畢業(yè)設計-基于數(shù)顯直流穩(wěn)壓電源的設計(文件)
【正文】 作輸出電壓可變的穩(wěn)壓電源。為保證穩(wěn)壓器的輸出性能，R3應小于240歐姆。它的使用非常簡單，僅需兩個外接電阻來設置輸出電壓。由于317穩(wěn)壓塊的生產(chǎn)廠家不同、型號不同，其最小穩(wěn)定工作電流也不相同，但一般不大于5mA。在使用317穩(wěn)壓塊的輸出電壓計算公式計算其輸出電壓時,必須保證R1≥≤,才能保證317穩(wěn)壓塊在空載時能夠穩(wěn)定地工作。使用輸出電容能改變瞬態(tài)響應。輸出電流不超過1A。一般加散熱片后功耗也不超過20W。穩(wěn)壓器的散熱能力取決于它的熱阻給半導體器件加散熱片后可減小總熱阻。 過流保護在目前，各種直流電源產(chǎn)品的應用非常廣泛，電源技術已經(jīng)比較成熟。由于霍爾元件體積比較大，價格昂貴，因而考慮采用串聯(lián)一個小電阻的方法。由于直流電機啟動瞬時電流iout較大(約為額定電流的8～10倍)，iout流過小電阻R6，并經(jīng)R5對C4充電。由于啟動電流很大，一般是額定電流的4~7倍，可看成不變，設為I=5I0?？紤]一定的設計余量，取保護電流設定值IGIS，式(1)同樣成立此為一階全響應方程，初始條件uc4 (0+)=I0iR5, 強制分量uc4 (∞)=IGR5, 求解得：’,則’必須小于允許短路時間t,即：要使保護起到作用，uc4 (∞)，即： 顯示電路在電量的測量中，電壓、電流和頻率是最基本的三個被測量，其中電壓量的測量最為經(jīng)常。制作數(shù)字電壓表有很多種方法，現(xiàn)在市面上很多種芯片都可以用作數(shù)字電壓表的核心。ICL7107是應用得比較成熟的芯片，二這種三位半的ADC的顯示精度對于本設計已經(jīng)足夠了。因為本設計不需要用到20V以上的電壓值。 振蕩器頻率：fosc = Rosc 50KΩ 積分時鐘頻率：Fclock = Fosc / 4 參考電容： Cref 1uF C1為參考電容。 如果需要需要測量的電壓大于200mV，就要通過分壓電路來實現(xiàn)。R1選用100KΩ的金屬膜電阻，R2選用2KΩ的多圈可調(diào)精密電阻，R3選用24KΩ的金屬膜電阻，R4選用1KΩ的多圈可調(diào)精密電阻，R5選用47KΩ的金屬膜電阻，R6選用100KΩ的金屬膜電阻。這樣，校準工作就算完成了。圖14 正負5V供電電源原理圖這種電路時標準的雙電源電路，能夠穩(wěn)定提供正負5V的直流電壓，但是需要用到7805和7905穩(wěn)壓模塊，增加了電路成本。圖15 ICL7660+5V轉(zhuǎn)5V電路原理圖這種方案也是比較常用的方案，但是缺點也是增加了電路成本。圖16 單電源供電的ICL7107電路原理圖經(jīng)過考慮，最終選擇了方案三，因為這樣做既節(jié)省成本，又方便焊接且滿足設計要求。表3 電源的測試數(shù)據(jù)電源顯示數(shù)值（V）萬用表實測值（V）最大值Vmax（V）最小值Vmin（V）峰峰值Vpp（V）600400400400400400400400600400400400400400400400400600600600隨機抽取的幾組數(shù)據(jù)如表4所示。圖18 測試數(shù)據(jù)的折線圖2紋波是一個直流電壓中的交流成分。將變阻器的阻值調(diào)至100Ω，使電源的輸出為5~12V，1V為步進，測出電流的數(shù)值。表6 輸出電壓9V時不同負載阻值下的電流數(shù)值電阻(Ω)電流（mA）100120140160180將使電源的輸出為12V，改變變阻器的阻值，20Ω為步進，測出電流的數(shù)值。在設計過程中可以看出，匯編語言有著其獨特的魅力，它簡單易學，語法錯誤容易糾正；用單片機實現(xiàn)直流穩(wěn)壓電源的的設計是比較方便和易于實現(xiàn)的。這也使我明白了一個道理，沒有人可以事無巨細，全部做到?jīng)]有遺漏，總有些你能力無法企及的地方。通過這次的畢業(yè)論文設計，不僅提高了我解決問題的能力，更是鍛煉了我自己動手編程能力，為我今后的發(fā)展提供了寶貴的實踐經(jīng)驗?！ ? 但在功能上還不夠強大,沒有顯示預置電壓等等，還可以進一步得到提高。 表7 輸出電壓12V時不同負載阻值下的電流數(shù)值電阻(Ω)電流（mA）1001201401601805 結語 結論，電源的調(diào)壓精度較高，顯示準確，紋波系數(shù)較低，能夠驅(qū)動小功率負載。表5 負載阻值100Ω時不同電壓下的電流數(shù)值電壓（V）電流（mA）將使電源的輸出為9V，改變變阻器的阻值，20Ω為步進，測出電流的數(shù)值。紋波的示意圖如圖19所示：圖19 紋波的示意圖、圖2圖2圖23所示。其中系列1為電源顯示數(shù)值，系列2為萬用表實測值圖17 測試數(shù)據(jù)的折線圖1示波器測試數(shù)據(jù)的折線圖如圖18所示。4 穩(wěn)壓直流電源的測試 電源的輸出顯示精確度與紋波測試測試方法為空載狀態(tài)下電源的輸出接萬用表和示波器然后將電源的輸出顯示數(shù)值與萬用表顯示數(shù)值相比較，在示波器上可以觀察到電源的紋波還有最大值、最小值和峰峰值。這樣，在三極管的“C”極有放大的交流信號，把這個信號通過2只4u7電容和2支1N4148二極管，構成倍壓整流電路，可以得到負電壓供給ICL7107的26腳使用。ICL7660是哈里斯公司采用CMOS工藝制成的高效率、小功率、低壓直流電源變換器，亦稱DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器，國 產(chǎn)型號為5G7660，它不僅能將單電源轉(zhuǎn)換成對稱輸出的雙電源，還能通過幾片串聯(lián)方式獲得多倍壓輸出，其空 %，帶負載后轉(zhuǎn)換效率仍可達95%，卻能向負載提供10~20mA 的電流，其外圍電路十分簡單，只需接兩只電容即可工作。 ICL7107的供電電源如圖18所示，ICL7107芯片需要+5V和5V的雙電源供電。 ICL7107的校準首先，先校準參考電壓，用萬用表測IC的35和36之間的電壓，是否為100mV，如不是，則需要調(diào)節(jié)電位器R4使兩端電壓為100mV。 下面以20V來進行分壓電阻（Rx）的計算，這里我們設定R4形成的參考電壓為100mV，R2為1KΩ，落在R2上的電壓降為2100mV = ，Rx計算如下： 為了方便電阻選擇，選用100 KΩ電阻，其誤差可通過調(diào)整R2來彌補。R3用于電壓校準。 積分周期：Tint = 1000 (4/Fosc) = 1000 (4/48K) = 滿量程模擬輸入電壓：Vinfs = 200mV (典型值)
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