一个数控的多功能直流稳压电源设计

2020-09-16 19:38字体:
  

  当前已是一个数字化的时期,良众的电器都是数字化的,并且应用数字能够杀青正确操纵,咱们组遵照本组的特质,肯定把原题做成一个数控的众功效直流

  DA转换:采用利用最众的低价八位DA转换芯片DAC0832杀青,因为该芯片是8位的,做成步进0.1V的电源的线V衔接可调。而问题条件从1.25-20V衔接可调,以是咱们的策画能够逾额杀青问题条件。

  恒压操纵:咱们采用从输出端采样的电压反应操纵款式来杀青,重要由应用四运方LM324来医治杀青。

  恒流操纵:咱们采用TLC9153(10位AD转换芯片)将模仿信号转换位数字信号,再由单片机领悟取得的电流值后,通过DAC0832医治输出电压来到达恒流的主意,从而实问题条件。

  功率放大:此局部咱们采用大功率三极管TIP42C扩流,来到达问题条件。底细上TIP42C的最大电流能够到达6A,采用折中的睹解到达3A是没有题目的。以是关于问题的1A条件足已。

  为了杀青以上构想,咱们采用”双核”策画,应用两块单片机治理操纵来杀青,如此提升了治理材干,使编制功能强,拓展简单。

  稳压局部:以大功率三极管TIp42c为中央,通过单片机应用da0832杀青数模转换,将数字信号改变为模仿信号,正在应用lm324运放将量化的电流转换为量化的电压,再通过TIp42c扩流,再应用lm324反应医治,杀青大功率数控稳压电源;

  恒流局部:采用tlc9153ad转换实实际时电流检测,再用单片机将读取的电流与预设电流斗劲,经单片机决断后通过医治输出电压来到达恒流的主意;

  如图2.1,关于编制的供电题目,咱们采用两个电源供电,一个主电源,一个辅助电源;

  主电源齐备供功率输出,因为研讨到电流斗劲大关于D5-D8咱们采用大功率的二极管,每个二极管电流可达6A。滤波咱们采用两个50V4700uf的大电容并联,以加紧输出电压的巩固性。辅助电源采用±15V的策画,经7812和7912稳压后取得±12V的巩固电压, LM324利用。而主控局部的电源又由7805将7812的12V再次稳压加降压,取得5V的电压供主控局部利用。正在总共供电编制里咱们利用了很众的电容,尽量裁汰各个局部之间的互相作梗。

  如图2.2,后级功率放大采用双TIp42c并联输出,一个42c和一个9014搭配组成后级扩流电道,运功放U4将电压转换为电流款式输出通过D6操纵两个扩流局部输出相仿的电压,如此能够提升最大输出电流,外面上能够到达6A,但咱们为了巩固处事将最大电流配置为4A。D6的影响是提防反相电压过上将运放烧坏。电压的反应医治通过R6,R7把输出电压反应到运放反相输入端,杀青反应医治。

  如图2.3,为ad采样电道,该电道杀青的功效是对输出电压,电流实行采样,以供ad转换芯片读取,为单片机供给操纵源。单片机遵照从这里搜罗到的电流信号,对电流实行自愿操纵,从而到达恒流输出。图中R15的影响是将电容C14储蓄的电能开释掉,从而使输出电压随配置的更动而速捷尾随。

  如图2.4为lm324四个运放的功效图,此中前三个运放将从0832输出端取得的电流转换为电压输出,并对其实行放大,放大相宜倍数后输入后级功率放大局部实行扩流,取得与预设相仿的输出电压。第四个运放的影响是将从输出端采样到的小电压实行放大,以便tlc的读取(电压太小读取差错会斗劲大),图中R12是一个很紧要的电阻,其影响是输出零点操纵,过大或者不放这个电阻,因为咱们选用的运放是遍及的lm324运放其功能不是很好, 加上0832量化差错,会产生输出调不了零,而过小则又会把输出信号消弱,使输出电压达不到设定值,正在经由众次采取后,确定为三百欧的岁月最适当。

