基于mcu的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源-文庫(kù)吧
2025-06-08 08:44 本頁(yè)面
【正文】 穩(wěn)壓電路就可以構(gòu)成一個(gè)數(shù)控的穩(wěn)壓電源。數(shù)控基準(zhǔn)電壓源的原理框圖如圖4所示： 圖4 數(shù)控基準(zhǔn)電壓源的原理框圖由于該項(xiàng)目要求使用單片機(jī)完成系統(tǒng)的控制部分，單片機(jī)的數(shù)碼管顯示值是通過(guò)取樣電壓和取樣電流直接獲取的，故系統(tǒng)的總體原理框圖如圖5所示： 圖5 系統(tǒng)的總體原理框圖 總體設(shè)計(jì)原理電路圖如圖6所示： 圖6 總體設(shè)計(jì)原理電路圖單元電路理論計(jì)算與設(shè)計(jì) 電源電壓的選取 由于輸出電壓在6V~12V范圍內(nèi)，調(diào)整管的飽和電壓約為2V （8） 電壓電壓必須大于14V，又考慮一定的余量，本設(shè)計(jì)選取電源電壓為18V。 調(diào)整管電路 由前邊分析可知，本設(shè)計(jì)選擇TIP122中功率三極管，其封裝采用TO220,如圖7所示： 圖7 三極管TIP122的封裝圖 比較放大電路 本設(shè)計(jì)中比較放大器采用LM358芯片。LM358 內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源（18V）使用。該運(yùn)放的同相輸入端由單片機(jī)提供基準(zhǔn)電源，反相輸入端由取樣電路提供電壓，然后將這兩個(gè)電壓進(jìn)行比較，并通過(guò)輸出端送到調(diào)整管的基極。 取樣電路電阻的確定 圖8 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源原理圖圖8中RRR3為輸出電壓的采樣電路，如果輸出電壓由于外部條件發(fā)生改變，則取樣電路會(huì)將這一變化趨勢(shì)送到A的反相輸入端，并與同相輸入端Uz進(jìn)行比較放大。及相關(guān)計(jì)算如下：輸出電壓： （9）步進(jìn)值： （10） 所以 （11）因?yàn)镽1與R2和R3之和比例越大，調(diào)整越困難，故應(yīng)選擇合適的。本設(shè)計(jì)中，選取 （12） 得到 （13） 故可選取R1=91kΩ，R2=，R3=1kΩ電流取樣電路中，電流轉(zhuǎn)換為電壓，取樣電阻R功率R= ，C8051F020內(nèi)部先放大再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，即取R=. 過(guò)流保護(hù)電路(硬件保護(hù)） 為了使電路安全工作，一般需要加入過(guò)流保護(hù)電路。當(dāng)調(diào)整管輸出電壓不變時(shí)，負(fù)載電阻RL變小輸出電流就變大，極限情形負(fù)載電阻短路。輸出電流變大，使得Q2的ICE電流增大，從而流向調(diào)整管基極電流變少，從而限制了輸出電流的增大。極限情形當(dāng)UR超過(guò)VBE時(shí)，三極管Q2飽和導(dǎo)通，調(diào)整管無(wú)電流輸出。 圖9 過(guò)流保護(hù)電路圖相關(guān)計(jì)算如下： （14）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室已有電阻，取R=R4+R5，R4=1Ω，R5=.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)用Altium Designer軟件畫出串聯(lián)型穩(wěn)壓電路原理圖如下： 圖10 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路原理圖PCB印刷板為： 圖11 PCB印刷版圖 電路板設(shè)計(jì)好以后，進(jìn)行打印和熱轉(zhuǎn)印，然后經(jīng)過(guò)腐蝕和鉆孔后就進(jìn)行焊接。系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件總體流程 圖12 系統(tǒng)總體流程圖 單片機(jī)數(shù)據(jù)采集流程 圖14 單片機(jī)數(shù)據(jù)采集流程圖穩(wěn)壓
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1