1.直流稳压电源 毕业论文
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编号:JX/GC7.5-04-JL06
学校代码10857学号20122111322
分类号密级公开毕业设计(论文)
(直流稳压电源的设计)
学历层次| 高职|
教学系名称|电子工程系|
专业名称|电子信息工程技术|
学生姓名|郑磊|
指导教师|国佳|
2015年4月2日
摘要
直流稳压电源由于具有效率高、体积小、重量轻的特点,近年来获得了飞速发展。直流稳压电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使直流稳压电源进入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新技术产品的小型化、轻便化。本文主要采用变压、整流、滤波、稳压的流程思路将输入220V交流电转换成电压9V的直流电。直流开关稳压器中所使用的大功率开关器件价格较贵,其控制电路亦比较复杂,另外,开关稳压器的负载一般都是用大量的集成化程度很高的器件组成的电子系统。晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差。因而开关稳压器的保护应该兼顾稳压器本身和负载的安全。保护电路的种类很多,本文介绍了极性保护、程序保护、过电流保护、过电压保护、欠电压保护以及过热保护等电路。通常选用几种保护方式加以组合,构成完善的保护系统。直流高压稳压电源的长期稳定性主要受温度的影响,文中分析了直流高压稳压电源的构成原理,建立了温度稳定性的数学模型,给出了精确和可行的定量计算方法,并应用到具体的实例中加5.12(用模拟万用表欧姆档测量二极管的电阻,当电阻显示为较小值时,
2.直流稳压电源摘要
直流稳压电源使用说明书
AC220V DC12V/10A(左右分为两组,每组5位输出)开关电源(带指示灯)表头指示工作状态(电压显示)门禁管理系统、闭路电视监控系统、楼宇对讲系统、防盗报警系统及其 它弱电系统,适用于建筑物墙壁挂式安装,带安装孔。电源输出DC12 V(上面5个为一组,DC+)电源输出DC12V(上面5个为一组, DC+)电源输出DC12 V(下面5个为一组,DC -)电源输出DC12V(下面5个为一组, DC -)
输出端子接线图例:
输出电压调节:在机箱电路板有标着VR1的正方形蓝色可调电位器,可用十字螺丝刀轻轻调节,顺时针旋转电压增高,逆时针旋转电压降低,可调范围(DC12-15.5V),1个电位器对应一组输出,可根据需要分别调节。
散热风扇:散热风扇受温度控制器控制,达到预定温度会自行启动。特别提示:接入市电时,请特别注意人身安全注意接线端子的正确接法别超负荷使用
3.直流稳压电源摘要
直流稳压电源使用说明书
AC220V DC12V/10A(左右分为两组,每组5位输出)开关电源(带指示灯)表头指示工作状态(电压显示)门禁管理系统、闭路电视监控系统、楼宇对讲系统、防盗报警系统及其 它弱电系统,适用于建筑物墙壁挂式安装,带安装孔。电源输出DC12 V(上面5个为一组,DC+)电源输出DC12V(上面5个为一组, DC+)电源输出DC12 V(下面5个为一组,DC -)电源输出DC12V(下面5个为一组, DC -)
输出端子接线图例:
输出电压调节:在机箱电路板有标着VR1的正方形蓝色可调电位器,可用十字螺丝刀轻轻调节,顺时针旋转电压增高,逆时针旋转电压降低,可调范围(DC12-15.5V),1个电位器对应一组输出,可根据需要分别调节。
散热风扇:散热风扇受温度控制器控制,达到预定温度会自行启动。特别提示:接入市电时,请特别注意人身安全注意接线端子的正确接法别超负荷使用
4.电源开关设计论文怎么写
一种USB电源开关的设计 摘要: 设计了一种低导通损耗的USB电源开关电路。
该电路采用自举电荷泵为N型功率管 提供足够高的栅压,以降低USB开关的导通损耗。在过载情况下,过流保护电路能将输出电流限 制在0.3 A。
