电阻为10Ω左右，要测定小灯泡的额定功率．现有器材如下：电源1个(电压6V)，导线若干，开关多个，电流表1个，电压表1个，2．5V小灯泡1个，10Ω的定值电阻R01个，滑动变阻器1个．请你选择器材用两种不同的方法测小灯泡的额定功率．每种方法只能用一种电表，只连接一次电路，要求画出电路图并简要说明实验方法．     

一种软启停正负双直流电源的设计

变形镜驱动器正负电源加电或者断电不同步,导致其在加电瞬间或者断电瞬间,输出端会输出一个-38.0V和86.0V的冲击电压,这个冲击电压使得变形镜在未开始工作时就产生了较为严重的面形畸变,为此研制了基于微处理器的软启停直流电源,它输出两路按一定时序变化的输出电压作为后续两个继电器的控制端,再通过这两个继电器分别控制变形镜驱动器正、负电源的导断,从而使得变形镜驱动器的正负电源同时加载或者卸载。在硬件平台了进行了实验验证,结果表明,使用软启停直流电源后,变形镜驱动器加电瞬间或断电瞬间,其产生的脉冲电压的峰-峰不超过0.45V,远远小于未使用软启停直流电源前的冲击电压,满足了系统的设计要求。     

0～30伏直流稳压电源的改装

目前,我们实验室使用的直流稳压电源大都是70年代末,80年代中期所购进的。到现在为止,大都已进入了维修阶段。这些用分立的电子元器件所装配的电源维修麻烦,费工费时,而且维修费用也很高。不修弃之又很可惜。笔者曾用一块LM317集成稳压器对这些电源进行了改装,其效果及性能都比原机要好得多,而且费用较低(整个改装费用不到10元)。改装后的具体电路如下图。在最大输入电压不超过40V的条件下,固定电阻R_1接在输出端至调整端之间,其两端电压为1.25V。适当选取R_2(U_o≈1.25(1+R_2/R_1),调节R_2就可以从输出端获得1.25V～35V之间的连续可调的电压。D_1是为了防止输入短路时,C_3放电而损坏     

用于铁磁共振的扫场电源

叙述了一种新型的适于用记录仪记录输出信号的铁共振扫场电源,其结构简单,调试容易,复用性好,在电压0－150V,最大电流0.5A,周期5. 5 s,负载阻抗33Ω时,线性优于95％。同时还可用作其它实验中要求的长周期、大功率扫描电源。     

用于移相干涉的高精度可伸缩PZT驱动电源技术

针对现有的三压电陶瓷移相器难以驱动大口径参考镜进行移相干涉测量的问题,设计了一种用于被测镜单压电陶瓷驱动移相干涉测量系统的高精度压电陶瓷移相器驱动电源。电源采用误差放大式结构,根据输入信号与输出采样的偏差,通过比例作差与光耦隔离等环节输出控制信号,进而控制MOSFET的导通状态调整充放电电流,控制由倍压整流电路生成的直流高压源进行输出,实现对驱动电源输出电压的稳定控制。实验表明其高精度压电陶瓷驱动电源具有在-600～+600V范围内输出连续可调电压的能力,且纹波小于20mV,线性度和精确度高,稳定性好,可实现压电陶瓷的可伸缩精确移相,满足被测镜移相干涉测量系统进行大口径被测镜高精度面形测量的要求。     

基于卫星控制仿真转台的多路可充电直流电源系统设计

针对航天工程地面仿真系统研制任务需要,设计和实现了可重复充电的多路直流稳压电源。对实验转台上用电设备的做了需求分析,给出了电路设计方案,对稳压模块进行了选型。电源系统采用12V7Ah蓄电池,稳压模块采用DC-DC,功率放大器采用OPA548T。实验结果证明设计是成功的,多路电压输出误差平均值优于0.1V ,电源系统静态工作时间长达10小时,满足了研究任务的设计需要。     

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为了保障EAST快控电源系统的稳定运行,提出了一种适用于EAST快控电源的高频高压工作环境的交流绝缘监测技术.此方法利用电阻不平衡桥,通过交替投切电阻造成分压的变化,实时采集电压,计算出绝缘电阻值.搭建了Simulink仿真平台,分别将~220V市电和EAST快控电源输出作为电压输入进行实时绝缘监测仿真分析,波形与预期相符.经过实验验证,新方法能够准确完成220V市电交流输入的绝缘监测,并且在快控电源现场能正常工作,达到绝缘监测的精度要求.     

