畢業(yè)設計-基于數(shù)顯直流穩(wěn)壓電源的設計-閱讀頁
2024-08-28 15:28本頁面
【正文】 它的線性調(diào)整率和負載調(diào)整率也比標準的固定穩(wěn)壓器好?！ ∑浯问?17穩(wěn)壓塊都有一個最小穩(wěn)定工作電流，有的資料稱為最小輸出電流，也有的資料稱為最小泄放電流。當317穩(wěn)壓塊的輸出電流小于其最小穩(wěn)定工作電流時，317穩(wěn)壓塊就不能正常工作。如果用LM 317穩(wěn)壓塊制作穩(wěn)壓電源時，沒有注意LM317穩(wěn)壓塊的最小穩(wěn)定工作電流，那么你制作的穩(wěn)壓電源可能會出現(xiàn)下述不正常現(xiàn)象：穩(wěn)壓電源輸出的有載電壓和空載電壓差別較大。當然在317穩(wěn)壓塊的輸出端并聯(lián)泄流電阻R(如圖所示),也可以為317穩(wěn)壓塊提供最小穩(wěn)定工作電流。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6英寸（約15厘米）。調(diào)整端使用濾波電容能得到比標準三端穩(wěn)壓器高的多的紋波抑制比。輸入電要最高不能超過40V。輸入12V的話，輸出最高就是10V左右。當輸入輸入電壓差比較大且輸出電流也比較大時，注意317的功耗不要過大。LM317屬于深度負反饋的穩(wěn)壓電路，其功耗比較大，所以有必要討論一下LM317穩(wěn)壓模塊的散熱問題。因此，穩(wěn)壓器的散熱能力愈強, 結(jié)溫就愈低，它所能承受的功率也愈大。若令Rθ1 表示從結(jié)到器件外殼的熱阻，Rθ2 表示從器件外殼到散熱片表面的熱阻，RθA 表示從結(jié)到散熱片表面的熱阻，則RθA=Rθ1+Rθ2。設集成穩(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：所以器件的最大功耗必須滿足PDM≤PD。但是，基于成本的考慮，對于電源性能要求不是很高的場合，可采用帶有過流保護的集成穩(wěn)壓電路，同樣能滿足產(chǎn)品的要求。過流保護電路首先要有一個電流取樣環(huán)節(jié)，常用做法是串聯(lián)一個小電阻或者是霍爾元件來獲得電流信號。電路的過流保護原理圖如圖12所示。當電源工作時，穩(wěn)壓器輸出端輸出正向直流電壓，電機開始啟動。通過設定RC4的值，使充電時間τ大于電機啟動時間δ，Q1(9013)處于截止狀態(tài)，電機啟動到穩(wěn)定狀態(tài)后，電流恢復到工作電流。電機啟動時必須滿足充電時間τ大于啟動時間δ，Q1不導通，電機才能正常啟動。根據(jù)圖15，可得以下公式： 由于R4R5，所以iR5iR5因此i約等于iR5。電機短路或堵轉(zhuǎn)后，電流突然增大到短路電流IS，電容C4開始充電。而且隨著電子技術(shù)的發(fā)展，更是經(jīng)常需要測量高精度的電壓，所以數(shù)字電壓表就成為一種必不可少的測量儀器。由于數(shù)字式儀器具有讀數(shù)準確方便、精度高、誤差小、靈敏度高和分辨率高、測量速度快等特點而廣泛應用于測量領(lǐng)域?？梢杂肁DC0808集成電壓轉(zhuǎn)換芯片和AT89C51單片機設計制作數(shù)字電壓表，具體方法是A/D轉(zhuǎn)換器在單片機的控制下完成對模擬信號的采集和轉(zhuǎn)換功能，最后由數(shù)碼管顯示采集的電壓值。所以最終決定用ICL7107芯片制作數(shù)顯電壓顯示電路?；贗CL7107的數(shù)顯電壓顯示電路簡單可靠，雖然它只是三位半的AD轉(zhuǎn)換器，但是已經(jīng)可以滿足日常的電壓測量或者電壓顯示的要求，所以這種電路應用非常廣泛，它的具體電路原理圖如圖13所示。ICL7107本身帶有段式輸出，直接連接到LED上就可以顯示了，顯示用的數(shù)碼管應為共陽極數(shù)碼管。