【正文】 ，用萬(wàn)用表測(cè) 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。 R3用于電壓校準(zhǔn)。 參數(shù)的計(jì)算 系統(tǒng)時(shí)鐘由 IC的 3 3 40腳決定 。 這種方法具有精度高和穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)而且功能強(qiáng)大，但是手工制作電路的話比較復(fù)雜，而且需要編程。電機(jī)短路或堵轉(zhuǎn)后，電流突然增大到短路電流 IS，電容 C4開(kāi)始充電。當(dāng)電源工作時(shí)，穩(wěn)壓器輸出端輸出正向直流電壓，電機(jī)開(kāi)始啟動(dòng)。J M J MAM AMD A dT T T TP R R R?? ?????? 所以器件的最大功耗必須滿足 PDM≤PD。一般加散熱片后功耗也不超過(guò) 20W。使用輸出電容能改變瞬態(tài)響應(yīng)。由于 317 穩(wěn)壓塊的生產(chǎn)廠家不同、型號(hào)不同，其最小穩(wěn)定工作電流也不相同，但一般不大于 5mA。改變 R2 阻值即可調(diào) 整穩(wěn)壓電壓值。 穩(wěn)壓部分的電路原理圖如圖 11所示。 其中，調(diào)整管接在輸入端和輸出端之間。忽略二極管正向壓降和變壓器內(nèi)阻，電容充電時(shí)間常數(shù)近似為零，因此 Uo=Uc≈ U2，在 u2達(dá)到最大值時(shí)， Uc也達(dá)到最大值，然后 U2下降，此時(shí)， UcU2， V V3截止，電容 C向負(fù)載電阻RL放電，由于放電時(shí)間常數(shù)τ =RLC一般較大，電容電壓 Uc按 指數(shù)規(guī)律緩慢下降，當(dāng)下降到 |U2|Uc時(shí)， V V4 導(dǎo)通，電容 C再次被充電，輸出電壓增大，以后重復(fù)上述充放電 過(guò)程 。由于電容在電路中也是起到儲(chǔ)存能量的作用，并聯(lián)的電容器在電源供給的電壓升高時(shí)，能夠把部分能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，而當(dāng)電源電壓減低的時(shí)候，就能把能量釋放出來(lái)，是負(fù)載電壓比較平滑穩(wěn)定，也就是電容也有平波的作用。這樣，四個(gè)二極管組成的整流橋就完成了整流的功能。 V3V2V4V1RL 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。 整流電路 9 整流電路的任務(wù)是將交流電變換成直流電。）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，最好是 到 ，不能夠是正電壓或者零電壓。 6 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。而且方案三具有電路簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，便于操作等優(yōu)點(diǎn)，而且經(jīng)過(guò)調(diào)試，其電壓輸出穩(wěn)定，調(diào)壓精度高，效率高，完全符合課題的要求。但是， PWM占空比的線性變化使相應(yīng)的電流呈非線性變化，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)濾波電容的存在對(duì)占空比很小的 PWM波積分效果明顯，導(dǎo)致電壓的非線性變化更顯著，特別是 PWM占空比很小的時(shí)候，即希望調(diào)出很小的電壓的時(shí)候。 第二部分提出穩(wěn)壓直流電源的總的設(shè)計(jì)思路和幾種可行的方案，以及各方案實(shí)現(xiàn)的功能，并對(duì)這些不同的方案進(jìn)行分析，最終選擇了本方案，并對(duì)本方案需要用到的元器件進(jìn)行詳細(xì)的介紹。變壓器可以將 220V的交流電轉(zhuǎn)換成適合用電器的低壓交流電。本設(shè)計(jì)采用 lm317芯片作為集成穩(wěn)壓電路的芯片，不僅電路簡(jiǎn)單，而且電壓可以在 ，而且它效率高，性能好，有較高的調(diào)整精度，各方面都適合設(shè)計(jì)的要求。本設(shè)計(jì)的顯示部分是采用 ICL7107芯片制作 LED顯示的數(shù)字電壓表，并聯(lián)到輸出端，完成電壓顯示的功能。 由于電子技術(shù)的特性，電子設(shè)備對(duì)電源電路的要求就是能夠提供持續(xù)穩(wěn)定、滿足負(fù)載要求的電能，而且通常情況下都要求提 供穩(wěn)定的直流電能。 不可否認(rèn)電源已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于我們生活的方方面面，所以，學(xué)習(xí)并了解電源的制作原理和技術(shù)對(duì)于我們的生產(chǎn)和發(fā)展都具有積極的意義。 