【正文】 S．據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強。 ADC0832具有以下特點： ； A/D轉(zhuǎn)換： TTL/CMOS相兼容： 4..5V電源供電時輸入電壓在 0～ 5V 之間； 250KHZ， 轉(zhuǎn)換時間為 32 u S： 海南軟件職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計論文 17 15mW: 、 14PDIP（雙列直插）、 PICC多種封裝； 0 0 Cto+700 C，工業(yè)級芯片溫寬為 400 C to +850 C； ADC0832為 8位分辨率 A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達 256級，可以適應一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。由于它體積小，兼容性強，性價比高而深受單片機愛好者及企業(yè)歡迎，其目前已經(jīng)有很高的普及率。同時該芯片還具有 PDIP、 TQFP和 PLCC等三種封裝 形式，以適應不同產(chǎn)品的需求。 圖 23 AT89S53引腳圖 此外， AT89S53 設計和配置了振蕩頻率可為 0Hz 并可通過軟件設置省電模式。 AT89S53是一個低功耗，高性能 CMOS 8位單片機，片內(nèi)含 12k Bytes ISPD(Insystem programmable Downloadable)串行編程可反復擦寫 1000次的 Flash只讀程序存儲器，器件 采用 ATMEL公司的高密度、非易失 性存儲技術(shù)制造，兼容標準 MCS51指令系統(tǒng)及 80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8位中央處理器和 ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的 AT89S53可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 圖 22 振蕩電路 AT89S53/STC89C58單片機作為整 機的控制單元，通過改變輸入數(shù)字量來改變輸出電壓值，從而使輸出功率管的基極電壓發(fā)生變化，間接地改變輸出電壓的大小。它需要完成鍵盤電路控制，預置電壓信號顯示 控制等功能。穩(wěn)壓方面選用串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電路，在比較海南軟件職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計論文 14 放大方面選用集成運方代 替晶體管，使得電路更加方便，簡單，而且穩(wěn)定可靠。濾波方面采用簡單的π型 RC濾波電路即可。首先，利用變壓器進行市電到所需電壓的轉(zhuǎn)變，在設計中采用 220V～ 24V的變壓器，將市電電壓降低，之后采用橋式整流電路，對電壓進行整流。 以上是對直流穩(wěn)壓電源的核心技術(shù)進行的介紹。 當輸入電壓 iU 下降或負載增大時，輸出電壓 OU 減小，取樣電壓 2RU 相應的減小， 2VT 管基極電位也隨之減小，因為硅穩(wěn)壓管兩端的電壓基準不變所以 2VT 管的基 — 射極之間的電壓 2beU ＝（ 2RU WU ）減小，于是 2VT 管的集電極電流 2cI 減小， R4兩端的壓降 4RU 變小，迫使調(diào)整管 1VT 的基 — 射極間的電壓 1beU ＝（ iU 4RU OU ）增大， 1bI 增大， 1VT 管的壓降 1ceU 下降，結(jié)果使得輸出電壓 OU ＝（ iU 1ceU ）上升，從而使輸出電壓基本恢復到原來的數(shù)值。晶體管 2VT 把從取樣電路送來的輸出電壓上升或下降的變化信號與基準電壓相比較，并把比較結(jié)果產(chǎn)生的差值電壓（或者叫做誤差電壓）加以放大，以此來控制調(diào)整管 1VT 的管壓降 1ceU ，從而使輸出電壓基本保持穩(wěn)定。 VD是硅 穩(wěn)壓二極管，它與限流電阻 R3一起組成基準電壓源。圖 器的典型電路，圖中 VT1是調(diào)整管，接成射極輸出器的形式，負載電阻 LR 是它的射極電阻。 海南軟件職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計論文 13 （ 2） 帶有放大器的串聯(lián)反饋型晶體管穩(wěn)壓電路 簡單的反饋型晶 體管穩(wěn)壓電路， 圖 114 帶有放大器的串聯(lián)反饋型晶體管穩(wěn)壓電路 是直接利用輸出電壓的變化量來控制調(diào)整管的電壓 ceU 變化的所以其靈敏度和電壓穩(wěn)定性都不夠理想。 