直流�(wěn)�電源是常用的電子�(shè)�,它能保證在電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載發(fā)生變化時(shí),輸出穩(wěn)定的電壓。一�(gè)低紋�、高精度的穩(wěn)壓源�儀器儀�、工�(yè)控制及測(cè)量領(lǐng)域中有著重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)�。本�(shè)�(jì)給出的穩(wěn)壓電源的輸出電壓范圍�0�18 V,額定工作電流為0.5 A,并具有"+"�"-"步�(jìn)電壓�(diào)節(jié)功能,其最小步�(jìn)�0.05 V,紋波不大于10 mV,此外,還可�LCD液晶顯示�顯示其輸出電壓��
1系統(tǒng)硬件�(shè)�(jì)
本系�(tǒng)由電源模�、調(diào)壓模�、D/A�(zhuǎn)換模塊、顯示與鍵盤模塊組成,圖1所示是該直流數(shù)控穩(wěn)壓電源的�(jié)�(gòu)原理框圖�
1.1系統(tǒng)電源模塊
在圖1��220 V市電�(jīng)220 V/17.5 V變壓器降壓后得到的雙17.5 V交流電壓,經(jīng)�(guò)一�(gè)全橋整流后可得到±21 V兩路電壓,其中一�+21 V電壓供給�(diào)整管,作為電源對(duì)外輸出,另一路經(jīng)三端�(wěn)壓器7815得到+15 V,再�(jīng)�(guò)7805得到+5 V的電��-21 V的電壓則�(jīng)三端�(wěn)壓器MC7915得到-15 V電壓,以作為系統(tǒng)本身的工作電��
1.2電壓�(diào)整模�
該穩(wěn)壓電源中的電壓調(diào)整模塊電路如�2所�。其中調(diào)整管采用�(fù)合管形式(由Q1、Q3組成),以�(shí)�(xiàn)大電流輸出,由于該設(shè)�(jì)要求Iomax=0.5 A,Iomin=0 A,Pm=(Vimax-Vomin)Iomax=(18-0)×0.5=9 W,因�,本電路中的�(diào)整管可選TIP41(其Icmax=6 A>Iomax=0.5 A;Pcw=65 W>9 W,VCEOmax=100 V>18 V),當(dāng)然,也可以選�2N5832�
電路的比較放大采用運(yùn)放NE5534�(lái)�(shè)�(jì),該器件具有共模抑制比高,響�(yīng)速度快和壓擺率高的特�(diǎn)。設(shè)�(jì)�(shí)可由R10、R11A、R12組成分壓取樣電路,并要求R10/(R11A+R12)=1/4,即�(dāng)輸出
電壓存在△UO=0.05 V�(shí),△Ua=0.04 V,這與DAC的輸�(10/255=0.04V=1LSB)變化一致。事�(shí)�,經(jīng)�(guò)DAC�(zhuǎn)換以將電流轉(zhuǎn)換為電壓并�(jìn)行電壓放大后,即可將得到�10 V電壓送比較器NE54534的同相端作為比較的基�(zhǔn)電壓。由于DAC0832�8位的D/A�(zhuǎn)換器,故�255步�(jìn)。由�,當(dāng)CPU控制DAC變化1LSB�(shí),其�(duì)�(yīng)Va的變化為0.04 V,故Uout的可�(diào)變化量為0.05 V(步長(zhǎng))。NE5534和Q1、Q3及取樣電路構(gòu)成的�(fù)反饋電路可實(shí)�(xiàn)�(diào)節(jié)輸出電壓的目�(�(wěn)�)�
電路中的�(guò)流保�(hù)由R9�02完成。當(dāng)Io>0.7A�(shí),VR9=R9Io�1×0.7=0.7 V,此�(shí)Q2�(dǎo)�,并�(duì)�(diào)整管Q3的基極分�,使TIP41的導(dǎo)通電阻增�,輸出電壓降�,從而達(dá)到過(guò)流保�(hù)的目的。必要時(shí),也可接入一紅色�(fā)光二極管作為�(guò)流指�。該系統(tǒng)的短路保�(hù)采用保險(xiǎn)管來(lái)完成�
