【正文】 8位D/A轉(zhuǎn)換器輸出與數(shù)字量成正比的模擬電流；由與門(mén)、非與門(mén)組成的輸入控制電路來(lái)控制2個(gè)寄存器的選通或鎖存狀態(tài)[13]。DAC0832的原理框圖如圖38所示。 主要參數(shù)如下：l 輸入偏置電流45 nAl 輸入失調(diào)電流50 nAl l 輸入共模電壓最大值VCC~ Vl 共模抑制比80dBl 電源抑制比100dB DAC0832模塊電路D/A轉(zhuǎn)化器的作用是將數(shù)字量轉(zhuǎn)化成模擬信號(hào)，經(jīng)放大及驅(qū)動(dòng)加到執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，對(duì)被控制對(duì)象實(shí)施控制。 l 差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍。 l 低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流。 l 低功耗電流，適合于電池供電。177。 l 單位增益頻帶寬(約1MHz)。其引腳圖引腳功能如圖37所示：圖37 LM258引腳圖引腳功能圖LM358主要特性(Features)如下： l 內(nèi)部頻率補(bǔ)償。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益 模組,音頻放大器、工業(yè)控制、DC增益部件和其他所可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合[12]。AD轉(zhuǎn)換中可能出現(xiàn)誤差，為了使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，該部分電路采用閉環(huán)控制方式，對(duì)輸出進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。電路圖如36所示:圖36 可調(diào)輸出電路，只需要100個(gè)點(diǎn)就可滿足5V到5V的可調(diào)，而DAC0832有256個(gè)點(diǎn)完全滿足設(shè)計(jì)要求；可預(yù)置輸出可通過(guò)鍵盤(pán)直接輸入，由圖36可看出，當(dāng)用戶從鍵盤(pán)輸入需要設(shè)定的電壓值后，由單片機(jī)AT89C51輸出并控制DAC0832進(jìn)行DA轉(zhuǎn)換。:（1）N—輸入電壓端，為減小輸入瞬間電壓和給調(diào)節(jié)器提供開(kāi)關(guān)電流，此接腳應(yīng)接旁路電容CIN；（2）PUT—穩(wěn)壓輸出端，輸出高電壓為（VIN－VSAT）。 LM2576開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓集成電路:(1)、5V、12V、15V和可調(diào)電壓輸出多種系列[11]；（2）－37V (HV型號(hào)的可達(dá)57V)，負(fù)載電壓的輸出容差最大為177。二級(jí)管D20，考慮到負(fù)載短路的情況，二級(jí)管的額定電流值應(yīng)大于LM2576的最大電流限制，所以此處選用SB540。Vin為最大輸入電壓，Vout是LM2576的輸出電壓。此處選用耐壓值為25V/100uF或35V/100uF的極性電解電容。該電路是通過(guò)PWM控制電路產(chǎn)生的18V/+18V傳送給兩片LM2576開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓集成電路從而達(dá)到穩(wěn)壓的目的，輸出兩組穩(wěn)定電壓。UC3842還包括過(guò)壓、欠壓保護(hù)電路，當(dāng)供電電源電壓低于10V時(shí)，芯片停止工作。UC3842 采用固定工作頻率脈沖寬度可控調(diào)制方式，共有8 個(gè)引腳，引腳圖如圖34：圖34 UC3842引腳圖UC3842內(nèi)部主要包括：5V 基準(zhǔn)電壓源、振蕩器、誤差放大器、過(guò)流檢測(cè)電壓比較器、PWM鎖存器、輸入欠壓鎖定電路。采用PWM控制的優(yōu)點(diǎn)是: 簡(jiǎn)化了硬件電路,降低了硬件成本。由于器件設(shè)計(jì)巧妙，由主電源電壓直接啟動(dòng)，構(gòu)成電路所需元件少，非常符合電路設(shè)計(jì)中“簡(jiǎn)潔至上”的原則。