【導讀】電源已經成為電氣和電子設備中必不可少的能源供應部件，對電源的研。終通過兩個模塊的連接實現(xiàn)連續(xù)可調直流穩(wěn)壓功能。同時，本文還對電源模塊和。數顯模塊的基本原理，參數計算和性能指標等進行了分析講解。這種電源價格便宜，電路簡單，并且可通過旋鈕在-24V~24V范圍內調節(jié)電壓，使用方便、安全、穩(wěn)定性高。

　　

【正文】 分予以重視。在 ICL7107 中，由于驅動LED數碼管而導致的內部發(fā)熱會使性能下降。由于塑料的熱阻比陶瓷的大，因此塑封電路比陶瓷電路在這方面的性能要差，由于參考源的溫度系數、片上功耗和封裝的熱阻等原因，會使接近滿量程時的噪聲從 25μ Vpp 上升到 80μ Vpp 。 另外，高功效（例如顯示值為 1000，二十段顯示）與低功耗（例如顯 示值為 1111，八段顯示）使得線性度之差會達到一個字，甚至更多。參考源有正溫度系數的電路在量程溢出時會多出幾個字。這是因為溢出時三個低位數字均不顯示，而處于低功耗狀態(tài)。相似地，參考源為負溫度系數的電路會在溢出和非溢出讀值之間來回交替變化。這是由于芯片不斷被加熱和冷卻的結果。所有這些問題在使用外部參考源時自然就解決了。 數字部分 圖 畫出了 ICL7107 的數字部分框圖，有 6V 穩(wěn)壓二極管和一個很大的 P 溝管子構成的源極跟隨器形成了內部數字地，這樣電源連續(xù)方式在背極（ BP）電壓以方波輸出時可吸納較大的 容性電流。背極電壓的頻率為始終頻率除以 800，在每次三秒讀數刷新速率時，它為 60Hz 的方波。標稱電壓幅度為 5V； LED 的端驅動電壓與此背極電壓同頻、同幅，不顯示時為同相，顯示時為反相，在各種條件下，字符段兩端的平均電流電壓可以忽略，字符段驅動電流為 8mA. 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 24 頁 圖 ICL7107 的數字部分框圖 圖 和圖 畫出了 ICL7107 的時鐘連接方式，可在這兩種基本的連接方式中選擇一種使用。 1） 如圖 中所示，一外接振蕩器連接到第 40 腳。 2） 如圖 中所示，用三個管腳構成 RC 振蕩器。 該振蕩頻率被除以 4，然后再進入下一級計數器，以形成一個測量周期的三個階段。他們是信號積分階段（ 1000 個計數值），參考源反向積分階段（ 0 至 2021 個計數值）和自動校零階段（ 1000～ 3000 個計數值）。在輸入信號小于滿量程時，自動校零將參考源中為用足的部分進行反積分，這樣，使得一個完整的測量過程為 4000 個計數值（ 16000 個時鐘脈沖），而與輸入信號無關。需要每秒三次的讀數刷新速率時，可選用 48KHz 的振蕩頻率。 為使電路對 60Hz 的工頻有最大的抑制能力，信號積分階段的時間應為 60KH 的工頻的整數值，這樣，可選的震蕩頻率為 240KHz、 120KHz、 80KHz、 60KHz、 48KHz、40KHz 等，同樣地，為了對 50KHz 的工頻有最好的抑制能力，可選的振蕩頻率有200KHz、 100KHz、 40KHz 等。請注意， 40KHz 額振蕩頻率（每秒 個度數），對50KH 和 60KHz 的工頻均有抑制能力（ 400Hz 和 440Hz 也可以）。 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 25 頁 圖 時鐘電路 A 圖 時鐘電路 B 積分電阻 緩沖放大器的積分器都帶有甲類輸出放大器，靜態(tài)電流均為 100μ A 左右。輸出為 4μ A 時的非線 性度很小，可忽略不計。積分電阻必須足夠大，以使在整個輸入信號范圍內的積分電流都落在這個線性度很好的區(qū)間。同時積分電流又必須大到印刷版上的漏電電流可以忽略。對于 2V 的滿量程， 470KΩ是最優(yōu)的，滿量程為 200mV時，可選 47KΩ。 積分電容 積分電容的選擇須使得最大電壓擺幅不達到積分器輸出電壓的最大飽和擺幅，（約比電源和地低 和高 ）。