畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于數(shù)顯直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-07-25 15:28 本頁(yè)面
【正文】 nV+()電壓調(diào)整率Sv%V318電流調(diào)整率Si%1215溫度系數(shù)S/℃300(075) ℃紋波抑制比RRdB53660677806075調(diào)整端電流IduA50、65100輸出阻抗ZoΩ最小負(fù)載電流IominmA輸出電流IoA空擋（）M（）L（）最大功耗PmaxW輸出噪聲電壓VnuV(峰峰值)470、12560050 ICL7107三位半LCD/LED顯示A/D轉(zhuǎn)換器ICL7107是現(xiàn)時(shí)一種在數(shù)字儀表領(lǐng)域上應(yīng)用非常廣泛的三位半A/D轉(zhuǎn)換器，它的用途非常廣泛，不僅可以用于制作數(shù)字顯示電壓表，電路稍加改造，還可以用于制作數(shù)字電流表和數(shù)字溫度計(jì)等實(shí)用的電路或儀表。ICL7107是一種高性能，高效率，低功耗的三位半A/D轉(zhuǎn)換器電路。它集成了七段譯碼器，顯示驅(qū)動(dòng)器，參考源和時(shí)鐘系統(tǒng)，并且可以直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管。ICL7107芯片將高精度，低成本和通用性非常好地集于一身，而且極性誤差小于一個(gè)字。真正的差動(dòng)輸入和差動(dòng)參考源在各種各樣的系統(tǒng)中都發(fā)揮了非常大的作用。而且，只要用十來(lái)個(gè)作用的無(wú)源電子元件和LED發(fā)光管就可以與ICL7107構(gòu)成一個(gè)具有高性能的儀表面板，充分表現(xiàn)出ICL7107芯片的低成本還有電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。ICL7107芯片共有40個(gè)引腳，芯片的第一腳，是將芯片正放，眼睛面對(duì)芯片的型號(hào)字符，在芯片的左下方就是它的第一腳。當(dāng)知道了那個(gè)腳是第一腳，按照逆時(shí)針?lè)较蚺帕?，依次是第二引腳到第四十引腳。芯片的第一引腳是供電，需要接入DC5V的電壓。第36引腳是基準(zhǔn)電壓，正確數(shù)值時(shí)100mv，第26引腳是負(fù)電源引腳，它的電壓數(shù)值是負(fù)的，不能夠是正電壓或者零電壓。芯片第31引腳是信號(hào)輸入引腳。芯片的電源地是21腳，模擬地是32腳，信號(hào)地是30腳，基準(zhǔn)地是35腳，在通常的情況下，這四個(gè)引腳都接地。下面給出ICL7107芯片的管腳排列圖，如圖4所示：圖4 ICL7107的管腳排列圖表2為ICL7107芯片的各種極限參數(shù)的表格，包括工作溫度、儲(chǔ)存溫度、熱阻和最大結(jié)溫等。表2 ICL7107的極限參數(shù)參數(shù)類(lèi)型型號(hào)符號(hào)參數(shù)范圍單位電源電壓ICL7106V+~V15V電源電壓ICL7107V+~GND6V電源電壓ICL7107V~GND9V模擬輸入電壓ICL7106/ICL7107V+~V參考源輸入ICL7106/ICL7107V+~V時(shí)鐘輸入ICL7106TEST~V+時(shí)鐘輸入ICL7107GND~V+工作溫度ICL7106/ICL7107Topr0~70℃貯存溫度ICL7106/ICL7107Tstg65~150℃熱阻ICL7106/ICL710750℃/W最大結(jié)溫ICL7106/ICL7107150℃3 可調(diào)穩(wěn)壓直流電源的設(shè)計(jì) 可調(diào)穩(wěn)壓直流電源的基本組成穩(wěn)壓電源一般分為五部分，由變壓器降壓電路，全橋整流電路，濾波電路，穩(wěn)壓電路和保護(hù)電路組成。穩(wěn)壓電源電路圖如圖5所示。圖5 穩(wěn)壓電源電路原理圖Lm317可調(diào)式集成穩(wěn)壓電源的原理圖如圖5所示，只要接線(xiàn)正確，一般能良好地實(shí)現(xiàn)它的功能。