假如由于某種原因使輸出電壓升高時(shí)，脈寬調(diào)制器就會(huì)改變驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度，亦即占空比D，使斬波后的平均值電壓下降，從而達(dá)到穩(wěn)壓目的，反之亦然。通過(guò)采樣反饋電路改變開(kāi)關(guān)占空比，來(lái)控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)閉的脈寬，從而使輸出電壓穩(wěn)定[10]。 UC3842簡(jiǎn)介為了精確控制開(kāi)關(guān)電路的電壓輸出，系統(tǒng)采用脈寬調(diào)制的控制方式調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)管的工作狀態(tài)。以上兩種關(guān)斷輸出的方法都是使電流測(cè)定比較器輸出高電平，PWM鎖存器復(fù)位，關(guān)斷輸出端直到下一個(gè)周期的時(shí)鐘脈沖將PWM鎖存器重新置位。若要使輸出關(guān)斷，可以將引腳3上的電壓升到1V以上，通過(guò)電流測(cè)定比較器將輸出關(guān)斷。200mA，最大可以輸出177。電阻器R413和電容器C411構(gòu)成軟啟動(dòng)電路，當(dāng)C411上的充電電壓達(dá)到啟動(dòng)電壓時(shí)，電路啟動(dòng)，啟動(dòng)電流緊為1mA。Fosc約為40KHz。振蕩器的振蕩頻率由引腳8和引腳4之間的電阻器R402，引腳4到地的電容器C404來(lái)決定。當(dāng)電路一旦恢復(fù)正常工作，由輔助繞組進(jìn)行對(duì)UC3842的供電。而電路的關(guān)斷閥值為10V。當(dāng)開(kāi)關(guān)管V出現(xiàn)過(guò)電流時(shí)，電阻R404上測(cè)得的過(guò)電流信號(hào)，輸送到電流測(cè)定比較器的同相輸入端，只要R404的電壓達(dá)到1V，電流測(cè)定比較器動(dòng)作，通過(guò)PWM鎖存器使開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)功能。電壓調(diào)整率可達(dá)到104 量級(jí)。Vcc的波動(dòng)通過(guò)R413，R409和R403組成的分壓電路，輸送到E/A誤差放大器反相輸入端，調(diào)整輸出脈沖寬度。 PWM控制電路 PWM控制電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)PWM控制電路主要由UC3842和一些基本元件組成，220V交流電壓經(jīng)過(guò)上述橋式整流電路整流，濾波后輸出310V直流電壓，經(jīng)過(guò)UC3842調(diào)整及穩(wěn)壓濾波后得到一個(gè)穩(wěn)定的18V/+18V的工作電壓。在電容量不變時(shí)，要改變兩端電壓就必須改變兩端電荷，而電荷改變的速度，取決于充放電時(shí)間常數(shù)。電容是一個(gè)能儲(chǔ)存電荷的元件。 整流濾波電路整流就是把交流電變成脈動(dòng)的直流電的過(guò)程，整流的基本器件是二極管，利用二極管的單向?qū)щ娦约纯砂呀涣麟娹D(zhuǎn)換成脈動(dòng)的直流電，橋式整流電路如圖32所示。5V/177。由于本系統(tǒng)DA變換電路用的是電流型DA芯片,所以需要經(jīng)過(guò)LM358進(jìn)行IV變換。接著通過(guò)濾波穩(wěn)壓電路分別得到15V/+15V和5V/+5V兩組固定輸出電壓，可調(diào)輸出電路是通過(guò)鍵盤(pán)輸入，經(jīng)過(guò)單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后控制DA轉(zhuǎn)換器輸出對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，因?yàn)長(zhǎng)M2576ADJ輸出Vo=（1+Vadj）*。 系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)工作原理: 220V交流電壓經(jīng)過(guò)整流，濾波后輸出310V直流電壓，通過(guò)在控制極（可控硅）上加上PWM脈沖信號(hào)來(lái)完成功率極的飽和和截止，通過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器傳到次級(jí)，再通過(guò)變壓比將電壓降低為一個(gè)18V/+18V的工作電壓供各個(gè)電路工作。