1.3 D/A�(zhuǎn)換模�
本系�(tǒng)中的�(shù)模轉(zhuǎn)換電路如�3所�。它由DAC0832、兩�(jí)低漂移的�(yùn)放μA714及VREF電路組成。DAC0832和運(yùn)放U3A將CPU�(fā)出的8位二�(jìn)制數(shù)�(jù)�(zhuǎn)換成0�-5 V的電�,然后經(jīng)�(yùn)放U3B反向放大2倍,以得�0�10 V電壓。因此,該DAC的轉(zhuǎn)換分辨率�10/(28-1)=0.04 V,即CPU輸出給DAC的數(shù)�(jù)變化�1 Bit,DAC輸出電壓的變化為0.04 V。VREF電路為DAC提供基準(zhǔn)電壓,調(diào)節(jié)R5A,可使基�(zhǔn)電壓保持�5 V�
1.4顯示與鍵盤模�
本電源中的電壓顯示與鍵盤電路如圖4所�。當(dāng)輸出電壓�(jīng)R13限流和R14取樣后,即可送如TLC2453-1�(jìn)行模�(shù)�(zhuǎn)�。圖4中的TLC2453-1�11通道�12位串行A/D�(zhuǎn)換器,具�12位分辨率,轉(zhuǎn)換時(shí)間為10μs,有11�(gè)模擬輸入通道�3路內(nèi)置自�(cè)試方式,采樣率為66 kbps,線性誤差�1LSBmax,同�(shí)帶有�(zhuǎn)換結(jié)果輸出EOC,并可單、雙極性輸出。通過(guò)其可編程的MSB或LSB前導(dǎo)可編程輸出數(shù)�(jù)�(zhǎng)�。TLC2453-1的時(shí)鐘頻率選�4.1 MHz,電源輸出電壓Uo的取樣信�(hào)從IN0輸入,芯片的I/O�(shí)鐘端、數(shù)�(jù)輸入端、轉(zhuǎn)換數(shù)�(jù)輸出�、片選端分別與AT89S51單片�(jī)的P2.3、P2.2、P2.1、P2.0相連,然后�(jīng)單片�(jī)處理后從P0口輸�,在�(jīng)排阻9A472J�(qū)�(dòng)后送字符型液晶顯示屏SMC1602A顯示輸出電壓。電路中AT89S51單片�(jī)的晶振頻率選�12 MHz,P1.0~P1.3接調(diào)壓按�。增加電壓時(shí),粗�(diào)用按鍵S1,步�(jìn)�1 V,細(xì)�(diào)用S2,步�(zhǎng)�0.05 V;減小電壓時(shí),粗�(diào)用S3,步�(zhǎng)�1 V,細(xì)�(diào)用S4,步�(diào)�0.05 V。這樣,經(jīng)�(guò)它們的有機(jī)�(jié)合便可將輸出電壓�(diào)節(jié)到所需的電��
2系統(tǒng)軟件�(shè)�(jì)
本電路的主程序流程如�5所示�
3 �(jié)束語(yǔ)
本文給出的直流數(shù)控穩(wěn)壓電源采用硬件組成的閉環(huán)反饋模式�(lái)�(jìn)行穩(wěn)�。電路中采用共模抑制比高、響�(yīng)速度�、壓擺率高的NE5534作比較器,從而提高了�(wěn)壓的可靠性和精度;而采�12位A/D�(zhuǎn)換模塊完成電壓的�(cè)�,并用LCD液晶顯示,則提高了測(cè)量的�(zhǔn)確性和直觀顯示能力。本電路的開(kāi)�(jī)�(yù)置輸出電壓為5 V,并可采用步�(jìn)方式�(diào)節(jié)輸出電壓,最小步�(jìn)�0.05 V。經(jīng)�(guò)�(cè)試,本電路的輸出電壓范圍可達(dá)�0�18V,額定電流可�(dá)�0.5A,可�(yīng)用于�(shí)�(yàn)教學(xué)與工程實(shí)踐中�
可調(diào)�(wěn)壓電源應(yīng)�
可調(diào)�(wěn)壓電源產(chǎn)品可廣泛�(yīng)用于�(guó)�、科�、大專院�、實(shí)�(yàn)�、工礦企�(yè)、電解、電�、充電設(shè)備等�
維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��
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