关键词: USB开关;自举电荷泵; N型功率管;过流保护 1引言 通用串行总线(Universal Serial Bus)使PC机 与外部设备的连接变得简单而迅速,随着计算机以 及与USB相关便携式设备的发展,USB必将获得 更广泛的应用。由于USB具有即插即用的特点,在 负载出现异常的瞬间,电源开关会流过数安培的电 流,从而对电路造成损坏。
本文设计的USB电源开关采用自举电荷泵,为 N型功率管提供2倍于电源的栅驱动电压。在负载 出现异常时,过流保护电路能迅速限制功率管电流, 以避免热插拔对电路造成损坏。
2 USB开关电路的整体设计思路 图1为USB电源开关的整体设计。其中,VIN 为电源输入,VOUT为USB的输出。
在负载正常的情 况下,由电荷泵产生足够高的栅驱动电压,使 NHV1工作在深线性区,以降低从输入电源(VIN 到负载电压(VOUT)的导通损耗。当功率管电流高于 1 A时,Current-sense输出高电平给过流保护电路 (Current-limit);过流保护电路通过反馈负载电压 给电荷泵,调节电荷泵输出(VPUMP),从而使功率管 的工作状态由线性区变为饱和区,限制功率管电流, 达到保护功率管的目的。
当负载恢复正常后,Cur- rent-sense输出低电平,电荷泵正常工作。 3 电荷泵设计 图2为一种自举型(Self-Boost)电荷泵的电路 原理图。
图中,Φ为时钟信号,控制电荷泵工作。初 始阶段电容,C1和功率管栅电容CGATE上的电荷均 为零。
当Φ为低电平时,MP1导通,为C1充电,V1 电位升至电源电位,V2电位增加,MP2管导通。假 设栅电容远大于电容C1,V2上的电荷全部转移到 栅电容CGATE上。
当Φ为高电平时,MN1导通,为 C1左极板放电,V1电位下降至地电位,V2电位下 降,MP2管截止,MN2管导通,给电容C1右极板充 电至VIN。在Φ的下个低电平时,V1电位升至电源 电位,V2电位增加至2VIN,MP2管导通,VPUMP电 位升至2VIN-VT。
自举电荷泵不需要为MN2和MP2提供栅驱 动电压,控制简单[1],但输出电压会有一个阈值损 失。图3是改进后的电荷泵电路图,Φ1和Φ2为互 补无交叠时钟。
由MN2、MN5、MP3、MP2和电容 C2组成的次电荷泵为MN4、MP4提供栅压,以保证 其完全关断和开启。当Φ1为低电平时,MP1导通, 电位增加,此时,V3电位为零,MP4导通,V2上的电 荷转移到栅电容CGATE上,VPUMP电位升高。
当Φ1为 高电平时,MP2导通,为C2充电,V4电位上升至电 源电位,V3电位随之上升,MP3导通,VPUMP电位继 续升高。MN3相当于二极管,起单向导电的作用。
在VPUMP电压升高到VIN+VT以后,MN3隔离V3 到电源的通路,保证V3的电荷由MP3全部充入栅 电容。这样,C1和C2相互给栅电容充电,若干个时 钟周期后,电荷泵输出电压接近两倍电源电压[2]。
在电荷泵输出电压升高的过程中,功率管提供的负 载电流逐渐上升,避免在容性负载上引起浪涌电流 4 过流保护电路设计 当出现过载和短路故障时,负载电流达到数安 培,需要精确的限流电路为功率管和输入电源提供保 护。对于MOS器件,只有工作在饱和区时的电流容 易控制。
限流就是通过反馈负载电压,调节电荷泵输 出电压来实现的。图4是限流电路的原理图。
N型功率管NHV的源与P型限流管MP6的 栅相接,N型功率管NHV的栅与P型限流管MP6 的源相接。从而达到控制功率管栅源压降的目的。
当负载电流超过1 A时,电流限信号(VLIMIT)为高 电平,MN7导通,栅电荷经MP6流向地,栅电压减 小,功率管工作在饱和区。C1、C2为电荷泵电容值, 在一个时钟周期T内,由电荷泵充入的栅电荷为: Q=VIN*C1+VIN*C2(1) 当功率管栅压稳定时,电荷泵充入的栅电荷等 于限流管放掉的栅电荷。
限流管泄放电流为: IL=QT=VIN*C1+VIN*C2T(2) 由VGS(NHV)=VSG(MP6)(3) 得功率管和限流管的电流关系: 5 仿真结果与讨论 图5为负载正常情况下负载输出电压和功率管 电流的仿真波形。电源电压为5 V,C1、C2电容值为 1 pF,时钟周期为40μs,NHV和MP6宽长比的比值 为300,功率管的并联个数为1*103。
