【正文】 從中能夠加強(qiáng)自我認(rèn)知，認(rèn)識(shí)到自己在哪方面有欠缺，一邊能在日后的學(xué)習(xí)或工作中得到改進(jìn)和提高。但是，經(jīng)過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)我對(duì)知識(shí)的掌握程度有了很大的提高，更是很好地培養(yǎng)了我的動(dòng)手能力，使我獲益良多。這樣，在三極管的 “C” 極有放大的交流信號(hào)，把這個(gè)信號(hào)通過(guò) 2只 4u7電容和 2支 1N4148二極管，構(gòu)成倍壓整流電路，可以得到負(fù)電壓供給ICL7107的 26腳使用。 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。 下面以 20V來(lái)進(jìn)行分壓電阻（ Rx）的計(jì)算，這里我們?cè)O(shè)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(jì)算如下：2 0 0 . 2 990 . 2x URkI ?? ? ? ? 為了方便電阻選擇，選用 100 KΩ 電阻，其誤差可通過(guò)調(diào)整 R2來(lái)彌補(bǔ)。 積分時(shí)鐘頻率 ： Fclock = Fosc / 4 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 ) 最佳積分電流 ： Iint = 4uA 積分電壓 ： Vint = 2V 積分電阻 ： Rint = Vinfs / Iint = 200 mV/ 4uA = 50KΩ 積分電容 ： Cint = (Tint)(Iint) / Vint = 4uA / 2 = uF 所以， 27腳 C3取 ， 28的 R4取 47KΩ 。 19 圖 13 基于 ICl7107的數(shù)顯電壓顯示電路原理圖 ICL7107是一種內(nèi)置程序的芯片，所以可以直接使用，免去了編 程的麻煩。數(shù)字電壓表（ Digital Voltmeter） 簡(jiǎn)稱 DVM，它是采用數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量（直流或交流輸入電壓）轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。 電機(jī)啟動(dòng)時(shí)必須滿足充電時(shí)間 τ 大于啟動(dòng)時(shí)間 δ ， Q1不導(dǎo)通，電機(jī)才能正常啟動(dòng)。 過(guò)流保護(hù)電路首先要有一個(gè)電流取樣環(huán)節(jié)，常用做法是串聯(lián)一個(gè)小電阻或者是霍爾元件來(lái)獲得電流信號(hào)。穩(wěn)壓器的散熱能力取決于它的熱阻給半導(dǎo)體器件加散熱片后可減小總熱阻。輸出電流不超過(guò) 1A。 在使用 317穩(wěn)壓塊的輸出電壓計(jì)算公式計(jì)算其輸出電壓時(shí) ,必 須保證 R1≥ 和R2≤ 兩個(gè)不等式同時(shí)成立 ,才能保證 317穩(wěn)壓塊在空載時(shí)能夠穩(wěn)定地工作。此外它的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率也比標(biāo)準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓器好。 穩(wěn)壓電源的輸出電壓可用下式計(jì)算 ： 231 .2 5 (1 )oRV R? ? 僅僅從公式本身看， R R2的電阻值可以隨意設(shè)定。由于三端集成穩(wěn)壓器是串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路的一種，而串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路的輸出電壓和基準(zhǔn)電壓成正比，因此，基準(zhǔn)電壓的穩(wěn)定性將直接影響穩(wěn)壓電路的輸出電壓的穩(wěn)定性。 14 穩(wěn)壓電路主要用于提供更加穩(wěn)定的直流帶能源。 13 經(jīng)過(guò)濾波，電路的電壓、電流波形如圖 10所示。由于電感在電路中有儲(chǔ)能的作用，所以在電路中可以串聯(lián)電感，當(dāng)電源供給的電流增加時(shí)，它能夠把能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，當(dāng)電流減小時(shí)，它有可以把能量釋放出來(lái)，是負(fù)載電流比較平滑，有平波的作用。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： m a x 1 .2 1 .2 ( 1 0 ) 1 2 1 .2ooidU U U U? ? ? ?? 設(shè)計(jì)時(shí)可考慮一定的余量。 單相橋式整流電路是工程上最常用的單相整流電路 。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 9 體管放電，可能造成輸出晶體管發(fā)射結(jié)反向擊穿。 表 2 ICL7107的極限參數(shù) 參數(shù)類型 型號(hào) 符號(hào) 參數(shù)范圍 單位 電源電壓 ICL7106 V+~V 15 V 電源電壓 ICL7107 V+~GND 6 V 電源電壓 ICL7107 V~GND 9 V 模擬輸入電壓 ICL7106/ICL7107 V+~V 參考源輸入 ICL7106/ICL7107 V+~V 時(shí)鐘輸入 ICL7106 TEST~V+ 時(shí)鐘輸入 ICL7107 GND~V+ 工作溫度 ICL7106/ICL7107 Topr 0~70 ℃ 貯存溫度 ICL7106/ICL7107 Tstg 65~150 ℃ 熱阻 ICL7106/ICL7107 ? 50 ℃ /W 8 最大結(jié)溫 ICL7106/ICL7107 150 ℃ 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。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)。它不僅能構(gòu)成三端穩(wěn)壓電路的最簡(jiǎn)單形式，同時(shí)輸出電壓具有可調(diào)的功能。 