摘要：基于提高电源效率的目标，设计了回收PID算法的数控电源。系统回收STC12C5A6052自带的PWM节制BUCK电路，同时对其输出电路举办采样，构成了一个高速的闭环节制系统。文中给出了数控电源的接口电路及PID算法的软件设计。尝试功效表白：该数控电源具有纹波小、高效率的利益。

　　STC12C5A60S2是一款成果强大，性价比高的单片机。STC12C5A60S2单片机是宏晶科技出产的1个时钟/机械周期(1T)的单片机，事情频率为0～35 MHz，相当于传统8051的0～420 MHz。内部集成MAX810专用复位电路，使系统越发不变靠得住地运行。内部集成了两路可编程计数器阵列(PCA)模块，用于输出PWM信号。常温下，利用内部RC振荡器作为单片机时钟时，可输出14～19 kHz的PWM信号;利用外部32MHz晶振作为时钟时，频率最高可达125 kHz。STC12C5A60S2有8路10位高速ADC，90个时钟周期转换一次，CPU事情频率32 MHz时，ADC转换速率约为356kHz。为了实现数控电源内部高速运算，本系统时钟回收外部32 MHz晶振作为时钟源。

　　1 总体设计

　　跟着电力电子技能的飞速成长和各行业对用电没备节制要求的提高，人们对供电的电源要求也越来越高。电源的性能直接影响着整个电路系统的性能、寿命。以往所回收的电源大大都是旋钮式电位器举办调理，输出电压无法实现准确的步进。数控电源是从上世纪80年月成长起来的，到此刻大多产物的电源仍存在误差较大、判别率不高、功率较低、效率低、靠得住性较差等缺点。因此，设计一款高效率、高性能、

　　数控开关稳压电源丁作在开关状态，其能量损失只有小部门耗损在开关管的导通压降上，效率高。BUCK电路在开关稳压电源中应用很是广，故本系统选择BUCK电路举办设计。

　　STC12C5A60S2单片机最小系统由时钟电路、复位电路构成，其电路如图2所示。单片机最小系统实现按键输入识别、显示节制、PID算法等。

　　BUCK电路是一种压降式DC—DC调动电路。其功耗小、效率高、体积小等优势而被遍及应用于种种电源中。BUCK电路根基布局如图4所示，本系统利用N沟道的MOS管。当开关管Q导通时，通过电感的电流增加，电感L、C电容储能，其电路等效如图5所示;当Q断开时，通过电感的电流减小，电感L、C电容释放能量，其电路等效如图6所示;当Q的G极为一个坎坷电平瓜代调动的PWM信号，要求PWM信号频率比电感L、电容C储能和释放能量的频率高，此时充电速度比放电速度快，输出端就会获得必然的电压。PWM信号的占空比改变时输出的电压随之改变。

　　该数控电源系统总体布局如图1所示，主要由STC12C5A60S2单片机最小系统、变压整流滤波模块、BUCK电路、电压反馈电路、显示电路、按键节制电路等构成。单片机最小系统是数控电源的焦点构成部门，认真发生BUCK电路所需的PWM信号;同时实吋检测电压反馈电路的电压。变压整流滤波模块一方面提供单片机、电压反馈电路、显示模块等所需的电源;另一方面颠末降压式调动电路(BUCK电路)后直接提供应负载。显示电路主要用于显示配置电压和实际输出的电压。系统将反馈电压与按键节制电路配置的电压举办较量，获得PID算法所需的各个变量，进而节制PWM信号的占空比，获得与没定电压误差很是小的电压。

　　高精度的数控电源长短常有须要的。

　　2.2 变压整流滤波模块的设计

　　为了提高数控电源的效率、输出电压、输出电流，最终输出不变的电压，变压整流滤波模块至关重要。变压器的效率为数控电源效率的要害因素之一。假如变压器功耗大，发烧量大，能量就会白白地挥霍变压器上。基于以上因素思量，本系统回见效率较高的环牛变压器。

　　一方面，BUCK电路事情频率凡是为几千赫兹到几兆赫兹，通过按时器来节制普通IO口发生PWM已无法满意;另一方面，为了及时对输出电压举办检测，这时系统必需具备A/D转换成果。回收专门的A/D转换芯片，当然可实现输出电压的检测，但电路变得巨大且本钱偏高。经综合思量，本系统回收STC12C5A60S2单片机作为系统的主节制器。