ICL7107是一種市場(chǎng)上應(yīng)用非常廣泛的集成芯片，內(nèi)置程 序，可以直接驅(qū)動(dòng) LED數(shù)碼管。通過(guò)變壓器把 220V的市電變?yōu)殡娫此枰牡蛪航涣麟?，然后?jīng)過(guò)整流器，把交流電變成直流電，但是這時(shí)候的直流電并不穩(wěn)定，需要經(jīng) 過(guò)濾波后，再由穩(wěn)壓器穩(wěn)壓輸出穩(wěn)定的直流電。這就需要通過(guò)變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓電路來(lái)將交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓的直流電，供家用電器使用。 性能指標(biāo) 輸出最大電壓： 20V 輸出最小電壓： 輸出最大電流： 最大傳送功率： 20W 論文的總體結(jié)構(gòu) 第一部分主要介紹課題的背景，研究意義，介紹本文的主要研究?jī)?nèi)容，包括實(shí)現(xiàn)的功能和性能指標(biāo)等。它的功耗比較小，效率高，穩(wěn)壓范圍寬，電路的形式多樣。 圖 3 方案三系統(tǒng)框圖 根據(jù)課題的要求最終選擇方案三，雖然方案三電壓調(diào)節(jié)精度不及方案二，但是連續(xù)可調(diào)的直流電壓比較符合課題，方案二中的數(shù)控直流電源是步進(jìn)調(diào)壓的。表 1為幾種集成穩(wěn)壓器的型號(hào)與性能指標(biāo)： 表 1 幾種集成穩(wěn)壓器的型號(hào)與性能指標(biāo) 類型 三段固定 三端可調(diào) 大電流可調(diào) 參數(shù) 符號(hào) 單位 78Mxx、 79Lxx lm31 LM337 LM138 輸入電壓 V1 V +（ 840） +（ 340） 35 輸出電壓 V0 V +（ 524） +（ ） 最小電壓差 （ ViVo） min V +() 電壓調(diào)整率 Sv %V 318 電流 調(diào)整率 Si % 1215 溫度系數(shù) S /℃ 300 (075) ℃ 紋波抑制比 RR dB 536 60 6 7780 6075 調(diào)整端電流 Id uA 50、 65100 輸出阻抗 Zo Ω 最小負(fù)載電流 Iomin mA 輸出電流 Io A 空擋（ ） M（ ） L（ ） 最大功耗 Pmax W 輸出噪聲電壓 Vn uV(峰 峰值 ) 470、 125600 50 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。 芯片的第一引腳是供電，需要接入 DC5V的電壓。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，在集成穩(wěn)壓器輸出端課調(diào)出 （可調(diào)范圍取決于 R2和 R3的取值，最大范圍可以從 調(diào)到 37V。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。 橋式整流電路原理圖如圖 6所示。 圖 7 橋式整流電路電壓和電流波形 11 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。電感濾波電路圖如圖 8所示： V3 V2V4 V1RLL1 圖 8 電感濾波電路 方案二：采用電容濾波電路。 設(shè)電容兩端初始電壓為零，并假定 t=0時(shí)接通電路，輸入電壓 U2為正半周，當(dāng) U由零上升時(shí)， V V3導(dǎo) 通， C被充電，同時(shí)電流經(jīng) V V3向負(fù)載電阻供電。因此，在設(shè)計(jì)中，采用三端集成穩(wěn)壓器 lm317來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定電壓的功能。保護(hù)電路主要起到限流保護(hù)，過(guò)熱保護(hù)和過(guò)壓保護(hù)的作用。為保證穩(wěn)壓器的輸出性能， R3 應(yīng)小于 240歐姆。最小穩(wěn)定工作電流的值一般為 。 通 常 LM117/LM317不需要外接電容，除非輸入濾波電容到 LM117/LM317 輸入端的連線超過(guò) 6英寸（約 15厘米）。當(dāng)輸入輸入電壓差比較大且輸出電流也比較大時(shí)，注意 317的功耗不要過(guò)大。設(shè)集成穩(wěn)壓器的最高允許結(jié)溫為 TJM，最高環(huán)境溫度為 TAM，加散熱器后器件的功耗為 PD，則有關(guān)系式： 39。 Q190 1 3R4 R5R6C4 圖 12 過(guò)流保護(hù)電路原理圖 17 R6為取樣小電阻。此時(shí)為一階零狀態(tài)輸入響應(yīng)，求解得： 44154 (1 )RCRRU ie??? 假設(shè)電容 C4的電壓達(dá)到 ，得： 5445ln RRiRC i????? 