采用0.6μm 30 V BCD工艺,在典型条件下,用HSPICE对整体电 路仿真。由波形可以看出,在1 ms内,负载输出电压 逐渐上升,功率管电流没有过冲,启动时间为1.7 ms。
3 ms后,功率管完全开启,为负载提供电源。 表1为限流电路工作时功率管的平均栅电压和 平均电流。
图6为USB开关启动8 ms后负载短路 到恢复正常的仿真结果。USB开关在负载正常情 况下启动,8 ms后负载短路,负载电流过冲到3.1 A。
当过流保护电路工作后,过流保护电路将电流 限制在0.3 A,保护了USB端口。16 ms后,负载恢 复正常,电源开关重新启动. 图6 USB开关在启动、限流和恢复正常过程中,电荷泵 输出电压、负载输出电压和功率管电流的仿真波形 Fig.6 Simulation waveforms of charge pump output volt- age,power switch output voltage and power tran- sistor。
5.开关电源的设计 论文及原理图
基于AT89C52和IW1692的智能开关电源设计与研究3摘 要:针对采用模拟控制的开关电源的一些问题,提出了一款以AT89C52为核心控制器,利用了AC/DC电源控制芯片(IW1692)的数字化智能开关电源系统,并对该系统的硬件电路和软件设计进行了介绍。
通过测试,本系统较好地解决了模拟开关电源的缺点,达到了相应的目的要求。关键词:开关电源;智能化;数字化 0 引 言随着开关电源技术的成熟,在有些应用场合要求开关电源具有一定的智能,能实现精确的程序控制,并能组网工作,以便于实时了解设备的参数(如电压、电流)、工作状态(正常、故障)等信息。
对于采用模拟量反馈控制的开关电源,在这些场合使用时不可避免地存在这样一些问题:(1)负载在较大范围内变化时反馈环路不稳定,易产生自激振荡。(2)不能实现精确的程序控制。
电池的充电设备、TG脉冲弧焊电源设备必须按照工作规程进行程序控制。对电源的输出要求可能为恒流恒压或恒压限流,这样所用的电源必须能够在各种工作状态之间自由转换,这是常规开关电源难以实现的。
(3)伺服型开关电源常要求电源的输出受外电路控制,而远程控制信号通常为模拟信号,在传输过程中常常会受到外界干扰,导致控制失败。用数字控制方式代替模拟控制,上述问题可以得到很大的改善。
1 数字化智能开关电源的设计思路及要求 智能化开关电源的主要功率变换电路仍然采用与传统开关电源相同的拓扑结构,但其反馈控制环路不采用传统的模拟控制方式,而是采用数字控制方式,即误差采样,脉冲宽度调制(PWM)的调制信号的计算、生成,遥感信号的接收、处理等控制部分电路均使用数字控制技术。通过智能化的数字控制技术,力求解决环路的稳定性、抗干扰性、电源远程控制性等问题。
本开关电源主要技术指标:①交流输入电压85~265 V AC宽范围输入;②直流输出电压5~15 V连续可调;③输出电压调整率≤2.5%;④具有输出短路控制;⑤具有电压显示功能及故障报警指示。2 硬件电路设计2.1 硬件电路原理系统原理框图如图1所示。
电路的工作原理为,市电经EM I滤波、整流滤波变成直流电送入功率变换电路(DC/DC),功率变换电路在PWM电路和单片机的控制下输出稳定的直流电压。用户可根据需要通过键盘对开关电源输出的电压值调节,单片机系统自动对电源输出电压进行数据采样,并与用户给定数据进行比较,然后根据设置的调整算法控制开关调整电路,使电源输出电压符合给定值。
单片机在调整电源输出电压的同时还要检测电路的输出功率,当输出功率超过最大功率时,就起动保护电路,实现保护功能。为了使智能开关电源能可靠、安全地工作,本系统可设置多重监测和保护系统,主要包括过压、欠压和短路保护。
2.2 主要芯片介绍2.2.1 IW 1692WI 1692是一种采用数字控制技术,高性能的AC/DC电源控制器。其数字调节设计是高效率的,内置保护功能,使外部元件较少,简化设计使电路成本较低,电路工作可靠。
WI1692无需次级反馈电路,但能实现良好的线性负载调节;无需环路补偿元件,但提供稳定的运行。脉冲波形分析设计在第一环路,使得反应速度远远超过传统解决方案,从而提高了动态负载响应。