方案二：采用開(kāi)關(guān)電源作為主電路，效率高，體積小，能夠處理較高的電源密度，拓?fù)鋵W(xué)結(jié)構(gòu)可用于傳遞單個(gè)或多個(gè)輸出電壓。第三章 智能穩(wěn)壓電源的硬件設(shè)計(jì) 穩(wěn)壓電源方案論證方案一：采用線性電源做為主電路，技術(shù)成熟，性能優(yōu)良、穩(wěn)定設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)單，輸出紋波電壓低，電磁干擾低。這類芯片很多，如東芝公司的八位單片機(jī)TMP88CK49/CM49,Motorola公司的八位單片機(jī)MC68HC708MP16,Intel公司的16位微處理器8XC196MC。(4)采用專用調(diào)速控制芯片。如Mullard公司的HEF4752,無(wú)須微處理器配合，屬于純硬件實(shí)現(xiàn)方法，使用簡(jiǎn)單，省去編寫(xiě)軟件的麻煩，開(kāi)發(fā)周期短，但欠靈活性，難以實(shí)現(xiàn)更多的功能。該方案只須采用單個(gè)芯片，功能強(qiáng)、靈活、易于保密，但所有的PWM信號(hào)的產(chǎn)生均需占用CPU大量的工作時(shí)間，軟件開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，通用性差，不利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代。數(shù)字化的PWM控制芯片相對(duì)模擬PWM控制芯片(如TL494,SG3525,UC3844等)，因其抗干擾、抗溫漂等方面的優(yōu)點(diǎn)成為主流產(chǎn)品[7]。用的比較多的還是PWM, 近幾年變頻調(diào)速技術(shù)獲得不斷的進(jìn)步和發(fā)展特別是在家用電器行業(yè)方面的應(yīng)用。90年代以來(lái)，國(guó)外又研制出開(kāi)關(guān)頻率達(dá)1MHZ的高速PWM、PFM90（脈沖頻率調(diào)制）芯片，典型產(chǎn)品有UC182UC1864。 PWM控制器20多年來(lái)，集成開(kāi)關(guān)電源沿著集成化方向發(fā)展，首先是對(duì)開(kāi)關(guān)電源的核心單元控制電路實(shí)現(xiàn)集成化。最常用的用途應(yīng)該是屬于訊號(hào)放大這一方面，其次是阻抗匹配、訊號(hào)轉(zhuǎn)換等，晶體管在電路中是個(gè)很重要的組件，許多精密的組件主要都是由晶體管制成的。晶體管有三個(gè)極；雙極性晶體管的三個(gè)極，分別由N型跟P型組成發(fā)射極（Emitter）、基極 (Base) 和集電極（Collector）；場(chǎng)效應(yīng)晶體管的三個(gè)極，分別是源極（Source）、柵極（Gate）和漏極（Drain）。半導(dǎo)體三極管是電路中應(yīng)用最廣泛的器件之一，在電路中用“V”或“VT”（舊文字符號(hào)為“Q”、“GB”等）表示。輸入級(jí)和輸出級(jí)都采用晶體管的邏輯電路，叫做晶體管晶體管邏輯電路，書(shū)刊和實(shí)用中都簡(jiǎn)稱為T(mén)TL電路，它屬于半導(dǎo)體集成電路的一種，其中用得最普遍的是TTL與非門(mén)。 開(kāi)關(guān)電源器件 開(kāi)關(guān)晶體管開(kāi)關(guān)晶體管內(nèi)部含有兩個(gè)PN結(jié)，外部通常為三個(gè)引出電極的半導(dǎo)體器件。圖27 反轉(zhuǎn)式開(kāi)關(guān)電源當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT1導(dǎo)通時(shí)，電感L 儲(chǔ)存能量，二極管VD1 截止，負(fù)載RL靠電容C上次的充電電荷供電。這種電路又稱為升降壓式開(kāi)關(guān)電源。電路的輸出功率較大，一般在100500Ｗ范圍內(nèi)。電路使用兩個(gè)開(kāi)關(guān)管VT1和VT2，兩個(gè)開(kāi)關(guān)管在外激勵(lì)方波信號(hào)的控制下交替的導(dǎo)通與截止，在變壓器Ｔ次級(jí)統(tǒng)組得到方波電壓，經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷骸?．