圖 113 串聯(lián)反饋型晶體管穩(wěn)壓電路 從上邊的穩(wěn)壓過程可以看出，當輸入電壓增大或負載變小時，這種穩(wěn)壓電路是通過輸出電壓的變化反過來控制調(diào)整管 VT的管壓降，從而使輸出電壓保持不變，以達到自動穩(wěn)壓的作用，這實際是一種負反饋，所以這種電路叫做串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電路。當負載變小或輸入電壓 iU 變大，使得負載兩端的輸出電壓 OU 增大時，由于基準電壓 bE 不變，所以晶體管的基極電位 bU 也不變，那么集 — 射極電壓 beU （ beU ＝ bU － OU ）將減小， 從而 bI 減小，管壓降 ceU 增大，使輸出電壓 OU ＝ iU － ceU 減少，抵消了由于電網(wǎng)電壓增加或負載減小引起的 OU 的增加，使輸出電壓 OU 保持基本不變。 （ 1）簡單的串聯(lián)反饋型晶體管穩(wěn)壓電路 圖 215是一個最簡單的串聯(lián)反饋型晶體管穩(wěn)壓電路。所以，晶體管完全可以充當串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電源中的調(diào)整元件，稱為調(diào)整管。當基極電流 bI 增加時， ceU 將減小， CI 將增大，這相當于晶體管集電極與發(fā)射極之間的電阻減小；而當基極電流 bI 減小時， ceU 將增大， CI 將減小，這就相當于晶體管集電極與發(fā)射極之間所呈現(xiàn)的電阻增大。因此，串聯(lián)反饋調(diào)整型穩(wěn)壓電源廣泛用在負載變動較大，穩(wěn)壓性能要求較高，輸出電壓可調(diào)等場合。其優(yōu)點是，輸出電壓范圍不受調(diào)整元件本身耐壓的限制而且各項技術(shù)指標可以做的很高。根據(jù)調(diào)節(jié)原理可知，該系 痛的調(diào)節(jié)函數(shù)為： nKKK T ???? 11 由此可知，無論輸入電壓波 動還是負載變化對輸出電壓的影響，反饋系統(tǒng)是開環(huán)系統(tǒng)的 1/（ 1+ TK *K*n）倍，更具體點說，就是反饋調(diào)整型穩(wěn)壓電源在電網(wǎng)電壓調(diào)整率、負載 調(diào)整率等主要技術(shù)性能方面，都是以硅穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電源為代表的參數(shù)型穩(wěn)壓電源的 （ 1+ TK *K*n）倍，這就是反饋調(diào)整型穩(wěn)壓電源比參數(shù)型穩(wěn)壓電源應用得更普遍得主要原因。 海南軟件職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計論文 11 圖 111 串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電路框圖 取樣電路和基準電壓相比較，并把比較后的誤差信號送放大器，增強反饋控制效果，因為取樣得來得是電壓信號，所以這種電壓源實際上是一個以電壓為調(diào)節(jié)對象得自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其調(diào)節(jié)模式如圖112 所示。調(diào)整管是閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，其余部分都是反饋控制支路所必需的，原理框圖如圖 213所示。所以必須具有執(zhí)行元件和反饋支路。若負載經(jīng)常變動，要求輸出電壓連續(xù)可 調(diào)，穩(wěn)定性能好，就要采用晶體管穩(wěn)壓源。要使穩(wěn)壓管能正常工作，必須滿足下列條件： 當市電電壓最高和負載電流為 0，即負載開路時， ZI 應不超過允許最大值，既限流電阻 R 的最小值應滿足： maxImZOaxI VVR ?? 當市電電壓最低和負載電流最大時，應不低于允許最小值，即： m inm axImzOOin II VVR ??? 如上兩式不能同時滿足，則說明在給定條件下已超過穩(wěn)壓管的工作范圍，需限制變化范圍或選用較大功率的穩(wěn)壓管。為此，要合理需用 R。 海南軟件職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計論文 10 若負載電阻 LR 減小（負載電流 OI 增大），而輸入電壓不變，則若負載電阻 LR 增大，而數(shù)輸入電壓不變，則穩(wěn)壓過程與上訴相反。如果 iV 和 LR 都變化，則 ZI 將綜合二者的變化加以調(diào)整，只要 ZI 的變化在它的允許的工作范圍之內(nèi)，就能保證起到較好的穩(wěn)壓作用。如負載 LR 減小，要求更多的電流流過 LR 時，通過穩(wěn)壓管的電流 ZI 將隨之減小，使 RI 基本不變，以保證輸出電壓 oV 基本不變。小功率穩(wěn)壓管的工作電流大致幾毫安至幾十毫安，大功率的穩(wěn)壓管可到幾安培到十幾安培。