Breve introdução da fonte de alimentação regulada ajustável controlada numericamente DC
A fonte de alimentação estabilizada DC é um dispositivo eletrônico comumente usado, que pode garantir uma tensão de saída estável quando a tensão da rede flutua ou a carga muda. Um regulador de tensão de baixa ondulação e alta precisão tem um importante valor de aplicação prática nas áreas de instrumentação, controle industrial e medição. A faixa de tensão de saída da fonte de alimentação regulada fornecida neste projeto é 0-18 V, a corrente operacional nominal é 0,5 A e possui função de ajuste de tensão de mais , - passo, o passo mínimo é 00,05 V e a ondulação não é superior a 10 mV . Além disso, o visor LCD de cristal líquido também pode ser usado para exibir seu valor de tensão de saída.
Introdução
1 Projeto de hardware do sistema
O sistema é composto por um módulo de fonte de alimentação, um módulo de regulação de tensão, um módulo de conversão D/A, um display e um módulo de teclado, e a Fig. 1 mostra um diagrama de blocos da estrutura e princípio da fonte de alimentação DC NC.
1.1 Módulo de alimentação do sistema
A tensão CA dupla de 17,5 V obtida após a rede elétrica de 220 V ser reduzida por um transformador de 220 V/17,5 V pode ser retificada por uma ponte completa para obter duas tensões de ± 21 V, uma das quais mais a tensão de 21 V é fornecida ao tubo regulador como um fonte de alimentação para saída externa e o outro Todo o caminho através do regulador de tensão de três terminais 7815 para obter mais 15V e, em seguida, através do 7805 para obter mais tensão de 5V. A tensão -21V obtém a tensão -15V por meio do regulador de tensão de três terminais MC7915, que é usado como fonte de alimentação funcional do próprio sistema.
1.2 Módulo de ajuste de tensão
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), é claro, 2N5832 também pode ser usado.
A amplificação comparativa do circuito é projetada com o amplificador operacional NE5534, que possui as características de alta taxa de rejeição de modo comum, velocidade de resposta rápida e alta taxa de variação. Ao projetar, um circuito de amostragem com divisão de tensão pode ser composto de R10, R11A e R12, e R10/(R11A mais R12)=1/4 é necessário, ou seja, quando a saída
Quando a tensão existe △UO{{0}}.05V, △Ua=0.04V, que é consistente com a alteração da saída de DAC (10/{{5 }}.04V=1LSB). De fato, após a conversão DAC para converter a corrente em tensão e amplificar a tensão, a tensão de 10V obtida pode ser enviada para o terminal não inversor do comparador NE54534 como a tensão de referência para comparação. Como o DAC0832 é um conversor D/A de 8-bits, ele tem 255 etapas. Assim, quando a CpU controla o DAC para variar em 1LSB, a alteração correspondente em Va é de 0,04V, portanto a variação ajustável de Uout é de 0,05V (tamanho do passo). O circuito de feedback negativo composto por NE5534, Q1, Q3 e circuito de amostragem pode realizar o propósito de ajustar a tensão de saída (estabilização de tensão).
The overcurrent protection in the circuit is completed by R9 and 02. When Io>{{0}}.7A, VR9=R9Io Maior ou igual a 1×0.7=0.7V, neste momento, Q2 é ligado e desvia a base de o tubo de ajuste Q3, de modo que a resistência de TIp41 aumenta e a tensão de saída diminui, alcançando assim o propósito de proteção de fluxo. Se necessário, um diodo emissor de luz vermelha também pode ser conectado como um indicador de sobrecorrente. A proteção contra curto-circuito do sistema é realizada por um fusível.
Módulo de conversão 1.3D/A
O circuito de conversão digital para analógico neste sistema é mostrado na Figura 3. Ele consiste em DAC0832, amplificador operacional de baixo desvio de dois estágios μA714 e circuito VREF. O DAC0832 e o amplificador operacional U3A convertem os dados binários de 8-bits enviados pela CpU em uma voltagem de 0-5V e, em seguida, amplificam reversamente duas vezes por meio do amplificador operacional U3B para obter uma voltagem de 0-10V. Portanto, a resolução de conversão do DAC é 10/(28-1)=0.04V, ou seja, a alteração da saída de dados da CpU para o DAC é 1Bit e a alteração do DAC tensão de saída é 0,04V. O circuito VREF fornece a tensão de referência para o DAC e o ajuste de R5A mantém a tensão de referência em 5V.
1.4 Módulo de display e teclado
A exibição de tensão e o circuito do teclado nesta fonte de alimentação são mostrados na Figura 4. Após a tensão de saída ser limitada por R13 e amostrada por R14, ela pode ser enviada para TLC2453-1 para conversão de analógico para digital. O TLC2453-1 na Figura 4 é um 11-canal, conversor A/D serial de 12-bits com resolução de {0}}bits, um tempo de conversão de 1{ {29}} μs, 11 canais de entrada analógica, 3 modos de autoteste integrados e uma taxa de amostragem de 66 kbps, Erro de linearidade ± 1LSBmax, com saída de resultado de conversão EOC ao mesmo tempo e pode ser saída unipolar ou bipolar . Comprimento de dados de saída programável por meio de seu preâmbulo MSB ou LSB programável. A frequência de clock de TLC2453-1 é 4,1MHz, o sinal de amostragem da tensão de saída de energia Uo é inserido em IN{{30}}, o terminal de clock de E/S, terminal de entrada de dados, convertido terminal de saída de dados e terminal de seleção de chip do chip estão conectados com p2.3, P2.2, p2.1 e p2.0 estão conectados e, em seguida, saem da porta p0 após serem processados pelo microcomputador de chip único e, em seguida, enviado para o visor de cristal líquido de caracteres SMC1602A para exibir a tensão de saída após ser conduzido pela exclusão 9A472J. No circuito, a frequência do cristal oscilador do microcontrolador AT89S51 é de 12MHz, e p1.0~p1.3 estão conectados ao botão regulador de tensão. Ao aumentar a tensão, chame o botão S1 grosseiramente com passo de 1V, chame S2 finamente com passo de 0,05V; ao diminuir a tensão, chame S3 grosseiramente com um passo de 1V e chame S4 finamente com um passo de 0,05V. Desta forma, a tensão de saída pode ser ajustada para a tensão necessária através de sua combinação orgânica.