交流220V電壓經(jīng)過(guò)電源變壓器降壓整流后得到直流電壓Vin，電壓Vin經(jīng)過(guò)濾波電路輸入到集成穩(wěn)壓器的輸入端，（可調(diào)范圍取決于R2和R3的取值。）的電壓。為獲得較高的輸出電壓值，LM317穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端與地之間的電阻R2值及其壓降往往較大，在R2兩端并接一個(gè)不小于10uF的電容C3，可有效地抑制輸出端的紋波。由于穩(wěn)壓器在1∶1的深度負(fù)反饋下工作，當(dāng)輸出端負(fù)載為容性的某一值時(shí)，穩(wěn)壓器有可能出現(xiàn)自激現(xiàn)象。因此，輸出端接入10uF的電解電容C5，提供足夠的電流供給，同時(shí)可以防止可能發(fā)生的自激振蕩以及減小高頻噪聲和改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。當(dāng)輸入端發(fā)生短路時(shí)，C5通過(guò)穩(wěn)壓器的調(diào)整管放電，C5值較大，則放電時(shí)的沖擊電流很大，電壓會(huì)通過(guò)穩(wěn)壓器內(nèi)部的輸出晶體管放電，可能造成輸出晶體管發(fā)射結(jié)反向擊穿。為此，在穩(wěn)壓器兩端并接二極管D6，輸入端短路時(shí)C5通過(guò)D6放電，保護(hù)LM317穩(wěn)壓器。 整流濾波電路 因?yàn)檎n題需要5V12V的穩(wěn)壓直流電，所以需要用到220V轉(zhuǎn)18V的變壓器把高壓的交流電轉(zhuǎn)成低壓交流電。因?yàn)檎n題不需要用到20V以上的電壓，所以應(yīng)該選用18V24V的變壓器，這樣可以降低LM317集成芯片的功耗，達(dá)到低功耗，高效率的要求。 整流電路整流電路的任務(wù)是將交流電變換成直流電。完成這一任務(wù)主要是靠二極管的單向?qū)щ娮饔?，因此二極管是構(gòu)成整流電路的關(guān)鍵元件。在小功率整流電路中，常見(jiàn)的集中整流電路有單相半波、全波、橋式和倍壓整流電路。本設(shè)計(jì)采用單相橋式整流電路。單相橋式整流電路是工程上最常用的單相整流電路。在工作時(shí)，電路中的四只二極管都是作為開(kāi)關(guān)運(yùn)用，當(dāng)正半周時(shí)，二極管VV3導(dǎo)通（VV4截止），在負(fù)載電阻上得到正弦波的正半周；當(dāng)負(fù)半周時(shí)，二極管VV4導(dǎo)通（VV3截止），在負(fù)載電阻上得到正弦波的負(fù)半周。在負(fù)載電阻上正、負(fù)半周經(jīng)過(guò)合成，得到的是同一個(gè)方向的單向脈動(dòng)電壓。橋式整流電路原理圖如圖6所示。 圖6 橋式整流電路原理圖 選擇二極管要依據(jù)二極管的反向耐壓VRM和正向電流IF。由于濾波電容的容量愈大，二極管導(dǎo)通角愈小，通過(guò)二極管脈沖電流的幅度愈大，因此，整流管的幅值電流必須加以考慮。流過(guò)整流管的平均電流：式中Ii 為穩(wěn)壓器的輸入電流，IRIRIadj 分別為流過(guò)RR2，以及調(diào)整端的電流，則：考慮到電容充電電流的沖擊，正向電流一般取平均電流的2～3 倍。二極管最大反向電壓：式中U2為電源變壓器次級(jí)電壓有效值，Ui為整流輸出電壓(即穩(wěn)壓器輸入電壓)。為了保證穩(wěn)壓器LM317穩(wěn)定運(yùn)行，輸入電壓Ui與輸出電壓U0之差一般在5～15V范圍，取UiU0=10V，得：設(shè)計(jì)時(shí)可考慮一定的余量。根據(jù)計(jì)算，1N4007的二極管符合設(shè)計(jì)要求，可以用作整流橋。橋式整流電路電壓和電流波形如圖7所示。 圖7 橋式整流電路電壓和電流波形如圖7所示，在交流電壓u2的整個(gè)周期內(nèi)，負(fù)載Rl都有同方向的電流通過(guò)，故Rl上得到單方向全波脈動(dòng)的直流電壓。這樣，四個(gè)二極管組成的整流橋就完成了整流的功能。 濾波電路整流電路將交流電變?yōu)槊}動(dòng)直流電，但其中含有大量的交流成分（稱(chēng)為紋波電壓）。所以我們需要在整流電路之后加入濾波電路進(jìn)行濾波，才能
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