内置功率限定功能,使变压器设计变得最优化,可以使用最普遍的离线设计变压器绕组,并且提供宽输入电压范围,低起动电压。当输出电流大于最大负载电流的5%时,WI1692以固定频率PWM模式运行。
当输出电流减小,开关管导通时间Ton也减小,当Ton下降至Ton2m in,芯片转换为脉冲频率调制(PFM)模式,即轻载时电源转换为PFM模式,使电路损耗达到最低。这些使WI1692成为最理想电源控制的选择,并且符合最新的电源标准。
2.2.2 AT89C52在兼顾运算能力与控制性能,并考虑设计成本及产品投入使用的经济等因素之后,在此选用传统的性价比高的AT89C52单片机为核心控制器。AT89C52是一种低功耗、高性能的片内含有8 kB快闪可编程/擦除只读存储器的8位CMOS微控制器,使用高密度、非易失存储技术制造。
芯片上的EPROM允许在线编程或采用通用的非易失存储编程器对程序存储器重复编程。2.2.3 MAX1247、MAX525和74HC573MAX1247是4通道模拟输入12位、串行输出A/D转换器;MAX525是4通道模拟输出、12位串行输入D/A转换器。
这两种芯片特性有很多相似之处,可以和单片机构成一个完整的4通道测控系统。采用串入、串出,解决了单片机口线资源不足的缺点。
74HC573是八进制3态非反转透明锁存器。2.3 电路实现2.3.1 开关电源电路及主要元器件选择开关电源电路如图2所示。
本部分电路主要实现交流EM I滤波、整流滤波、钳位保护、PWM控制、DC/DC输出,并由输入输出电阻分压进行采样。 (1)交流EM I滤波及整流滤波。
电压输入后由C1、C2、C3、C4及L1组成交流EM I滤波。(D1~D4)4个二极管(GT1040)组成桥式整流电路,后接C5、C6、R1及L2滤波电路。
变压器初级线圈取144 T,由公式NBNAU in_m in=Uout_max,得次级为18 T,辅助绕组为36 T,因为7815输入电压范围为15~35 V。(2)钳位保护电路。
钳位电路主要用来限。
6.直流稳压电源的毕业设计
直流稳压电源的设计
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一、目的与要求
1.实验目的
通过集成直流稳压电源的设计、安装和调试,要求学会:
(1)选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源;
(2)掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。
2.设计任务
设计一波形直流稳压电源,满足:
(1)当输入电压在220V±10%时,输出电压从3-12V可调,输出电流大于1A;
(2)输出纹波电压小于5mV,稳压系数小于5*10-3,输出内阻小于0.1欧。
3.设计要求
(1)电源变压器只做理论设计;
(2)合理选择集成稳压器;
(3)完成全电路理论设计、计算机辅助分析与仿真、安装调试、绘制电路图,自制印刷板;
(4)撰写设计报告、调试总结报告及使用说明书。
二、仪器与器材
自耦调压器、双踪示波器、万用表(模拟或数字)、交流毫伏表各一台,自制电路板的各种工具一套及
元器件若干。
7.开关型稳压电源研制 毕业设计
摘要随着电力电子技术的告诉发展,电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切,而电子设备都离不开可靠的电源,进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化,率先完成计算机的电源换代,进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域,程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源,更促进了开关电源技术的迅速发展。