設(shè)電機(jī)負(fù)荷在額定狀態(tài)下運(yùn)行，電機(jī)電流 I0 已經(jīng)穩(wěn)定?？梢?用 ADC0808集成電壓轉(zhuǎn)換芯片和 AT89C51 單片機(jī)設(shè)計(jì)制作 數(shù) 字電壓表，具體方法是 A/D轉(zhuǎn)換器在單片機(jī)的控制下完成對(duì)模擬信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)換功能，最后由數(shù)碼管顯示采集的電壓值。ICL7107芯片的最大量程可以到達(dá) ，如果需要用到其他的量程，可以通過(guò)修改輸出端電阻的參數(shù)來(lái)達(dá)到目的。 電阻 R2用于調(diào)整參考電壓，參考電源為 0~200mV 可調(diào)。 C1選用 CCB電容， C2 選用 CCB電容， C3選用 ， C4選用 100 pF的 CCB電容。 22 方案二：利用 LM317 集成穩(wěn) 壓模塊做一個(gè) +5V 的電源，再利用 ICL7660 芯片把 +5V電源變成 5V的電源。經(jīng)過(guò)測(cè)試，數(shù)顯電壓表正常工作。直流電壓 本來(lái)應(yīng)該是一個(gè)固定的值， 但是很多時(shí)候它是通過(guò)交流電壓整流、濾波后得來(lái)的，由于濾波不干凈，就會(huì)有剩余的交流成分，即便如此，就是用電池供電也因負(fù)載的波動(dòng)而產(chǎn)生波紋。電阻與電流的對(duì)應(yīng)數(shù)值如表 7所示。 在本次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，因?yàn)閷?duì)電壓的紋波沒(méi)有特殊的要求，普通的穩(wěn)壓集成電路就基本可以滿足要求了。 32 參 考 文 獻(xiàn) [1] 邱關(guān)源 .電路 [M].北京：高等教育出版社， [2] 康華光 .電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分 [M].北京：高等教育出版社， [3] 李祥臣 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 [M].北京：高等教育出版社， [4] 童詩(shī)白，華成英 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M].北京：高等教育出版社， [5] 潘永雄， 沙河，劉向陽(yáng) .電子線路 CAD實(shí)用教程 [M].陜西：西安電子科技大學(xué)出版社，2022， 9 [6] 彭小峰 ,雷李 ,張里 .基于 Proteus和 Keil的整合構(gòu)建單片機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)室 [J].重慶工學(xué)院學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 ),2022年 04期 [7] 周潤(rùn)景 ,張麗娜 .基于 Proteus的電路及單片機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)與仿真 [M].北京 :航空航天大學(xué)出版社， 2022. [8] 周潤(rùn)景 .Proteus在 MCS51amp。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(shū)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。在高興之余，也有很多感觸。電壓和電流的對(duì)應(yīng)數(shù)值如表 5所示。 25 表 4 電源的測(cè)試數(shù)據(jù)（隨機(jī)） 電源顯示數(shù)值（ V） 萬(wàn)用表顯示電壓數(shù)值（ V） 最大值 Vmax（ V） 最小值 Vmin（ V） 峰 峰值（ V） 600 400 400 200 600 600 400 萬(wàn)用表測(cè)試數(shù)據(jù)的折線圖如圖 17所示。 方案三：用 LM317集成穩(wěn)壓模塊制作一個(gè) +5V 的電源，然后 用一只 NPN 三極管，兩只電阻，一個(gè)電感來(lái)進(jìn)行信號(hào)放大，把芯片 38腳的振蕩信號(hào)串接一個(gè) 20K－ 56K的電阻連接到三極管 “B” 極，在三極管 “C” 極串接一個(gè)電阻（為了保護(hù)）和一個(gè)電感（提高交流放大倍數(shù)），在正常工作時(shí)，三極管的 “C” 極電壓為 － 。 經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后， ICL7107 和萬(wàn)用表的絕對(duì)誤差只有 。由于我們電源的指標(biāo)是 5~12V，所以要求電壓表的量程為 0~20V。積分電路由 IC的