推挽式開(kāi)關(guān)電源推挽式開(kāi)關(guān)電源的典型電路如圖26所示。電路中由于負(fù)載位于變壓器的次級(jí)且工作在反激狀態(tài)，具有輸人和輸出相互隔離的優(yōu)點(diǎn)。這里就像單端反激式開(kāi)關(guān)電源那樣，由變壓器Ｔ的次級(jí)繞組向負(fù)載輸出所需要的電壓。與此同時(shí)，感應(yīng)電壓給C1充電，隨著C1充電電壓的增高，VT1基極電位逐漸變低，致使VT1退出飽和區(qū)，Ic 開(kāi)始減小，在L2 中感應(yīng)出使VT1 基極為負(fù)、發(fā)射極為正的電壓，使VT1 迅速截止，這時(shí)二極管VD1導(dǎo)通，高頻變壓器Ｔ初級(jí)繞組中的儲(chǔ)能釋放給負(fù)載。圖25圖24 升壓式開(kāi)關(guān)電源3．自激式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源自激式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的典型電路如25所示。當(dāng)開(kāi)關(guān)管 VT1 導(dǎo)通時(shí)，電感Ｌ儲(chǔ)存能量。這種電路使用元件少，它同下面介紹的另外兩種電路一樣，只需要利用電感、電容和二極管即可實(shí)現(xiàn)。電路輸出直流電壓的高低由加在VT1基極上的脈沖寬度確定[6]。當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT1 導(dǎo)通時(shí)，二極管VD1 截止，輸人的整流電壓經(jīng)VT1和L向Ｃ充電，這一電流使電感Ｌ中的儲(chǔ)能增加。這樣，只要我們?cè)O(shè)法使脈沖寬度隨穩(wěn)壓電源輸出電壓的增高而變窄，就可以達(dá)到穩(wěn)定電壓的目的?？捎晒接?jì)算，即Uo=UmT1/T式中Um為矩形脈沖最大電壓值；T為矩形脈沖周期；T1為矩形脈沖寬度。圖22調(diào)寬式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的基本原理對(duì)于單極性矩形脈沖來(lái)說(shuō)，其直流平均電壓Uo取決于矩形脈沖的寬度，脈沖越寬，其直流平均電壓值就越高。開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源的基本電路框圖如圖21所示：圖21 開(kāi)關(guān)電源基本電路框圖開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源接控制方式分為調(diào)寬式和調(diào)頻式兩種，在實(shí)際的應(yīng)用中，調(diào)寬式使用得較多，在目前開(kāi)發(fā)和使用的開(kāi)關(guān)電源集成電路中，絕大多數(shù)也為脈寬調(diào)制型。這部分電路目前已集成化，制成了各種開(kāi)關(guān)電源用集成電路。開(kāi)關(guān)電源的調(diào)整管工作在飽和和截止區(qū)。5V 177。它可以極大地提高開(kāi)關(guān)速度，理論上開(kāi)關(guān)損耗為零，噪聲也很小，這是提高開(kāi)關(guān)電源工作頻率的一種方式。為提高開(kāi)關(guān)頻率，必須采用高速開(kāi)關(guān)器件。另外開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有深遠(yuǎn)的意義。10％，而開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源在電網(wǎng)電壓在110－260伏范圍內(nèi)變化時(shí)，都可獲得穩(wěn)定的輸出電壓。另外，由于功耗小，機(jī)內(nèi)溫升低，提高了整機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性。此外，開(kāi)關(guān)工作頻率為幾十千赫，濾波電容器、電感器數(shù)值較小。而功耗小，散熱器也隨之減小。以功率晶體管（GTR）為例，當(dāng)開(kāi)關(guān)管飽和導(dǎo)通時(shí)，集電極和發(fā)射極兩端的壓降接近零；當(dāng)開(kāi)關(guān)管截止時(shí)，其集電極電流為零。