开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关晶体管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比,二者的成本都随着输出功率的增加而增长,但二者增长速率各异。
线性电源成本在某一输出功率点上,反而高于开关电源,这一成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术在不断地创新,这一成本反转点日益向低输出电力端移动,这为开关电源提供了广泛的发展空间。
目 录第一章绪论……………………………………………………………11.1 开关电源的基本概念……………………………………………………11.2 开关电源的发展……………………………………………………………21.2.1 开关电源的发展状况……………………………………………………21.2.2 开关电源的技术追求和发展趋势…………………………………………31.3 开关电源的技术动态和要点…………………………………………………41.4 小节…………………………………………………………………………………5第二章开关电源的基本分类和工作原理………………………………62.1 开关电源电路基本分类……………………………………………………62.1.1 选择开关电源…………………………………………………………62.1.2开关电源的分类……………………………………………………………62.2 开关稳压电源的基本工作原理……………………………………………92.2.1 TOPSwitch系列单片开关电源的工作原理……………………………92.2.2 TOPSwitch-Ⅱ的性能测试…………………………………………………102.2.3 开关稳压电源的工作原理………………………………………………112.2.4四种反馈电路的基本类型 ………………………………………………132.2.5 单片开关电源的两种工作模式…………………………………………142.3 小节………………………………………………………………………………14第三章小功率通用开关稳压电源的研制………………………………153.1性能特点及技术指标………………………………………………153.2 TOP224P型的管脚功能……………………………………………… 153.2.1 TOP224P的工作原理……………………………………………163.3 开关电源电路中的关键元器件的选择与设计……………………………203.3.1 TL431型可调式精密并联稳压器………………………………………203.3.2 线性光耦合器PC817………………………………………………213.3.3 瞬态电压抑制器…………………………………………223.3.4快恢复及超快恢复二极管……………………………………………233.4 开关电源的设计原理……………………………………………243.4.1 开关电源的的工作原理及电路图……………………………………243.4.2电磁干扰滤波器…………………………………………263.5反激式单片开关电源的基本原理…………………………………………263.6高频变压器的设计和绕制方法………………………………………….283.6.1 单片开关电源高频变压器的设计要点…………………………………283.6.2高频变压器的绕制注意事项……………………………………………293.7输出整流滤波电路的设计………………………………………… 293.7.1输出整流电路的设计………………………………………293.7 .2输出滤波电路的设计…………………………………………303.8计算机设计单片开关电源的程序流程图…………………………………303.9单片开关电源设计方法和步骤…………………………………………343.10 小节…………………………………………40第四章 开关电源设计的总结…………………………………414.1设计实验结果分析………………………………………414.2设计试验总结…………………………………………41附录一…………………………………………42附录二…………………………………………43附录三………………………………………44附录四…………………………………………45参考文献…………………………………………46致谢…………………………………………47。
