強(qiáng)大的多功能數(shù)控直流穩(wěn)壓電源不錯(cuò)哦

1、標(biāo)簽： 數(shù)控電源  數(shù)控電流源  DAC0832  TLC9153  單片機(jī)  多功能數(shù)控直流穩(wěn)壓電源多功能數(shù)控直流穩(wěn)壓電源(一)系統(tǒng)概述如今已是一個(gè)數(shù)字化的時(shí)代，很多的電器都是數(shù)字化的，而且利用數(shù)字可以實(shí)現(xiàn)精確控制，我們組根據(jù)本組的特點(diǎn)，決定把原題做成一個(gè)數(shù)控的多功能直流穩(wěn)壓電源。總體方案：運(yùn)用大功率三極管結(jié)合單片機(jī)，利用ad/da轉(zhuǎn)換控制實(shí)現(xiàn)數(shù)字化電源。DA轉(zhuǎn)換：采用使用最多的低價(jià)八位DA轉(zhuǎn)換芯片DAC0832實(shí)現(xiàn)，由于該芯片是8位的，做成步進(jìn)0.1V的電源的話，可以從實(shí)現(xiàn)從025.5V連續(xù)

2、可調(diào)。而題目要求從1.2520V連續(xù)可調(diào)，所以我們的設(shè)計(jì)可以超額實(shí)現(xiàn)題目要求。恒壓控制：我們采用從輸出端采樣的電壓反饋控制形式來實(shí)現(xiàn)，主要由利用四運(yùn)方LM324來調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。恒流控制：我們采用TLC9153（10位AD轉(zhuǎn)換芯片）將模擬信號轉(zhuǎn)換位數(shù)字信號，再由單片機(jī)分析得到的電流值后，通過DAC0832調(diào)節(jié)輸出電壓來達(dá)到恒流的目的，從而實(shí)題目要求。功率放大：此部分我們采用大功率三極管TIP42C擴(kuò)流，來達(dá)到題目要求。事實(shí)上TIP42C的最大電流可以達(dá)到6A，采用折中的看法達(dá)到3A是沒有問題的。所以對于題目的1A要求足已。為了實(shí)現(xiàn)以上構(gòu)想，我們采用”雙核”設(shè)計(jì)，利用兩塊單片機(jī)處理控制來實(shí)現(xiàn)，這樣提高

3、了處理能力，使系統(tǒng)性能強(qiáng)，拓展方便。此套多功能數(shù)控直流穩(wěn)壓電源包括四大部分： 1.供電部分2.功率輸出部分3.硬件控制部分（第一核）4.數(shù)據(jù)處理及顯示部分（第二核）各部分又可以分為幾個(gè)小部分，在后面將會有詳細(xì)的介紹。系統(tǒng)方框圖表示為：(二)電路設(shè)計(jì)1、開關(guān)穩(wěn)壓電源部分（1）設(shè)計(jì)思路穩(wěn)壓部分：以大功率三極管tip42c為中心，通過單片機(jī)利用da0832實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號，在利用lm324運(yùn)放將量化的電流轉(zhuǎn)換為量化的電壓，再通過tip42c擴(kuò)流，再利用lm324反饋調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)大功率數(shù)控穩(wěn)壓電源;恒流部分：采用tlc9153ad轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)電流檢測，再用單片機(jī)將讀取的電流與預(yù)設(shè)電

4、流比較，經(jīng)單片機(jī)判斷后通過調(diào)節(jié)輸出電壓來達(dá)到恒流的目的；（2）電路設(shè)計(jì)1. 供電部分：                            圖2.1如圖2.1，對于系統(tǒng)的供電問題，我們采用兩個(gè)電源供電，一個(gè)主電源，一個(gè)輔助電源；主電源全部供功率輸出，由于考慮到電流比較大對于D5D8我們采用大功率的二極管，每個(gè)二極管電

5、流可達(dá)6A。濾波我們采用兩個(gè)50V4700uf的大電容并聯(lián)，以加強(qiáng)輸出電壓的穩(wěn)定性。輔助電源采用±15V的設(shè)計(jì)，經(jīng)7812和7912穩(wěn)壓后得到±12V的穩(wěn)定電壓， LM324使用。而主控部分的電源又由7805將7812的12V再次穩(wěn)壓加降壓，得到5V的電壓供主控部分使用。在整個(gè)供電系統(tǒng)里我們使用了許多的電容，盡量減少各個(gè)部分之間的相互干擾。2功率輸出部分：                  

