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1、可预置输出电压的直流稳压电源摘要:本系统采用ATMEL80C51单片机作为控制部分的核心。通过外围的独立式按键来完成“+，-”步进操作与电压控制字预置操作，并由LED数码管显示预置值与控制值。电压控制字经D/A转换器（DAC0832）D/A转换成模拟电压，再经精密运算放大器（OP07）进行电压放大，并通过大功率的IGBT管（TIP122）电流放大，最终输出电流小于等于500mA，电压从0～9.9V可步进的直流电压源。并将输出电压用A/D转换器（MC14433）转换译码显示，实现实时监控。设计实用,硬件结构单
2、，控制灵活，输出电压稳定且精度高。关键词:独立按键、单片机、D/A转换器、A/D转换器、精密运放、IGBT一、引言随着人们生活水平的不断提高,数字化控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数控直流源就是一个很好的典型例子,但人们对它的要求也随之越来越高,要为现代化工作、科研、生活提供更好的,更方便的设施就需要从数字电子技术入手,一切向数字化,智能化方向发展.本文所介绍的数控直流源与传统的直流源相比,具有操作方便,纹波系数小的特点,其输出电流大小采用数字显示,主要用于要求电源精度比
3、较高的设备或科研实验电源使用,并且此设计用到了单片机控制,D/A转换、A/D转换、译码显示等电路,具有控制数度高,制作比较容易等优点.二、方案论证1方案一为了完成上面所设计的各种功能，将整个系统分成三个部分：数控部分、稳压输出部分和供电部分。框图如图1所示。供电系统数控部分直流稳压部分220V/50Hz图121（1）数控部分主要由数字电路构成，它要完成键盘控制，预置电压（在0～+9.9V内）的输入控制，电压控制字的输出，数码管显示控制，电流过流时的软件保护及报警等功能。由于数控电路功能较多，选用了ATML公
4、司的8位单片机89C51,这样能使硬件电路更加简单。其框图如图2。80C51预置电路“+”“-”键过流中断DAC0832报警串行显示键盘中断图2数控部分的核心是一个8051最小系统。采用5个独立按键（P1.0～P1.4）作为输入控制，P1.5作为报警输出。P0口作为电压字输出，由DAC0832进D/A转换送到稳压输出部分，控制电压输出。预置由三个独立按键组成，分别是P1.0、P1.1、P1.2,其中P1.0是开始/确定键，在预置之前按下此键进入预置状态,预置好电压值后再次按下此键确定预置。P1.1是位循环键
5、，用于整数位与小数位的切换。P1.2值加键，用于设置各位的值（0～9）。输出电压值由两位LED数码管显示,用两74LS164移位寄存器静态驱动数码管,CPU把要显示的内容通过串行口(8051的RXD和TXD)送入74LS164.由于显示只用两位数码管,故采用这种显示方式硬件开销不大,又能节8051的端口,静态显示也减轻了CPU的负担,这种显示方式用在这里比较合适的.软件的过流保护和报警通过中断实现的,过流检测电路输出低电平,送到CPU的INT0申请中断,CPU接收后,延时0.5S,再次检测是否过流,若仍我过
6、流,进行以下操作:电压控制字置0;控制数码管全灭全亮,交替闪烁;CPU的P1.5出约1KHz的方波,经三极管驱动后推动蜂鸣器发出报警声。21数控部分与稳压输出部分的接口有两个：一个是由数控部分到稳压部分的电压控制字，宽度为8位；另一个是稳压部分给数控部分的过渡指示信号。（2）稳压输出部分这部分将数字部分送来的电压控制字转换成稳定电压输出,电路主要由D/A转换,稳压输出、过流保护、过流保护指示、功率放大、A/D转换、和译码显示。其框图如图3。D/A转换功率放大译码显示基准电压A/D转换电压输出图3（3）供电部
7、分供电部分输入220V、50Hz的交流电，输出全机所需的三种电压：+5V、+15V、-15V。+5V主要供给数控部分和D/A转换芯片使用，电流最大约400mA；+15V作为运放的正电源，同时也是稳压输出电路的主电源，最大电流约650mA；-15V作为运放的负电源同时也给基准电压源（LM336，-5.0V）供电,该电流较小,不超过50mA.供电部分的电路如图4。这部分电路较为简单,不作详述,要说明的是由于+5V和+15V需提供较大的电流,因此相应的滤波电容取值较大,均为2200uF,-15V电流很小,滤波电容
8、取470uF即可.MC7815CT和MC7805K负载重,功耗大,应加装散热片.图42方案二21该方案的总体框图同方案一,如图1所示。.其中数控部分和电源供给部分也与方案一相同,分别如图2、4所示。不同的地方就是稳压部分，方案一的稳压部分采用典型的串联直流稳压电源的原理。而方案二的是采用三端稳压器的应用电路，如图5所示。由图5可知：由此可见,输出电压Uo与Uin成线性关系,当Uin变化时,Uo改变。Uin电压的其
