0 引言

　　直流穩(wěn)壓電源是常用的電子設(shè)備，它能保證在電網(wǎng)電壓波動或負(fù)載發(fā)生變化時，輸出穩(wěn)定的電壓。一個低紋波、高精度的穩(wěn)壓源在儀器儀表、工業(yè)控制及測量領(lǐng)域中有著重要的實際應(yīng)用價值。本設(shè)計給出的穩(wěn)壓電源的輸出電壓范圍為0～18 v，額定工作電流為0.5 a，并具有"+"、"-"步進(jìn)電壓調(diào)節(jié)功能，其最小步進(jìn)為0.05 v，紋波不大于10 mv，此外，還可用lcd液晶顯示器顯示其輸出電壓值。

　　1系統(tǒng)硬件設(shè)計

　　本系統(tǒng)由電源模塊、調(diào)壓模塊、d／a轉(zhuǎn)換模塊、顯示與鍵盤模塊組成，圖1所示是該直流數(shù)控穩(wěn)壓電源的結(jié)構(gòu)原理框圖。

　　1.1系統(tǒng)電源模塊

　　在圖1中，220 v市電經(jīng)220 v／17.5 v變壓器降壓后得到的雙17.5 v交流電壓，經(jīng)過一個全橋整流后可得到±21 v兩路電壓，其中一路+21 v電壓供給調(diào)整管，作為電源對外輸出，另一路經(jīng)三端穩(wěn)壓器7815得到+15 v，再經(jīng)過7805得到+5 v的電壓。-21 v的電壓則經(jīng)三端穩(wěn)壓器mc7915得到-15 v電壓，以作為系統(tǒng)本身的工作電源。

　　1.2電壓調(diào)整模塊

　　該穩(wěn)壓電源中的電壓調(diào)整模塊電路如圖2所示。其中調(diào)整管采用復(fù)合管形式(由q1、q3組成)，以實現(xiàn)大電流輸出，由于該設(shè)計要求iomax=0.5 a，iomin=0 a，pm=(vimax-vomin)iomax=(18-0)×0.5=9 w，因此，本電路中的調(diào)整管可選tip41(其icmax=6 a>iomax=0.5 a；pcw=65 w>9 w，vceomax=100 v>18 v)，當(dāng)然，也可以選用2n5832。

　　電路的比較放大采用運放ne5534來設(shè)計，該器件具有共模抑制比高，響應(yīng)速度快和壓擺率高的特點。設(shè)計時可由r10、r11a、r12組成分壓取樣電路，并要求r10／(r11a+r12)=1／4，即當(dāng)輸出電壓存在△uo=0.05 v時，△ua=0.04 v，這與dac的輸出(10／255=0.04v=1lsb)變化一致。事實上，經(jīng)過dac轉(zhuǎn)換以將電流轉(zhuǎn)換為電壓并進(jìn)行電壓放大后，即可將得到的10 v電壓送比較器ne54534的同相端作為比較的基準(zhǔn)電壓。由于dac0832是8位的d／a轉(zhuǎn)換器，故有255步進(jìn)。由此，當(dāng)cpu控制dac變化1lsb時，其對應(yīng)va的變化為0.04 v，故uout的可調(diào)變化量為0.05 v(步長)。ne5534和q1、q3及取樣電路構(gòu)成的負(fù)反饋電路可實現(xiàn)調(diào)節(jié)輸出電壓的目的(穩(wěn)壓)。

　　電路中的過流保護(hù)由r9與02完成。當(dāng)io>0.7a時，vr9=r9io≥1×0.7=0.7 v，此時q2導(dǎo)通，并對調(diào)整管q3的基極分流，使tip41的導(dǎo)通電阻增大，輸出電壓降低，從而達(dá)到過流保護(hù)的目的。必要時，也可接入一紅色發(fā)光二極管作為過流指示。該系統(tǒng)的短路保護(hù)采用保險管來完成。

　　1.3 d／a轉(zhuǎn)換模塊

　　本系統(tǒng)中的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路如圖3所示。它由dac0832、兩級低漂移的運放μa714及vref電路組成。dac0832和運放u3a將cpu發(fā)出的8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成0～-5 v的電壓，然后經(jīng)運放u3b反向放大2倍，以得到0～10 v電壓。因此，該dac的轉(zhuǎn)換分辨率為10／(28-1)=0.04 v，即cpu輸出給dac的數(shù)據(jù)變化為1 bit，dac輸出電壓的變化為0.04 v。vref電路為dac提供基準(zhǔn)電壓，調(diào)節(jié)r5a，可使基準(zhǔn)電壓保持為5 v。