當 ICL7107 的模擬公共端做參考點時，積分器輸出滿量程標稱為 2V 時最佳，當 ICL7107 用 +5V 電源供電，模擬公共端接地時，177。 只 +。在每秒 3個讀數時， CINT的標稱值分別為 μ F和 F。當然，在使用不同的震蕩頻率時，該電容的值也要往相反的方向進行修正，以保持同樣的輸出擺幅。 選擇積分電容的另一個要求時其漏電要小，以減少翻轉誤差。較合適的電容式聚丙烯電容，它的漏電幾乎可以完全忽略，而成本又很低。 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 26 頁 自動教校零電容 自動校零電容的大小對系統(tǒng)的噪聲會有些影響。在 200mV 滿量程時，噪聲顯得很重要。推薦使用 F電容，這樣，噪聲在合理范圍內，同時，也加快了過載時的恢復速度。 參考電容 在絕大多數使用場合下， F 的電容效果最好。然而，當存在較大的共模電壓（即 REF LO 管腳未與模擬公共端連接）和使用 200mV 的滿量程時，可選用較大的電容，以防止產生翻轉誤差。一般地， 1μ F 的電容在這種情況下可將翻轉誤差控制在 個顯示字范圍內。 振蕩器元件 在所有的頻率范圍內，推薦使用 100KΩ的振蕩電阻，振蕩電容的值用下式進行推算， f=。在 48KHz 振蕩頻率時（每秒 3個度數）， C=100pF。 參考電壓 產生滿量程讀數值輸出（ 2021 個計數值）所 需的模擬輸入電壓為 Vin=2VREF,這樣，對于 200mV 和 2V 的量程， VREF應分別為 100mV 和 1V。然而在許多應用場合，該 A/D電路直接連接到傳感器的輸出，在數字輸出和輸入電壓間就存在一量程因子的問題。例如，在一稱重系統(tǒng)中，設計者可能會希望傳感器的電壓輸出為 時， A/D 轉換器的數字輸出為滿量程。這時，它應將傳感器的輸出電壓直接接到 A/D 輸入，參考電壓調至 ，（而不是將傳感器的輸出電壓衰減至 200mV），并將積分電阻和積分電容選至合適的 120KΩ和 F。這樣會使系統(tǒng)顯得簡潔， 并去掉了輸入端的衰減網絡。 在用177。 5V 供電的 ICL7107 的輸入端可接受177。 4V 的輸入信號，這類系統(tǒng)的另一個優(yōu)點是在輸入電壓 VIN≠ 0 時，可將輸出數字讀數調為零。這對于測溫和稱重系統(tǒng)就是一個例子：為方便地將數字輸出調為零，可將傳感器的輸出電壓接至 IN HI 和COMMON 端，可調整的（或固定的）調零電壓加在 COMMON 和 IN LO 端。 ICL7107 的電源供電 ICL7107 設計工作于177。 5V 的電源電壓，如果負電源沒有時，可利用時鐘輸出信號，外接 2只二極管、 2 只電容和一塊廉價的繼承電路來產生這 個負電源，如圖 所示。 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 27 頁 圖 從177。 5V 電壓產生 5V 的電源電壓 事實上，有些系統(tǒng)式可以不用負電源的，用單一 +5V供電的前提條件是： 。 177。 。 。 根據以上確定的參數最終設計的顯示模塊電路如圖 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 28 頁 圖 數顯模塊原理圖 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 29 頁 第五章 電路功能模塊的連接 數顯模塊和電源模塊的連接 數顯模塊和電源模塊的連接，采用數顯模塊的負測量端、 ICL7107 芯片的 21 引腳和電 源模塊的接地端共同接地，數顯模塊的正測量端和電源模塊的正、負電壓輸出端通過一個雙向開關連接，當開關打向上端時，通過調節(jié)滑動變阻器 W2 就可以得到需要的正輸出電壓，電壓值直接顯示在數顯模塊上，當開關打向下端時，通過調節(jié)滑動變阻器 W1就可以得到需要的負輸出電壓，并電壓值直接顯示在數顯模塊上。 