如果需要用到其他的量程，可以通過修改輸出端電阻的參數(shù)來達到目的。內(nèi)部振蕩頻率為48Hz，顯示每秒刷三次。 積分電路由IC的228腳決定。 C2用于防止系統(tǒng)噪音的影響以及過載輸入時電路的恢復。電阻R2用于調(diào)整參考電壓，參考電源為0~200mV可調(diào)。 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~，參考電壓應設置為100mV。由于我們電源的指標是5~12V，所以要求電壓表的量程為0~20V。 元件的選擇制作時，顯示用的數(shù)碼管為共陽型，2 KΩ可調(diào)電阻最好選用多圈可調(diào)精密電阻，分壓電阻選用誤差較小的金屬膜電阻，其他器件選用正品即可。C4選用100 pF的CCB電容。然后，用萬用表測電源的輸出，然后通過調(diào)節(jié)電位器R2，使LED上的數(shù)值與萬用表上的一致。經(jīng)過校準后。所以需要額外做一個供電電源，以下有三種方案：方案一：用7805和7905三端集成芯片提供+5V和5V的電壓，正負5V供電電源電路原理圖如圖14所示。方案二：利用LM317集成穩(wěn)壓模塊做一個+5V的電源，再利用ICL7660芯片把+5V電源變成5V的電源。ICL7660+5V轉(zhuǎn)5V電路原理圖如圖15所示。方案三：用LM317集成穩(wěn)壓模塊制作一個+5V的電源，然后用一只NPN三極管，兩只電阻，一個電感來進行信號放大，把芯片38腳的振蕩信號串接一個20K－56K的電阻連接到三極管“B”極，在三極管“C”極串接一個電阻（為了保護）和一個電感（提高交流放大倍數(shù)），在正常工作時，三極管的“C”－。完整顯示電路就如圖16所示。經(jīng)過測試，數(shù)顯電壓表正常工作。電源的測試數(shù)據(jù)如表3所示。表4 電源的測試數(shù)據(jù)（隨機）電源顯示數(shù)值（V）萬用表顯示電壓數(shù)值（V）最大值Vmax（V）最小值Vmin（V）峰峰值（V）600400400200600600400萬用表測試數(shù)據(jù)的折線圖如圖17所示。其中系列1為電源顯示數(shù)值，系列2為最大值，系列3為最小值。直流電壓本來應該是一個固定的值， 但是很多時候它是通過交流電壓整流、濾波后得來的，由于濾波不干凈，就會有剩余的交流成分，即便如此，就是用電池供電也因負載的波動而產(chǎn)生波紋。圖20 圖21 圖22 圖23 負載能力測試測試方法為：在直流穩(wěn)壓電源的輸出端接可變電阻，用萬用表測出電源的各種負載參數(shù)。電壓和電流的對應數(shù)值如表5所示。電阻與電流的對應數(shù)值如表6所示。電阻與電流的對應數(shù)值如表7所示。 體會附錄1 系統(tǒng)總圖結(jié)論本文介紹的是利用采用AT89S52單片機作為整機的控制單元，通過改變DAC0832的輸入數(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的直流穩(wěn)壓電源，并詳細說明了軟件和設計方法及仿真、硬件實現(xiàn)。通過直流穩(wěn)壓電源的設計和制作，加深了對單片機的理解，能夠更熟練地應用單片機實現(xiàn)預期的功能，對今后的工作有很大的幫助用單片機控制電源時，液晶屏顯示清晰正確，誤差較小，完美的實現(xiàn)了數(shù)控恒壓源這一課題。 致 謝在后期系統(tǒng)設計中，我得到了指導老師的細心指導和其他同學的熱心幫助，他們使我的開發(fā)進度沒有出現(xiàn)停滯，讓我少走了不少彎路。相互交流才是解決這些問題的最佳方法。
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