掉電貯存單元 51 單 片 機(jī) LCD 顯示單元 電壓控制單元 按鍵電路 電壓 /電流采樣電路 輸出 電源電路 4 圖 2 方案二系統(tǒng)框圖 方案三：利用 lm317集成穩(wěn)壓芯片為核心，通過(guò)變壓器之后整流濾波再穩(wěn)壓輸出穩(wěn)定的直流電。 第六部分對(duì)本穩(wěn)壓直流電源給出本課題的結(jié)論，作結(jié)束語(yǔ)。 2 VI3VO2ADJ1U1LM 31 7 LR122 0 RR V 1P O T 圖 1 lm317 的電壓調(diào)整原理電路圖 如圖 1所示，通過(guò)調(diào)整可調(diào)電阻 RV1的阻值，就可以調(diào)整輸出電壓 Vo 的大小。所以，穩(wěn)壓直流電源具有非常重要的研究意義。本電源具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單靈活，成本低，效率高，調(diào)整精度高等優(yōu)點(diǎn)，在市場(chǎng)上有很好的應(yīng)用前景。提供這 種穩(wěn)定的直流電能的電源就是直流穩(wěn)壓電源。 常用的穩(wěn)壓電源有交流和直流之分， 當(dāng)然這些電源電路的樣式、復(fù)雜程度千差萬(wàn)別。電源的穩(wěn)壓部分用三端集成穩(wěn)壓管 LM317完成，數(shù)字顯示部分用 ICL7107芯片完成。本電源在市場(chǎng)上很有應(yīng)用前景，可以作為收音機(jī)或掌機(jī)的外接電源，也可以用作手機(jī)電池的充電器，功率高點(diǎn)的還作為小型電視或其他家用電器的電源。整流器由二極管組成，用于濾去整流輸出電壓中的紋波。 3 第三部分對(duì)選擇的方案進(jìn)行分析闡述，把電路分模塊地論述，給出各部分電路圖。 方案二：用單片機(jī)控制輸出電壓的調(diào)整，使用電壓采樣電路，通過(guò) A/D轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。 芯片的選擇 LM317三端可調(diào)節(jié)穩(wěn)壓器 Lm317是可調(diào)節(jié)三端正電穩(wěn)壓器，在輸出電壓的范圍是 的電流，此穩(wěn)壓器非常容易使用，只要兩個(gè)外部電阻來(lái)設(shè)置輸出電壓。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。芯片第 31引腳是信號(hào)輸入引腳。 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。完成這一任務(wù)主要是靠二極管的單向?qū)щ娮饔茫虼硕O管是構(gòu)成整流電路的關(guān)鍵元件。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。 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（稱為 紋波電壓）。電容濾波電路比較簡(jiǎn)單，而且負(fù)載直流電壓比較高，紋波也比較少，適用于負(fù)載電壓較高，負(fù)載變動(dòng)不大的場(chǎng)合，也減輕了電路設(shè)計(jì)和實(shí)際焊接的工作。其輸出電壓波形近似為一鋸齒波直流電壓，使負(fù)載電壓的波動(dòng)大為減小。當(dāng)電網(wǎng)電壓或負(fù)載電流波動(dòng)時(shí)，調(diào)整自身的集 射壓降使輸出電壓基本保持不變。 VI3VO2ADJ1U1LM 31 7 LR2P O TR320 0 RD61N40 0 2D51N40 0 2C310 u 圖 11 穩(wěn)壓電路原理圖 15 LM317作為輸出電壓可變的集成三端穩(wěn)壓塊，是一種使用方便、應(yīng)用廣泛的集成穩(wěn)壓塊。 D5， D6用于保護(hù) LM317。當(dāng) 317穩(wěn)壓塊的輸出電流小于其最小穩(wěn)定工作電流時(shí)， 317穩(wěn)壓塊就不能正常工作。調(diào)整端使用濾波電容能得到比標(biāo)準(zhǔn)三端穩(wěn)壓器高的多的紋波抑制比。 LM317屬于深度負(fù)反饋的穩(wěn)壓電路，其功耗比較大，所以有必要討論一下 LM317穩(wěn)壓模塊的散熱問(wèn)題。 過(guò)流保護(hù) 在目前 ，各種直流電源產(chǎn)品 的應(yīng)用非常廣泛 ，電源技術(shù)已經(jīng)比較成熟。由于直流電機(jī)啟動(dòng)瞬時(shí)電流 iout較大 (約為額定電流的 8～ 10倍 )， iout流過(guò)小電阻 R6，并經(jīng) R5對(duì) C4充電?？紤]一定的設(shè)計(jì)余量，取保護(hù)電流設(shè)定值 IGIS，式 (1)同樣成立此為一階全響應(yīng)方程，初始條件 uc4 (0+)=I0iR5, 強(qiáng)制分量 uc4 (∞)=I GR5, 求解得 ： 441554 () RCc o ccU I R R I I e?? ? ? 假設(shè) 增大到 V2導(dǎo)通電壓 ’, 則 ’ 必須小于允許短路時(shí)間 t,即： 5544539。所以最終決定用 ICL7107芯片制作數(shù)顯電壓顯示電路。內(nèi)部振蕩頻率為 48Hz，顯示每秒刷 三 次。 參考電 壓 與輸入電壓的關(guān)系為 ： Vin = 2Vref 如果要求電壓表的量程 0~，參考電壓應(yīng)設(shè)置為 100mV。然后，用萬(wàn)用表測(cè)電源的輸出，如 ，然后通過(guò)調(diào)節(jié)電位器 R2，使 LED上的數(shù)值與萬(wàn)用表上的一致。 ICL7660+5V轉(zhuǎn) 5V電路原理圖如圖 15所示。在高興之余，也有很多感觸。查找資料也花了比較多的時(shí)間，這提醒我們一定要 學(xué)會(huì)理論聯(lián)系實(shí)際，把書本上的知識(shí)和實(shí)際的電路設(shè)計(jì)聯(lián)系起來(lái)，這無(wú)論對(duì)我們以后的學(xué)習(xí)或者工作都是有很大幫助的。ARM7畢業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用百例 [M].北京電子工業(yè)出版社 2020 [9] 李海鯤 ,Proteus在單片機(jī)課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 [J].電腦知識(shí)