8.要一片关于电源开关的毕业设计,跪求
开关电源的毕业设计
文件信息 : 1,036 KByte / 52 Page / 22333 字 原文
1绪论
电源,即提供电能的设备,主要分三类:一次电源(将其它能量转换为电能),二次电源和蓄电池。其中,二次电源指的是把输入电源(由电网供电)转换为电压、电流、频率、波形及在稳定性、可靠性(含电磁兼容,绝缘散热,不间断电源,智能控制)等方面符合要求的电能供给负载。电子设备都离不开可靠的电源。开关电源由于具有效率高、体积小、重量轻的特点,近年来获得了飞速发展。开关电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使开关电源进入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
1.1 开关电源
开关电源是指电路中的电力电子器件工作在开关状态的稳压电源。如图1-1所示。开关电源的电路结构比较复杂,但是和线性电源相比有如下几个突出的优点:
图1-1 开关电源原理图
(1)功耗小,效率高。图1-1中,功率晶体管V在激励信号的激励下,交替工作在饱和导通与截止的开关状态,转换速度很快,频率一般在几十到几百kHz。这就使得功率晶体管的损耗较小,电源的效率可以大幅度地提高,其效率可以达到80%以上。
(2)体积小,重量轻。由于没有采用笨重的工频变压器,并且在功率晶体管上的耗散功率大幅降低后,又省了较大的散热片,因此开关稳压电源的体积和重量都可以得到减小。
(3)稳压范围宽。开关稳压电源的输出电压是由激励信号的占空比或者激励信号的频率来调节的,输入电压的变化也可以通过变频或调宽来进行补偿。在工频电网电压有较大变化或负载有较大变化时,它仍能保证有较稳定的输出电压,所以稳压范围宽、稳压效果好。
。
目录
1 绪论
2 开关电源电路的设计
3 辅助电路设计
4 损失的计算
5 结束语
参考资料
[1]孙树朴,郑征等 电子电子技术 徐州:中国矿业大学出版社2000
[2]刘泉海,陈因等 电子电子技术 重庆:重庆大学出版社2004
[3]杨 旭,裴云庆,王兆安 开关电源技术 北京:机械工业出版社2003
[4][]原田耕介 主编 耿文学 译 开关电源手册 北京:机械工业出版社2004
[5周志敏,周纪海 开关电源实用技术-设计与应用 北京:人民邮电出版社2003
[6]周志敏,周纪海等 现代开关电源控制电路及应用
[7]张占松,蔡宣三 开关电源的设计与应用 北京:电子工业出版社2001
[8]张占松 高频开关稳压电源 广东科技出版社
[9]陈伯时 自动控制系统 中央广播电视大学出版社
[10]常敏慧 开关电源应用、设计与维修
[11]黄 燕 开关电源故障检修方法
简单介绍
开关电源由于具有效率高、体积小、重量轻的特点,近年来获得了飞速发展。开关电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使开关电源进入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新技术产品的小型化、轻便化。本文主要以半桥变换电路为开关电源的主电路,设计一台品质优良的直流开关稳压电源。
主变压器的设计对开关稳压电源的工作影响很大,要求设计的变压器有较高的效率和较少的漏感。半桥变换电路中变压器的利用率高,本文对变压器进行了精心设计,对变压器漏抗进行了计算。
关于滤波电路的设计方法,各种不同的资料上均有介绍,本文采用付氏分析的方法,具有很强的实用性。这种方法设计出的滤波电路效果良好。
本文对IGBT的特性及使用中应主意的问题做了概述,对三相全波整流电路中出现故障的现象进行了描述。
9.求助
直流稳压电源即开关电源.具有可靠性高,功率密度大,抗干扰能力强,广泛应用于数字电路中,工业仪表,交通运输,通讯设备.工控机等大型设备及科研与实验.用作直流供电电源.要在纹波和使用率上,有所效果.
