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时间:2018-07-13
《基于mcu的数控直流稳压电源的设计与实现》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、JDFJKDHFKAHGJHLKFHJHAKHFLJKDHFKLJASHDFKJHAKLDFHDLSFHKLDSJ基于MCU的数控直流稳压电源摘要:本项目设计制作一个输出电压范围(6~12V)可调节和输出电流范围(0~500mA)可调节的数控直流稳压电源。直流稳压电源通常是由四部分组成:电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。其中难点在第四部分,本项目设计制作的是一个串联型线性稳压电路,主要包括基准电压电路,调整管,比较放大,取样电路四个单元模块。我们将基准电压设计成一个数控基准电压,则稳压电路就可以构成一个数控的稳压电源。此基准电压通过单片机的A/D转换实现,通过双运算
2、放大器LM358与取样电压进行比较放大,输出电压通过调整管得到稳定,并通过单片机的D/A转换将采样电压,采样电流转换成输出电压电流并用数码管显示出来。本项目制作的数控直流稳压电源具有结构简单、调节方便、输出电压稳定性强、纹波电压小等优点。关键字:数控直流稳压电源;基准电压;取样电路;单片机DFSGSJDFKGHERUHJKDHKLSHDKJHKSHKFHLKGHDLSFGHDSKLFHGLDKSFHGLKFGDSJDFJKDHFKAHGJHLKFHJHAKHFLJKDHFKLJASHDFKJHAKLDFHDLSFHKLDSJ1设计要求(1)输出直流电压调节范围6~12V,纹
3、波小于20mV。(2)输出电流0~500mA。(3)按键设定输出电压值,分辨率为0.1V。(4)用数码管显示稳压电源输出电压值,当输出电压为12.1V时,数码管显示“12.1”。实时采样并显示输出电流,显示分辨率为1mA2、方案设计与论证2.1调整管部分调整管是核心元件,它的安全工作是电路正常工作的保证,它的选用主要考虑其极限参数ICM,U(BR)CEO和PCM。调整管极限参数的确定,必须考虑到输入电压UI由于电网电压波动而产生的变化,以及输出电压的调节和负载电流的变化所产生的影响。调整管集电极最大电流为: ICmax≈IEmax(1)当电网电压最高,即输入电压最高同时输出
4、电压最低时,调整管承受的管压降最大即UCEmax=UImax-UOmin(2)当晶体管的集电极电流最大,且调整管承受的管压降最大时,调整管的功率最大即PCmax=ICmax×UCEmax(3)实际选用时,还要考虑留一定的余量。2.1.1方案一:中功率三极管:BD681(NPN),BD682(PNP)DFSGSJDFKGHERUHJKDHKLSHDKJHKSHKFHLKGHDLSFGHDSKLFHGLDKSFHGLKFGDSJDFJKDHFKAHGJHLKFHJHAKHFLJKDHFKLJASHDFKJHAKLDFHDLSFHKLDSJ 图1 中功率三极管BD
5、681参数特性图2.1.2方案二:达林顿功率晶体管:TIP122(NPN),TIP127(PNP)图2 中功率三极管TIP122参数特性图2.1.3方案比较与选取:比较方案一与方案二,两种类型中功率三极管参数都满足要求,理论上两者都满足要求,由于实验室只有TIP122,所以本设计选择方案一的中功率三极管。2.2运放的选取运放指标:,(4)运放输出电流:(5)DFSGSJDFKGHERUHJKDHKLSHDKJHKSHKFHLKGHDLSFGHDSKLFHGLDKSFHGLKFGDSJDFJKDHFKAHGJHLKFHJHAKHFLJKDHFKLJASHDFKJHAKLDFH
6、DLSFHKLDSJ运放输出电压:(6)运放电源电压:必须大于运放的输出电压,因此选取电源电压18V。查看LM358芯片数据手册见附页图16:其输出电压典型值为28V,满足要求,而LM353,OP07与LM358相比差一些。本设计选择LM358芯片。3、系统总体设计3.1串联型稳压电路串联型稳压电路图如下图3所示:TIP122IPLM358ce b图3串联型稳压电路图稳压原理:当由于某种原因(如电网电压波动或负载电阻的变化等)使输出电压Uo升高或降低时,采样电路将这一变化趋势送到A的反相输入端,并与同相输入端电位UZ进行比较放大:A的输出电压,即调整管的基极电位降低(升高
7、):因为电路采用射级输出形式,所以输出电压Uo降低(升高),从而使输出电压得到稳定,可简述为:稳压电路的输出电压为:(7)3.2基于MCU的数控直流稳压电源DFSGSJDFKGHERUHJKDHKLSHDKJHKSHKFHLKGHDLSFGHDSKLFHGLDKSFHGLKFGDSJDFJKDHFKAHGJHLKFHJHAKHFLJKDHFKLJASHDFKJHAKLDFHDLSFHKLDSJ由稳压电路的输出电压表达式(7)知,输出电压与基准电压为线性关系,当改变Uz的大小,则输出电压也将发生变化。如果此基准电压是
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