　　欲知詳情，請登錄維庫電子市場網(wǎng)（www.dzsc.com

　　0 引言

　　直流穩(wěn)壓電源是常用的電子設(shè)備，它能保證在電網(wǎng)電壓波動或負(fù)載發(fā)生變化時，輸出穩(wěn)定的電壓。一個低紋波、高精度的穩(wěn)壓源在儀器儀表、工業(yè)控制及測量領(lǐng)域中有著重要的實際應(yīng)用價值。本設(shè)計給出的穩(wěn)壓電源的輸出電壓范圍為0～18 v，額定工作電流為0.5 a，并具有"+"、"-"步進(jìn)電壓調(diào)節(jié)功能，其最小步進(jìn)為0.05 v，紋波不大于10 mv，此外，還可用lcd液晶顯示器顯示其輸出電壓值。

　　1系統(tǒng)硬件設(shè)計

　　本系統(tǒng)由電源模塊、調(diào)壓模塊、d／a轉(zhuǎn)換模塊、顯示與鍵盤模塊組成，圖1所示是該直流數(shù)控穩(wěn)壓電源的結(jié)構(gòu)原理框圖。

　　1.1系統(tǒng)電源模塊

　　在圖1中，220 v市電經(jīng)220 v／17.5 v變壓器降壓后得到的雙17.5 v交流電壓，經(jīng)過一個全橋整流后可得到±21 v兩路電壓，其中一路+21 v電壓供給調(diào)整管，作為電源對外輸出，另一路經(jīng)三端穩(wěn)壓器7815得到+15 v，再經(jīng)過7805得到+5 v的電壓。-21 v的電壓則經(jīng)三端穩(wěn)壓器mc7915得到-15 v電壓，以作為系統(tǒng)本身的工作電源。

　　1.2電壓調(diào)整模塊

　　該穩(wěn)壓電源中的電壓調(diào)整模塊電路如圖2所示。其中調(diào)整管采用復(fù)合管形式(由q1、q3組成)，以實現(xiàn)大電流輸出，由于該設(shè)計要求iomax=0.5 a，iomin=0 a，pm=(vimax-vomin)iomax=(18-0)×0.5=9 w，因此，本電路中的調(diào)整管可選tip41(其icmax=6 a>iomax=0.5 a；pcw=65 w>9 w，vceomax=100 v>18 v)，當(dāng)然，也可以選用2n5832。

　　電路的比較放大采用運放ne5534來設(shè)計，該器件具有共模抑制比高，響應(yīng)速度快和壓擺率高的特點。設(shè)計時可由r10、r11a、r12組成分壓取樣電路，并要求r10／(r11a+r12)=1／4，即當(dāng)輸出電壓存在△uo=0.05 v時，△ua=0.04 v，這與dac的輸出(10／255=0.04v=1lsb)變化一致。事實上，經(jīng)過dac轉(zhuǎn)換以將電流轉(zhuǎn)換為電壓并進(jìn)行電壓放大后，即可將得到的10 v電壓送比較器ne54534的同相端作為比較的基準(zhǔn)電壓。由于dac0832是8位的d／a轉(zhuǎn)換器，故有255步進(jìn)。由此，當(dāng)cpu控制dac變化1lsb時，其對應(yīng)va的變化為0.04 v，故uout的可調(diào)變化量為0.05 v(步長)。ne5534和q1、q3及取樣電路構(gòu)成的負(fù)反饋電路可實現(xiàn)調(diào)節(jié)輸出電壓的目的(穩(wěn)壓)。

　　電路中的過流保護(hù)由r9與02完成。當(dāng)io>0.7a時，vr9=r9io≥1×0.7=0.7 v，此時q2導(dǎo)通，并對調(diào)整管q3的基極分流，使tip41的導(dǎo)通電阻增大，輸出電壓降低，從而達(dá)到過流保護(hù)的目的。必要時，也可接入一紅色發(fā)光二極管作為過流指示。該系統(tǒng)的短路保護(hù)采用保險管來完成。

　　1.3 d／a轉(zhuǎn)換模塊

　　本系統(tǒng)中的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路如圖3所示。它由dac0832、兩級低漂移的運放μa714及vref電路組成。dac0832和運放u3a將cpu發(fā)出的8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成0～-5 v的電壓，然后經(jīng)運放u3b反向放大2倍，以得到0～10 v電壓。因此，該dac的轉(zhuǎn)換分辨率為10／(28-1)=0.04 v，即cpu輸出給dac的數(shù)據(jù)變化為1 bit，dac輸出電壓的變化為0.04 v。vref電路為dac提供基準(zhǔn)電壓，調(diào)節(jié)r5a，可使基準(zhǔn)電壓保持為5 v。

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