6、60;               圖2.2如圖2.2，后級功率放大采用雙tip42c并聯(lián)輸出，一個(gè)42c和一個(gè)9014搭配構(gòu)成后級擴(kuò)流電路，運(yùn)功放U4將電壓轉(zhuǎn)換為電流形式輸出通過D6控制兩個(gè)擴(kuò)流部分輸出相同的電壓，這樣可以提高最大輸出電流，理論上可以達(dá)到6A，但我們?yōu)榱朔€(wěn)定工作將最大電流設(shè)置為4A。D6的作用是防止反相電壓過大將運(yùn)放燒壞。電壓的反饋調(diào)節(jié)通過R6，R7把輸出電壓反饋到運(yùn)放反相輸入端，實(shí)現(xiàn)反饋調(diào)節(jié)。電壓升高使調(diào)節(jié)過程：輸出電壓反相輸

7、入端電壓8端輸出電壓從而達(dá)到了穩(wěn)壓的目的，反之亦然。3硬件控制部分： aad轉(zhuǎn)換tlc9153的采樣部分 圖2.3如圖2.3，為ad采樣電路，該電路實(shí)現(xiàn)的功能是對輸出電壓，電流進(jìn)行采樣，以供ad轉(zhuǎn)換芯片讀取，為單片機(jī)提供控制源。單片機(jī)根據(jù)從這里采集到的電流信號，對電流進(jìn)行自動控制，從而達(dá)到恒流輸出。圖中R15的作用是將電容C14儲存的電能釋放掉，從而使輸出電壓隨設(shè)置的改變而快速跟隨。bLM324轉(zhuǎn)換放大部分：如圖2.4為lm324四個(gè)運(yùn)放的功能圖，其中前三個(gè)運(yùn)放將從0832輸出端得到的電流轉(zhuǎn)換為電壓輸出，并對其進(jìn)行放大，放大適當(dāng)倍數(shù)后輸入后級功率放大部分進(jìn)行擴(kuò)流，得到與預(yù)設(shè)相同的輸出

8、電壓。第四個(gè)運(yùn)放的作用是將從輸出端采樣到的小電壓進(jìn)行放大，以便tlc的讀?。妷禾∽x取誤差會比較大），圖中R12是一個(gè)很重要的電阻，其作用是輸出零點(diǎn)控制，過大或者不放這個(gè)電阻，由于我們選用的運(yùn)放是普通的lm324運(yùn)放其性能不是很好，加上0832量化誤差，會出現(xiàn)輸出調(diào)不了零，而過小則又會把輸出信號消弱，使輸出電壓達(dá)不到設(shè)定值，在經(jīng)過多次選擇后，確定為三百歐的時(shí)候最合適。 圖2.4c，DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換部分：如圖2.5，該部分實(shí)現(xiàn)的功能就是將單片機(jī)輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為量化的模擬信號，從而驅(qū)動后級功率放大部分輸出與數(shù)字相適應(yīng)的電壓。0832的第二腳為寫入使能端地電平有效，當(dāng)該腳為高電

9、平使0832不接受從單片機(jī)傳過來的信號，而只是輸出與上次得到的數(shù)據(jù)相適應(yīng)的量化電流；而當(dāng)該腳為低點(diǎn)平時(shí)0832則會接受從單片機(jī)傳來的數(shù)據(jù)，刷新輸出。利用0832這種鎖定功能，可以很方便的控制0832。參考電壓我們采用MC1403專用芯片為其提供準(zhǔn)確的基準(zhǔn)電壓，從而保證了輸出的準(zhǔn)確性。在使用0832的時(shí)候我們發(fā)現(xiàn)雖然11，12腳均是電流輸出（I11+I12=常數(shù)）但是這兩個(gè)腳不能隨便調(diào)換，只能是12腳接地，而不能是11腳接地，開始我們接錯(cuò)了調(diào)試了很久都沒調(diào)試出來（網(wǎng)上的參考電路也又誤）。后來還是經(jīng)過師兄的指點(diǎn)才找出這個(gè)錯(cuò)誤出來。所以這兩個(gè)腳不能隨便接！                                   圖2.5dTLC1543模數(shù)轉(zhuǎn)換部分：圖2.6如圖2.6，tlc9153為十