  如图2.5,该局部杀青的功效即是将单片机输出的数字信号转换为量化的模仿信号,从而驱动后级功率放大局部输出与数字相适合的电压。0832的第二脚为写入使能端地电平有用,当该脚为高电平使0832不回收从单片机传过来的信号,而只是输出与前次取得的数据相适合的量化电流;而当该脚为低点往常0832则会回收从单片机传来的数据,改进输出。应用0832这种锁定功效,能够很简单的操纵0832。参考电压咱们采用MC1403专用芯片为其供给确凿的基准电压,从而保障了输出确实凿性。正在利用0832的岁月咱们呈现固然11,12脚均是电流输出(I11+I12=常数)可是这两个脚不行任意改变,只可是12脚接地,而不行是11脚接地,发端咱们接错了调试了好久都没调试出来(网上的参考电道也又误)。厥后如故经由师兄的指引才寻得这个差池出来。以是这两个脚不行任意接!

  如图2.6,tlc9153为十位的ad转换芯片,能够将电压量化为1024等份,有11个通道

  咱们的编制用了此中的三个通道,A0用于搜罗电压,将目下的电压转换为数字量,A1,A2用于搜罗电流,A1用于搜罗大于一安的电流,而A2用于搜罗小于一安的电流,取得的数据由三位数码管显示。电压电流采用统一个参考电压,通过外部电位器校正。

  如图2.7,总共编制的操纵均由键盘杀青,十六个按键分为0-9十个数字键,一个步进键,一个步减键,一个确定键,一个解除键,一个功效键,一个键盘锁定键。由硬件操纵局部单片机负担扫描,将取得的数据发送到数据治理单片机治理。

  如图3.1,该局部采用两个三位数码管(共阳),区别显示电压电流。以74ls47负向输出的数码管驱动芯片为主,单片机发送四位BCD码给74ls47由该芯片译码驱动数码管显示数据。数据的显示以动态扫描的体例实行,以是用很少的IO口就能够了,使单片性能够操纵更众的器件。

  如图3.2,该局部采用两个四位数码管(共阴)来显示,所罕睹码管的显示形态均由单片机来操纵,如此就能够显示除数字以外的其他字符。每个数码管的亮灭形态由74LS138译码器来操纵,每次只可操纵一位亮,以是也是采用动态扫描的体例实行显示。

  如图1.1,为稳压局部的杀青电道,LM324的第三个运放昔日面的运放输出端取得电压信号后放大输出,通过D6,R11,R18驱动两个三级管Q2,和Q5,正在Q2 ,Q5的集电极就出现了一个电流,再经由大功率三极管tip42c扩流,从Q1,Q4的集电极输出。

  当外部电网电压上升,影响输出端的电压增大,导致输出电压大于预订的值时,这种蜕化通过R6,R7反应到LM324的反相输入端(9),使LM324的输出端(8)的输出消浸,从而驱动三极管Q2 ,Q5的电流裁汰,迫使tip42c的输出消浸。

  输出电压↑→LM324反相输入端(9)电压↑→LM324输出断(8)↓→输出电压↓

  同理,当输出电压值低于预订的值时,同样通过R6,R7反应使输出电压升高。通过医治稹密可调电阻R4就能够医治反应的深度,从而校准输出电压,杀青输出电压与预订的值相符。如此就能够到达稳压输出的主意

  输出电压因为采样电阻(第二局部图2.3中的R13)的存正在,会出现压降,并且随电流的增大,压降会越来越大。以是差错筹划必需去掉这局部压降才是真正的差错。

  此局部咱们采用软件操纵,其历程为:开始设定输出电流,然后编制通过ad转换检测目下电流,当检测到的电流值低于设定的值时编制通过da转换操纵电压升高,使电流上升到预设值,当电流高于设定值的岁月编制就会相宜消浸目下电压,使电流恒定正在莫个值的限制内,从而杀青了恒流输出。

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