20世紀(jì)90年代，開(kāi)關(guān)電源在電子、電器設(shè)備、家電領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，開(kāi)關(guān)電源技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展期。在近半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展過(guò)程中，開(kāi)關(guān)電源因具有體積小、重量輕、效率高、發(fā)熱量低、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)而逐漸取代傳統(tǒng)技術(shù)制造的連續(xù)工作電源，并廣泛應(yīng)用于電子整機(jī)與設(shè)備中。另外，由于調(diào)整管上消耗較大的功率，所以需要采用大功率調(diào)整管并裝有體積很大的散熱器，很難滿足現(xiàn)代電子設(shè)備發(fā)展的要求。但其通常都需要體積大且笨重的工頻變壓器與體積和重量都很大的濾波器。 傳統(tǒng)的晶體管串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓電源是連續(xù)控制的線性穩(wěn)壓電源。任何電子設(shè)備都離不開(kāi)可靠的電源，它們對(duì)電源的要求也越來(lái)越高。在輸入電壓Ui和輸出電流Io不變的情況下，由于環(huán)境溫度T變化引起輸出電壓Uo的漂移量△Uo，稱為溫度系數(shù)ST，即 （15）越小，說(shuō)明電源輸出電壓隨溫度變化而產(chǎn)生的漂移量越小，電源工作就越穩(wěn)定。由式（14）可知，So越小說(shuō)明紋波干擾越小。如果紋波電壓太大，對(duì)音響設(shè)備可能產(chǎn)生雜音，對(duì)電視就可能產(chǎn)生圖像扭動(dòng)、滾動(dòng)干擾等。（3）電流調(diào)整率（SI） 電流調(diào)整率是指輸入電壓Ui恒定的情況下，負(fù)載電流IL從零變到最大時(shí)，輸出電壓UO的相對(duì)變化量的百分?jǐn)?shù)，即 （13）從（13）可以看出，SI越小，說(shuō)明電流的調(diào)整率越好。內(nèi)阻正是表征電源對(duì)負(fù)載電流變化的抑制能力。 (11)式 (11)中Su值越小，表示穩(wěn)壓性能越好。表征電源對(duì)市電電網(wǎng)變化的控制能力也用電壓調(diào)整率Su表示。而穩(wěn)壓電源就應(yīng)盡量減小這種變化。 技術(shù)指標(biāo)電壓調(diào)整率（Su）：當(dāng)市電電網(wǎng)變化時(shí)（177。（3）效率穩(wěn)壓電源本身就是個(gè)變換器，在能量轉(zhuǎn)換時(shí)有能量損耗，這就存在轉(zhuǎn)換效率問(wèn)題。 特性指標(biāo)（1）最大輸出電流：它主要取決于主調(diào)整管的最大允許消散功率和最大允許工作電流。按電路工作象限又可分為一象限、二象限、三象限、四象限。AC/DC變換按電路的接線方式可分為，半波電路、全波電路。AC/DC變換是將交流變換為直流，其功率流向可以是雙向的，功率流由電源流向負(fù)載的稱為“整流”，功率流由負(fù)載返回電源的稱為“有源逆變”。當(dāng)今軟開(kāi)關(guān)技術(shù)使得DC/DC發(fā)生了質(zhì)的飛躍，美國(guó)VICOR公司設(shè)計(jì)制造的多種ECI軟開(kāi)關(guān)DC/DC變換器，其最大輸出功率有300W、600W、800W等，相應(yīng)的功率密度為（17）W/cm3，效率為（8090）%。（3）BuckBoost電路—降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓Uo大于或小于輸入電壓Ui，極性相反，電感傳輸。其具體的電路由以下幾類：（1）Buck電路—降壓斬波器，其輸出平均電壓Uo小于輸入電壓Ui，極性相同。DC/DC變換類型是開(kāi)關(guān)電源變換的基本類型，它通過(guò)控制開(kāi)關(guān)通、斷時(shí)間的比例，用電抗器與電容器上蓄積的能量對(duì)開(kāi)關(guān)波形進(jìn)行微分平滑處理，從而更有效地調(diào)整脈沖的寬帶及頻率。以下分別對(duì)兩類開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)和特性作以下闡述。缺點(diǎn)是體積大，效率低[2]。比如，一只電阻和一只穩(wěn)壓二極管即可構(gòu)成參數(shù)穩(wěn)壓器。 線性電