Короткий вступ до регульованого джерела живлення постійного струму з цифровим керуванням
Стабілізоване джерело живлення постійного струму – це широко використовуваний електронний пристрій, який може забезпечити стабільну вихідну напругу, коли напруга мережі коливається або змінюється навантаження. Високоточний стабілізатор напруги з низьким рівнем пульсацій має важливе практичне значення в галузі приладобудування, промислового контролю та вимірювання. Діапазон вихідної напруги регульованого джерела живлення, наведений у цій конструкції, становить 0-18 В, номінальний робочий струм становить 0,5 А, і він має плюсову функцію регулювання напруги, мінімальний крок становить 0.05 В, а пульсація не перевищує 10 мВ. Крім того, рідкокристалічний РК-дисплей також можна використовувати для відображення значення вихідної напруги.
вступ
1 Проект апаратного забезпечення системи
Система складається з модуля живлення, модуля регулювання напруги, модуля цифрово-аналогового перетворення, дисплея та модуля клавіатури, а на рис. 1 показана блок-схема структури та принципу джерела живлення DC NC.
1.1 Модуль живлення системи
Подвійна напруга 17,5 В змінного струму, отримана після того, як мережа 220 В знижується трансформатором 220 В/17,5 В, може бути виправлена повним мостом для отримання двох напруг ±21 В, одна з яких плюс напруга 21 В подається на трубку регулятора як джерело живлення для зовнішнього виходу, а інший – через триполюсний стабілізатор напруги 7815, щоб отримати плюс 15 В, а потім через 7805, щоб отримати плюс 5 В. Напруга -21V отримує напругу -15V через трививодний стабілізатор напруги MC7915, який використовується як робоче джерело живлення самої системи.
1.2 Модуль регулювання напруги
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>18 В), звичайно, також можна використовувати 2N5832.
Порівняльне підсилення схеми розроблено за допомогою операційного підсилювача NE5534, який має характеристики високого коефіцієнта ослаблення синфазного сигналу, швидкої швидкості відгуку та високої швидкості наростання. Під час проектування схема вибірки поділу напруги може складатися з R10, R11A та R12, а R10/(R11A плюс R12)=1/4 необхідний, тобто коли вихідний сигнал
Коли існує напруга △UO{{0}}.05В, △Ua=0.04В, що узгоджується зі зміною вихідного сигналу ЦАП (10/{{5 }}.04V=1LSB). Фактично, після перетворення ЦАП для перетворення струму в напругу та посилення напруги, отриману напругу 10 В можна надіслати на неінвертуючий термінал компаратора NE54534 як еталонну напругу для порівняння. Оскільки DAC0832 є 8-розрядним цифро-аналоговим перетворювачем, він має 255 кроків. Таким чином, коли CpU керує зміною ЦАП на 1 LSB, відповідна зміна Va становить 0,04 В, тому регульована зміна Uout становить 0,05 В (розмір кроку). Схема негативного зворотного зв'язку, що складається з NE5534, Q1, Q3 і схеми вибірки, може реалізовувати мету регулювання вихідної напруги (стабілізація напруги).
The overcurrent protection in the circuit is completed by R9 and 02. When Io>{{0}}.7A, VR9=R9Io Більше або дорівнює 1×0.7=0.7V, у цей час Q2 увімкнено та шунтує базу регулювальну трубку Q3, щоб опір увімкнення TIp41 збільшувався, а вихідна напруга зменшувалася, таким чином досягаючи надмірної мети захисту потоку. При необхідності також можна підключити червоний світлодіод як індикатор перевантаження по струму. Захист системи від короткого замикання здійснюється запобіжником.
Модуль перетворення 1.3D/A
Схема цифро-аналогового перетворення в цій системі показана на малюнку 3. Вона складається з ЦАП0832, двокаскадного операційного підсилювача μA714 з малим дрейфом і схеми VREF. DAC0832 і операційний підсилювач U3A перетворюють 8-бітові двійкові дані, надіслані CpU, у напругу 0-5В, а потім двічі зворотно підсилюють через операційний підсилювач U3B, щоб отримати напругу 0-10В. Таким чином, роздільна здатність перетворення ЦАП становить 10/(28-1)=0.04 В, тобто зміна даних, що виводяться CpU на ЦАП, становить 1 біт, а зміна ЦАП вихідна напруга 0,04 В. Схема VREF забезпечує опорну напругу для ЦАП, а регулювання R5A підтримує опорну напругу на рівні 5 В.
1.4 Модуль дисплея та клавіатури
Відображення напруги та схема клавіатури в цьому блоці живлення показані на малюнку 4. Після того, як вихідна напруга обмежена R13 і вибірка R14, її можна надіслати до TLC2453-1 для аналого-цифрового перетворення. TLC2453-1 на малюнку 4 — це 11-канальний, 12-розрядний послідовний аналого-цифровий перетворювач із {{10}}роздільною здатністю біт, час перетворення 1{ {29}} мкс, 11 аналогових вхідних каналів, 3 вбудованих режими самотестування та частота дискретизації 66 кбіт/с, похибка лінійності ± 1LSBmax, з одночасним виведенням результату перетворення EOC, і може бути однополярним або біполярним виходом . Програмована довжина вихідних даних через програмовану преамбулу MSB або LSB. Тактова частота TLC2453-1 становить 4,1 МГц, сигнал дискретизації вихідної напруги потужності Uo вводиться з IN{{30}}, тактовий термінал введення/виведення, термінал введення даних, перетворений термінал виведення даних і термінал вибору мікросхеми з’єднані з p2.3, P2.2, p2.1 і p2.0 з’єднані, а потім виводяться з порту p0 після обробки однокристальним мікрокомп’ютером, а потім надсилається на символьний рідкокристалічний дисплей SMC1602A для відображення вихідної напруги після керування виключенням 9A472J. У схемі частота кристалічного генератора мікроконтролера AT89S51 становить 12 МГц, а p1.0~p1.3 підключені до кнопки регулювання напруги. При підвищенні напруги кнопку S1 викликати грубо з кроком 1В, викликати S2 тонко з кроком 0,05В; при зниженні напруги S3 називати грубо з кроком 1В, а S4 тонко з кроком 0,05В. Таким чином, вихідна напруга може бути відрегульована до необхідної напруги через їх органічну комбінацію.
