【導(dǎo)讀】目前我國在用電高峰期，電網(wǎng)超負(fù)荷運行，電網(wǎng)電壓太低，而在用電低谷期，電網(wǎng)電壓太高，這種電壓大幅度波動的現(xiàn)象，很容易給一些用電設(shè)備帶來損害。特別是不斷出現(xiàn)的各種智能化儀器儀表、個人電腦等家用電器，對電源質(zhì)量的要求越來越高，這就需要研制一種高性能的交流穩(wěn)壓電源。
當(dāng)前市場上的交流穩(wěn)壓電源有繼電器控制和伺服電機控制的交流穩(wěn)壓電源兩類，前者是一種有級調(diào)整，價格低廉，效率較高，但由于是有級調(diào)整造成電壓跳動和瞬間斷電，用于計算機及帶微電腦的家用電器、智能化儀器儀表等容易造成故障。后者是一種無級調(diào)整、效率高、調(diào)壓范圍寬、波形失真小，但是功能比較單一，性能和可靠性欠佳，沒有實現(xiàn)智能化，不能數(shù)字顯示，更沒有定時輸出和鬧鐘作用。為此，我們研制的單片機控制多功能交流穩(wěn)壓電源，具有穩(wěn)壓精度好、效率高、適用范圍寬，且能自動連續(xù)調(diào)壓，波形失真小，特別是由于采用了單片機，實現(xiàn)了智能化，具有數(shù)字顯示輸出電壓、穩(wěn)壓精度、時間、定時起止時間、鬧鐘時間等功能，參數(shù)可以由用戶修改，而且既可以作交流穩(wěn)壓電源，又可以作定時輸出電源。
工作原理
這種多功能交流穩(wěn)壓電源采用89C2051單片機進(jìn)行控制，電路原理如圖1所示。將市電電壓變化和負(fù)載變化情況，通過取樣電路，經(jīng)LM331組成的V/F電路轉(zhuǎn)換為脈沖信號，送入單片機進(jìn)行處理，算出電壓，再與用戶預(yù)置的允許電壓比較來控制伺服電機，進(jìn)而控制環(huán)形自耦變壓器調(diào)整輸出電壓，使輸出電壓保持穩(wěn)定，控制部分采用高速電子開關(guān)和達(dá)林頓管組成的驅(qū)動電路，所以靈敏度高、噪聲低。單片機輸出的顯示內(nèi)容由74LS164組成的串入/并出電路驅(qū)動的五位LED顯示。單片機通過三條可編程I/O線完成多項顯示項目。參數(shù)的顯示和修改類似于電子手表，用戶容易理解和掌握，顯示內(nèi)容及意義如下：
0220實時輸出電壓為220V
110.28實時時間為10點28分
206.306點30分鬧鐘啟動
303.04穩(wěn)壓精度為上限3％，下限4％
410.3010點30分為定時電源接通
511.0011點定時電源斷開
圖1：原理框圖
用戶能直觀了解輸出電壓、時間等，能修改穩(wěn)壓精度及鬧鐘時間，根據(jù)用戶預(yù)置定時起止時間，自動控制定時驅(qū)動電路，控制定時電路準(zhǔn)時接通電源，準(zhǔn)時斷開電源。
這種多功能交流穩(wěn)壓電源，還具有延時輸出功能，在斷電后又來電時，能準(zhǔn)確延時5分鐘后輸出，延時精度高，延時時間誤差<1s。 還具有過壓、欠壓、過流等保護電路。
因此，該穩(wěn)壓電源具有精度高、響應(yīng)速度快、波形失真小、效率高、體積小、智能化程度高等許多優(yōu)點。
圖2：主程序
圖3：中斷子程序
主要性能指標(biāo)
市電輸入：150V～245V；
穩(wěn)壓輸出：220V±1％（精度可由用戶根據(jù)需要修改）；
定時穩(wěn)壓電源額定功率：3000W；
延時穩(wěn)壓電源額定功率：3000W；
時間誤差：<1s/d；
延時時間：5min±1s；
定時穩(wěn)壓電源開機時間：0～24h（可由用戶配置）；
定時穩(wěn)壓電源關(guān)機時間：0～24h（可由用戶配置）；
鬧鐘時間：0～24h（可由用戶預(yù)置）；
過壓保護電壓：>250V;
欠壓保護電壓：<145V;
具有過流保護作用;
顯示電壓、時間、穩(wěn)壓精度、定時起止時間、鬧鐘時間。
軟件流程圖
軟件主要有主程序和中斷子程序兩部分（見圖2、圖3），主程序檢測到時間變化后與預(yù)置的鬧鐘時間和定時輸出時間相比較，根據(jù)比較結(jié)果來控制相應(yīng)的輸出。主程序還負(fù)責(zé)顯示和處理按鍵信號。中斷子程序主要完成電壓采樣和控制伺服電機的轉(zhuǎn)動等功能。