穩(wěn)壓管的這一特性將穩(wěn)壓管和負載并聯(lián)，若能保證穩(wěn)壓管中的電流在一定范圍內(nèi)，則負載電壓就能在一定程度上得到穩(wěn)定，因此，穩(wěn)壓電路的關鍵就是限定穩(wěn)壓管中的電流。 硅穩(wěn)壓管也稱為齊納二極管，其伏安特性如圖所示。 3 紋波電壓 紋波電壓就是疊加在輸出直流電壓 上的交流電壓分量，通常經(jīng)濾波及穩(wěn)壓后，它的數(shù)值在幾毫伏以內(nèi)，以不影響電子設備工作為準。當 iU 保持不變時，輸出電壓增量 OU? 與輸出電流增量 OI? 之比稱為等效內(nèi)阻： 海南軟件職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計論文 9 OOO IUR ???? （ iU ＝額定值） 上式中， OR 為正值，由于電流增加（增量為正）時其兩端電壓受內(nèi)阻影響要下降（增量為負），故上式中加了個“－”號，使得 OR 為正值。 另外還有以γ的倒數(shù) S為標準，稱 S＝ 1/γ為穩(wěn)定系數(shù)的。下面簡單介紹下質(zhì)量指標。自動化程度，用來說明維護人員離開時，例如，是否具有自動開機、停 機性能，故障檢測等。下面就穩(wěn)壓電路作一下介紹。在絕大多數(shù)情況下，這種輸出電壓的變化波動顯得太大，仍需要進一步對其穩(wěn)定，這就需要采用穩(wěn)壓電路。 在大功率輸出的電源穩(wěn)壓電路中，由于輸出電流較大，為了減少功率損耗，一般不用電阻做濾波器件，經(jīng)常使用的是 LC 元件構(gòu)成的π型濾波電路。 為了進一步改善濾波效果，可以采用 LC濾波電路，它是在電感濾波電路的基礎上，再在負載電阻RL上并聯(lián)電容器 C，如圖 18所示 ： 圖 18 LC型濾波電路 不難看出，當 L 值很小，或 RL 很大時，該電路和電容濾波電路很類似，呈現(xiàn)電 容濾波的特點，為了保證整流二極管的導電角仍為 180度，一般要求 L值很大，對基波信號而言應滿足 RL3Ω。 圖 17 電感濾波電路 當整流后的脈動電流增大時，電感 L將產(chǎn)生反電勢－ L(di/dt)，阻止電流增大；相反，當電流減小時，電感 L將阻止電 流減小，從而使負載電流脈動成分大大降低，達到濾波的目的。所以這種電路只適用于小電流的場合。采用 這種濾波電路可以進一步降低輸出電壓的脈動系數(shù)。為此， RCπ 型濾波電路在實際電路中經(jīng)常使用。 電容濾波電路簡單，制作方便。所以選用二極管時，應考慮它能承受最大沖擊電流的情況。 4 電容濾波電路中，整流二極管的導通角小于 180度，而 且電容放電時間常熟越大，導通角越小。電路 輸出電壓隨電流的增大而下降的很快，這種外特性稱之為軟特性。這是由于濾波電路的負載電阻 RL減小時，電容的放電過程加快，輸出電流的平均值 Io增大，而輸出電壓的平均值 VL卻減小了。當不加電容濾波時，橋式整流后負載上輸出電壓的平均值為 VL＝ 。 2 電容濾波放電的時間常數(shù)（ CRLτ ＝ ）愈大，放電過程愈緩慢，輸出電壓愈高，同時脈動成分愈小，濾波效果愈好。這是利用電容的儲能作用來實現(xiàn)的。當電源切斷后，需帶電容放電完畢，輸出電壓才能為零。在 t3瞬間， V2上升到Vc； t3以后，－ V2Vc，電容由放電轉(zhuǎn)換為充電， VD3,VD4導通，構(gòu)成電源向負載及電容供電的通路。在 t1~t4間隔內(nèi)，輸入電壓 V2Vc， VD1,VD2導電， 電容 C充電， Vc隨充電過程而上升，到 t2以后， V2按正弦規(guī)律下降，當 VcV2時，整流管 VD1,VD2 處于反向偏置，停止導通；已充電的電容開始對負載電阻 RL放電，即暫時代替電源向負載供電。當 V2的負半周到來時，因 Vc 不變，晶體管也不再導電。此后， V2開始減小，導通的二極管由于 V2的絕對值小于 Vc，處于反偏截至狀態(tài)。只要合理選擇元件參數(shù)，便不會發(fā)生過熱或燒壞晶體管的現(xiàn)象。 無負載，即 RL開路時，電路接通瞬間設電容 C上起始電壓為零。 電容濾波就是在整流電路后面 ,用大量的電解電容與負載并聯(lián)例如以橋式電路為例 ,電容 濾波電路如圖 15所示 : 并聯(lián)在負載兩端的電容器 C即起濾波作用。 海南軟件職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計論文 5 濾波電路 交流電經(jīng)整流電路后可變?yōu)槊}動直流電流，其中含有較大的交流分量，為了使設備能用上純凈的直流電，還必須用濾波電路濾 除脈動電壓中的交流成份。 以上簡單介紹了幾種整流電路，根據(jù)其優(yōu)缺點的判斷，所以在我的設計中采用了橋式整流電路。所以它的應用較為廣泛。即： 22VVd? 導通二極管的電流平均值為負載電流平均值的一半，最大值與負載電流最大值相同。 橋式整流電路的電壓可作如下估算。而在 V2的負辦周，二極管 VD2,VD3導通，VD1,VD4截至，在負載 RL上仍建立起上正下負的脈動電壓，如果忽略二極管的管壓降及變壓器的內(nèi)阻，則 V0=V2。 橋式整流電路 橋式整流電路如圖 。 單向全波整