脉冲功率系统中能量回收电路的改进

串联型能量回收电路从电路结构上保证了异常条件下脉冲功率系统中充电电源的安全,但恒流充电电源经回收电感向储能电容充电时会引起回收电路的振荡,不仅会造成充电电源输出过压和回收电感损耗增加,还会导致充电电压一致性明显变差等问题。在分析了回收电路振荡特性的基础上,提出了在回收电感两端并接旁路开关和双路充电输入的电路结构以及相应的充电控制方法,不仅可以抑制回路振荡从而提高充电一致性,还可以消除回收电感和旁路开关的不必要损耗且控制方法也简单通用。对包含有串接型回收电路的600 V/400 A充电系统进行了电路仿真和实验验证,实验结果表明:在600 V重频条件下,回收电路的改进方案可将储能电容电压的充电一致性偏差由10 V降低到2.6 V,对应的相对偏差由1.7%降低到0.5%以内。     

CFETR中心螺管模型线圈电源主回路设计

针对CFETR中心螺管模型线圈低温通电实验要求,开展了模型线圈测试电源系统及主回路的初步研究。根据交流测试电流波形,设计了电源主回路的拓扑结构,满足线圈电压1k V、电流47.3k A的参数要求。针对电路结构中的几个关键部件,阐述了四象限变流器的设计及工作原理,计算了换流电阻的阻值大小,并基于绝热模型下线圈的热点温度分析,给出在热点温度T180K、绝缘电压V≤2.5k V条件下移能电阻的阻值选取范围。为后期模型线圈的实验运行和测试电源系统的工程设计提供依据。     

适用于EAST快控电源的交流绝缘监测技术

为了保障EAST快控电源系统的稳定运行,提出了一种适用于EAST快控电源的高频高压工作环境的交流绝缘监测技术。此方法利用电阻不平衡桥,通过交替投切电阻造成分压的变化,实时采集电压,计算出绝缘电阻值。搭建了Simulink仿真平台,分别将~220V市电和EAST快控电源输出作为电压输入进行实时绝缘监测仿真分析,波形与预期相符。经过实验验证,新方法能够准确完成220V市电交流输入的绝缘监测,并且在快控电源现场能正常工作,达到绝缘监测的精度要求。     

高色纯度有机白光电致发光器件

介绍了具有高色纯度的多层有机白光器件,器件发光的色坐标为x=0．33,y=0．34,非常接近白光等能点,是色度很好的白光器件。而且在8～14V很大的范围内,发光色度随器件的驱动电压或电流的变化不大,基本稳定在x=0．33,y=0．34。在电压为19V时,器件的亮度达到了最大9735cd／m^2,在电压为9V时,器件的效率达到了最大4．5cd／A。     

把单相交流电变换为三相四线制三相电源

一、基本电路图1所示为把单相交流电变换为三相四线制三相电源的线路图.该电源只有接三相对称电阻性负载，且电感与电容为理想元件时，才能输出三相对称电压和电流，这是与常用三相图1对称电源的不同之处.图1中变压器的原边电压为220V，副边为有中间抽头且两段电压比为1：2的次级绕组（或顺接的两个电压比为1：2的次级统组）.电感L为直流电阻很小的铁芯线圈，电容C为交流电容器.各元件有关参数由负载电阻的大小和所耗功率决定.二、工作原理该三相电源是由单相交流电经电容和电感移相形成的，其基本原理可由图2的位形图说明.图2在图1电路中…