Краткое введение в регулируемый регулируемый источник питания постоянного тока с цифровым управлением
Стабилизированный источник питания постоянного тока является широко используемым электронным устройством, которое может обеспечить стабильное выходное напряжение при колебаниях напряжения сети или изменении нагрузки. Высокоточный регулятор напряжения с низким уровнем пульсаций имеет важное практическое значение в области контрольно-измерительных приборов, промышленного контроля и измерений. Диапазон выходного напряжения регулируемого источника питания, приведенный в данной конструкции, составляет 0-18 В, номинальный рабочий ток 0,5 А, он имеет плюсовую, - ступенчатую функцию регулировки напряжения, минимальный шаг 0.05 В, а пульсации не более 10 мВ. Кроме того, жидкокристаллический ЖК-дисплей также может использоваться для отображения значения выходного напряжения.
Введение
1 Аппаратный дизайн системы
Система состоит из модуля источника питания, модуля регулирования напряжения, модуля цифро-аналогового преобразования, модуля дисплея и клавиатуры, а на рис. 1 показана блок-схема структуры и принципа работы источника питания постоянного тока NC.
1.1 Модуль питания системы
Двойное напряжение переменного тока 17,5 В, полученное после понижения напряжения сети 220 В трансформатором 220 В/17,5 В, может быть выпрямлено полным мостом для получения двух напряжений ±21 В, одно из которых плюс напряжение 21 В подается на трубку регулятора в качестве блок питания для внешнего выхода, а другой Все так через трехвыводной регулятор напряжения 7815 получить плюс 15В, а потом через 7805 получить плюс 5В напряжения. Напряжение -21V получает напряжение -15V через трехконтактный регулятор напряжения MC7915, который используется в качестве рабочего источника питания самой системы.
1.2 Модуль регулировки напряжения
The voltage adjustment module circuit in the regulated power supply is shown in Fig. 2 . Among them, the adjustment tube adopts the form of composite tube (composed of Q1 and Q3) to achieve high current output. Since this design requires Iomax=0.5A, Iomin=0A, pm=(Vimax-Vomin)Iomax=(18-0)×0.5 =9W, therefore, the adjustment tube in this circuit can choose TIp41 (its Icmax=6A>Iomax=0.5A; pcw=65W>9W, VCEOmax=100V>18В), конечно, можно использовать и 2N5832.
Сравнительное усиление схемы разработано с помощью операционного усилителя NE5534, который обладает такими характеристиками, как высокий коэффициент подавления синфазного сигнала, высокая скорость отклика и высокая скорость нарастания. При проектировании цепь выборки с делением напряжения может состоять из R10, R11A и R12, причем требуется R10/(R11A плюс R12)=1/4, т. е. когда выход
При наличии напряжения △UO{{0}}.05В, △Ua=0.04В, что согласуется с изменением выхода ЦАП (10/{{5 }}.04V=1LSB). Фактически, после преобразования ЦАП для преобразования тока в напряжение и усиления напряжения полученное напряжение 10 В можно отправить на неинвертирующий вывод компаратора NE54534 в качестве опорного напряжения для сравнения. Поскольку DAC0832 представляет собой 8-разрядный цифро-аналоговый преобразователь, он имеет 255 шагов. Таким образом, когда ЦП управляет изменением ЦАП на 1 младший бит, соответствующее изменение Va составляет 0,04 В, поэтому регулируемое изменение Uвых составляет 0,05 В (размер шага). Цепь отрицательной обратной связи, состоящая из NE5534, Q1, Q3 и схемы выборки, может реализовать цель регулировки выходного напряжения (стабилизация напряжения).
The overcurrent protection in the circuit is completed by R9 and 02. When Io>{{0}}.7A, VR9=R9Io Больше или равно 1×0.7=0.7V, в это время Q2 включен и шунтирует базу регулировочную трубку Q3, чтобы сопротивление TIp41 во включенном состоянии увеличивалось, а выходное напряжение уменьшалось, тем самым достигая цели защиты потока. При необходимости можно также подключить красный светодиод в качестве индикатора перегрузки по току. Защита системы от короткого замыкания осуществляется предохранителем.
Модуль преобразования 1.3D/A
Схема цифро-аналогового преобразования в этой системе показана на рис. 3. Она состоит из ЦАП0832, двухкаскадного операционного усилителя с малым дрейфом µA714 и схемы VREF. DAC0832 и операционный усилитель U3A преобразуют 8-битовые двоичные данные, отправленные CpU, в напряжение 0-5В, а затем дважды усиливают в обратном направлении через операционный усилитель U3B, чтобы получить напряжение 0-10В. Следовательно, разрешение преобразования ЦАП составляет 10/(28-1)=0.04В, то есть изменение выходных данных ЦП в ЦАП составляет 1 бит, а изменение ЦАП выходное напряжение 0,04В. Цепь VREF обеспечивает опорное напряжение для ЦАП, а регулировка резистора R5A поддерживает опорное напряжение на уровне 5 В.
1.4 Модуль дисплея и клавиатуры
Схема дисплея напряжения и клавиатуры в этом блоке питания показана на рис. 4. После того, как выходное напряжение ограничено резистором R13 и выбрано резистором R14, его можно отправить на TLC2453-1 для аналого-цифрового преобразования. TLC2453-1 на рис. 4 представляет собой 11-канальный 12-последовательный аналого-цифровой преобразователь с {{1{0}}разрядностью в битах и временем преобразования 1{ {29}} мкс, 11 аналоговых входных каналов, 3 встроенных режима самотестирования, частота дискретизации 66 кбит/с, погрешность линейности ± 1LSBmax, с одновременным выводом результата преобразования EOC, может быть однополярным или биполярным выходом . Программируемая длина выходных данных с помощью программируемой преамбулы MSB или LSB. Тактовая частота TLC2453-1 составляет 4,1 МГц, сигнал дискретизации выходного напряжения питания Uo вводится с IN{{30}}}, клемма синхронизации ввода-вывода, клемма ввода данных, преобразуется терминал вывода данных и терминал выбора чипа чипа подключены к p2.3, P2.2, p2.1 и p2.0 подключены, а затем выводятся из порта p0 после обработки одночиповым микрокомпьютером, а затем отправляется на символьный жидкокристаллический дисплей SMC1602A для отображения выходного напряжения после включения исключения 9A472J. В схеме частота кварцевого генератора микроконтроллера AT89S51 составляет 12 МГц, а p1.0~p1.3 подключены к кнопке регулировки напряжения. При повышении напряжения кнопку S1 прозванивать грубо с шагом 1В, прозванивать S2 мелко с шагом 0,05В; при уменьшении напряжения прозванивать S3 грубо с шагом 1В, а S4 мелко прозванивать с шагом 0,05В. Таким образом, выходное напряжение может быть отрегулировано до требуемого напряжения за счет их органической комбинации.
