Krátke predstavenie jednosmerného numericky riadeného nastaviteľného regulovaného napájacieho zdroja
Jednosmerný stabilizovaný napájací zdroj je bežne používané elektronické zariadenie, ktoré dokáže zabezpečiť stabilné výstupné napätie pri kolísaní sieťového napätia alebo zmene záťaže. Vysoko presný regulátor napätia s nízkym zvlnením má dôležitú praktickú aplikačnú hodnotu v oblasti prístrojového vybavenia, priemyselného riadenia a merania. Rozsah výstupného napätia regulovaného napájacieho zdroja uvedeného v tomto návrhu je 0-18 V, menovitý prevádzkový prúd je 0,5 A a má plus , - krokovú funkciu úpravy napätia, minimálny krok je 0,05 V a zvlnenie nie je väčšie ako 10 mV. Okrem toho možno na zobrazenie hodnoty výstupného napätia použiť aj LCD displej z tekutých kryštálov.
Úvod
1 Návrh hardvéru systému
Systém sa skladá z modulu napájacieho zdroja, modulu regulácie napätia, modulu D/A prevodu, modulu displeja a klávesnice a na obr. 1 je bloková schéma štruktúry a princípu DC NC zdroja.
1.1 Modul napájania systému
Dvojité striedavé napätie 17,5 V získané po znížení siete 220 V pomocou transformátora 220 V/17,5 V možno usmerniť úplným mostíkom, čím sa získajú dve napätia ± 21 V, z ktorých jedno plus 21 V napätie sa privádza do trubice regulátora ako napájací zdroj pre externý výstup a druhý Celú cestu cez trojpólový regulátor napätia 7815 na získanie plus 15V a potom cez 7805 na získanie plus 5V napätia. -21Napätie V získava -15V napätie cez trojpólový regulátor napätia MC7915, ktorý sa používa ako pracovný zdroj napájania samotného systému.
1.2 Modul nastavenia napätia
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>18V), samozrejme je možné použiť aj 2N5832.
Porovnávacie zosilnenie obvodu je navrhnuté s operačným zosilňovačom NE5534, ktorý má charakteristiky vysokého pomeru odmietnutia spoločného režimu, rýchlej rýchlosti odozvy a vysokej rýchlosti prebehu. Pri navrhovaní môže byť vzorkovací obvod s delením napätia zložený z R10, R11A a R12 a R10/(R11A plus R12)=1/4 je potrebný, to znamená, keď je výstup
Keď existuje napätie △UO{{0}}.{17}}5V, △Ua=0.04V, čo je v súlade so zmenou výstupu DAC (10/{{5 }}.04V=1LSB). V skutočnosti, po konverzii DAC na konverziu prúdu na napätie a zosilnenie napätia, získané 10V napätie môže byť odoslané na neinvertujúci terminál komparátora NE54534 ako referenčné napätie na porovnanie. Keďže DAC0832 je 8-bitový D/A prevodník, má 255 krokov. Keď teda CpU riadi DAC tak, aby sa menil o 1 LSB, zodpovedajúca zmena Va je 0,04 V, takže nastaviteľná zmena Uout je 0,05 V (veľkosť kroku). Obvod negatívnej spätnej väzby zložený z NE5534, Q1, Q3 a vzorkovacieho obvodu môže realizovať účel úpravy výstupného napätia (stabilizácia napätia).
The overcurrent protection in the circuit is completed by R9 and 02. When Io>{{0}}.7A, VR9=R9Io Väčšie alebo rovné 1×0.7=0.7V, v tomto čase je Q2 zapnutý a odpája základňu nastavovacej trubice Q3, aby sa zvýšil odpor TIp41 a znížilo výstupné napätie, čím sa dosiahne prekročenie účelu ochrany prúdu. V prípade potreby je možné pripojiť aj červenú diódu ako indikátor nadprúdu. Ochrana systému proti skratu je zabezpečená poistkou.
1.3D/A konverzný modul
Digitálno-analógový prevodný obvod v tomto systéme je znázornený na obrázku 3. Pozostáva z DAC0832, dvojstupňového operačného zosilňovača s nízkym driftom μA714 a obvodu VREF. DAC0832 a operačný zosilňovač U3A konvertujú 8-bitové binárne údaje odoslané procesorom CpU na napätie 0-5V a potom dvakrát spätne zosilnia cez operačný zosilňovač U3B, aby sa získalo napätie 0-10V. Preto je prevodné rozlíšenie DAC 10/(28-1)=0,04V, to znamená, že zmena dátového výstupu procesora CpU do DAC je 1 bit a zmena DAC výstupné napätie je 0,04V. Obvod VREF poskytuje referenčné napätie pre DAC a nastavenie R5A udržuje referenčné napätie na 5V.
1.4 Modul displeja a klávesnice
Zobrazenie napätia a obvod klávesnice v tomto napájacom zdroji sú znázornené na obrázku 4. Po obmedzení výstupného napätia pomocou R13 a vzorkovaní pomocou R14 je možné ho odoslať do TLC2453-1 na analógovo-digitálnu konverziu. TLC2453-1 na obrázku 4 je 11-kanálový, 12-bitový sériový A/D prevodník s {{10}}bitovým rozlíšením, časom prevodu 1{ {29}} μs, 11 analógových vstupných kanálov, 3 vstavané režimy autotestu a vzorkovacia rýchlosť 66 kb/s, chyba linearity ± 1LSBmax, s výstupom výsledku konverzie EOC v rovnakom čase a môže byť unipolárny alebo bipolárny výstup . Programovateľná dĺžka výstupných dát cez jeho programovateľnú MSB alebo LSB preambulu. Hodinová frekvencia TLC2453-1 je 4,1MHz, vzorkovací signál výstupného výkonového napätia Uo je na vstupe z IN{{30}}, I/O hodinový terminál, dátový vstupný terminál, prevedené dátový výstupný terminál a terminál na výber čipu sú prepojené s p2.3, P2.2, p2.1 a p2.0 sú pripojené a potom po spracovaní vystupujú z portu p0 jednočipovým mikropočítačom a potom odoslaný do znakového displeja z tekutých kryštálov SMC1602A na zobrazenie výstupného napätia po riadení vylúčením 9A472J. V obvode je frekvencia kryštálového oscilátora mikrokontroléra AT89S51 12 MHz a p1.0~p1.3 sú pripojené k tlačidlu regulácie napätia. Pri zvyšovaní napätia vyvolávajte tlačidlo S1 hrubo s krokom 1V, S2 jemne s krokom 0,05V; pri znižovaní napätia volajte S3 hrubo s krokom 1V a S4 jemne s krokom 0,05V. Týmto spôsobom je možné ich organickou kombináciou upraviť výstupné napätie na požadované napätie.