根據以上設計，連接后的總電路原理圖見附錄 1 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 30 頁 結束語 本次畢業(yè)設計 ，介紹了一種連續(xù)可調直流穩(wěn)壓電源的方案，從理論計算方面敘述了此方案的原理和電路圖，同時通過試驗驗證了方案的可行性。 此電源相對于相對于一般的直流穩(wěn)壓電源，有以下幾個特點： 1）元器件購買方便。此方案應用的元器件無論是 782 7924 還是 ICL7107 都是市場上最常見的元器件之一，購買這些元器件很方便。 2)電路簡單。此電源僅僅應用 3 個芯片便組成了一個完整的穩(wěn)壓電源。無論是批量生產還是單個制作，都很方便。 3）價格便宜。構成此電源的元器件都是市場上很便宜很常見的器件，成本低廉。 4）可調節(jié)電壓。與一般定值直流穩(wěn)壓電源相比，此電源可以通過調節(jié)來獲得不同的電壓值，這樣就可以省去大量的應用成本，用一個直流穩(wěn)壓電源就可以實現(xiàn)多個不 同電壓值的直流穩(wěn)壓電源的功能。 這次設計中，遇到了很多問題，知識儲備的貧瘠，專業(yè)技能的欠缺，以及對畢業(yè)設計的不熟悉，對本次設計或多或少的都有些影響，當然，在老師的幫助下，都一一解決了難題。 由于能力有限，本次設計中難免有很多缺點和不足，希望各位老師、同學指點、改正。 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 31 頁 致謝 本次設計是在韋煒老師悉心指導和親切關懷下，通過不斷的學習、討論、實踐和修改完成的。在每一階段韋煒老師都給了我很大的幫助和啟示，使我學到了更多的知識，從而順利的完成了畢業(yè)論文。在此，謹致以衷心的感謝 和崇高的敬意‘祝愿老師身體健康，工作順利，事業(yè)上取得更大成功。 我還要深深感謝我的家人，是他們給予了我物質上的資助和精神上的鼓勵，使我渡過了一個快樂的有意義的大學生活。 最后要感謝的是各位參與畢業(yè)設計的老師和答辯組成員，感謝你們對我們畢業(yè)設計的關心和操勞。 再次真誠的感謝所有在我四年讀書期間幫助過我的老師、同學、朋友以及家人，祝大家一生平安。 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 32 頁 參考文獻 [1]朱兆優(yōu)，林剛勇等．電子電路設計技術．國防工業(yè)出版社， [2]楊欣等，王玉鳳等．電路設計與仿真 ．清華大學出版社， [3]沙占友．單片機外圍電路設計．電子工業(yè)出版社， [4]江曉安，董秀峰，楊頌華．數字電子技術．西安電子科技大學出版社， [5]王翠珍，唐金元．可調穩(wěn)壓電源電路設計．中國測試技術第 32 第 5 期． [6]周鼎，葛健，劉磊．一種可調式數字直流穩(wěn)壓電源的設計． [7]揚州大學電工電子中心．直流穩(wěn)壓電源功能電路．揚州大學 [8]張利亞．三位半 LCD/LED 顯示 A/D 轉換器． 21IC 電子網。 [9]常作平．可調直流穩(wěn)壓電源制 作． China Academic Journal Electronic Publishing House． 2021 [10]張乃國 .電源技術 .中國電力出版社 :北京 .1995： 256340 [11]曲學基，王增福，曲敬愷 .穩(wěn)定電源實用手冊 .電子工業(yè)出版社 :北京 .1998:3576 [12]吳潤宇，軒蔭華，苗銀梅，周功楷 .實用穩(wěn)定電源 .人民郵電出版社 :北京 .1994:4589 [13]張立 ,趙永健 .現(xiàn)代電力電子技術一器件、電路及應用 .北京 :科學出版社 .1992：230287 [14]莫慶時 . 直流 穩(wěn)壓電源的等效電路分析 . 微計算機信息， 1980： 15 [15]21IC 中國電子網 西安文理學院本科畢業(yè)設計（論文） 第 33 頁 附錄 附錄 1：總電路原理圖