双路直流稳压电源原理图:
/cad/syzd/sy03.htm
双路直流稳压电源设计思路:
先整流,可采用桥式整流电路;再滤波,可采用L型滤波电路或其他的电路;接着是稳压,可采用固定三端稳压电路78**系列或79**系列(输出电压是不可调的),或采用LM317/LM337可调三端稳压集成电路(输出电压是可调的)。
10.直流稳压电源的毕业设计
我就指点下你一二吧! 图你自己去下面的链接看吧! 直流稳压电源是常用的电子设备,它能保证在电网电压波动或负载发生变化时,输出稳定的电压。
一个低纹波、高精度的稳压源在仪器仪表、工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值。本设计给出的稳压电源的输出电压范围为0~18 V,额定工作电流为0.5 A,并具有"+"、"-"步进电压调节功能,其最小步进为0.05 V,纹波不大于10 mV,此外,还可用LCD液晶显示器显示其输出电压值。
1系统硬件设计 本系统由电源模块、调压模块、D/A转换模块、显示与键盘模块组成,图1所示是该直流数控稳压电源的结构原理框图。 1.1系统电源模块 在图1中,220 V市电经220 V/17.5 V变压器降压后得到的双17.5 V交流电压,经过一个全桥整流后可得到±21 V两路电压,其中一路+21 V电压供给调整管,作为电源对外输出,另一路经三端稳压器7815得到+15 V,再经过7805得到+5 V的电压。
-21 V的电压则经三端稳压器MC7915得到-15 V电压,以作为系统本身的工作电源。 1.2电压调整模块 该稳压电源中的电压调整模块电路如图2所示。
其中调整管采用复合管形式(由Q1、Q3组成),以实现大电流输出,由于该设计要求Iomax=0.5 A,Iomin=0 A,Pm=(Vimax-Vomin)Iomax=(18-0)*0.5=9 W,因此,本电路中的调整管可选TIP41(其Icmax=6 A>Iomax=0.5 A;Pcw=65 W>9 W,VCEOmax=100 V>18 V),当然,也可以选用2N5832。 电路的比较放大采用运放NE5534来设计,该器件具有共模抑制比高,响应速度快和压摆率高的特点。
设计时可由R10、R11A、R12组成分压取样电路,并要求R10/(R11A+R12)=1/4,即当输出电压存在△UO=0.05 V时,△Ua=0.04 V,这与DAC的输出(10/255=0.04V=1LSB)变化一致。事实上,经过DAC转换以将电流转换为电压并进行电压放大后,即可将得到的10 V电压送比较器NE54534的同相端作为比较的基准电压。
由于DAC0832是8位的D/A转换器,故有255步进。由此,当CPU控制DAC变化1LSB时,其对应Va的变化为0.04 V,故Uout的可调变化量为0.05 V(步长)。
NE5534和Q1、Q3及取样电路构成的负反馈电路可实现调节输出电压的目的(稳压)。 电路中的过流保护由R9与02完成。
当Io>0.7A时,VR9=R9Io≥1*0.7=0.7 V,此时Q2导通,并对调整管Q3的基极分流,使TIP41的导通电阻增大,输出电压降低,从而达到过流保护的目的。必要时,也可接入一红色发光二极管作为过流指示。
该系统的短路保护采用保险管来完成。 1.3 D/A转换模块 本系统中的数模转换电路如图3所示。
它由DAC0832、两级低漂移的运放μA714及VREF电路组成。DAC0832和运放U3A将CPU发出的8位二进制数据转换成0~-5 V的电压,然后经运放U3B反向放大2倍,以得到0~10 V电压。
因此,该DAC的转换分辨率为10/(28-1)=0.04 V,即CPU输出给DAC的数据变化为1 Bit,DAC输出电压的变化为0.04 V。VREF电路为DAC提供基准电压,调节R5A,可使基准电压保持为5 V。
1.4显示与键盘模块 本电源中的电压显示与键盘电路如图4所示。当输出电压经R13限流和R14取样后,即可送如TLC2453-1进行模数转换。
图4中的TLC2453-1为11通道、12位串行A/D转换器,具有12位分辨率,转换时间为10μs,有11个模拟输入通道,3路内置自测试方式,采样率为66 kbps,线性误差±1LSBmax,同时带有转换结果输出EOC,并可单、双极性输出。通过其可编程的MSB或LSB前导可编程输出数据长度。
TLC2453-1的时钟频率选用4.1 MHz,电源输出电压Uo的取样信号从IN0输入,芯片的I/O时钟端、数据输入端、转换数据输出端、片选端分别与AT89S51单片机的P2.3、P2.2、P2.1、P2.0相连,然后经单片机处理后从P0口输出,在经排阻9A472J驱动后送字符型液晶显示屏SMC1602A显示输出电压。电路中AT89S51单片机的晶振频率选用12 MHz,P1.0~P1.3接调压按钮。
增加电压时,粗调用按键S1,步进为1 V,细调用S2,步长为0.05 V;减小电压时,粗调用S3,步长为1 V,细调用S4,步调为0.05 V。这样,经过它们的有机结合便可将输出电压调节到所需的电压。
结束语。
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