首页 > 文章中心 > 直流稳压电源设计要求

直流稳压电源设计要求

前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇直流稳压电源设计要求范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。

直流稳压电源设计要求

直流稳压电源设计要求范文第1篇

关键词:直流稳压电源 线性电源 开关电源 基本类型

一、线性直流稳压电源

(一)晶体管串联式直流稳压电源。其在线性放大状态工作,具备反应快,电压稳定度高,负载稳定度高,输出纹波电压小,噪声较小等特点。针对电路技术而言,其控制电路使用元件较少。针对调整管的开关特性,滤波器的高频性能等要求较少,因此可靠性较高。其最大缺点是工作效率较低。只能通过降低调整管上的压降,减少调整管上的损耗来提高效率。具体解决策略为:一是PNP和NPN晶体管互补:串联式稳压电源输出电源电流较大时,通常调整管都要接成共集电极的达林顿组合管。因为在晶体管电参数相同情况下在保持电流放大倍数相等的情况下,互补连接的组合调整管的集射极压降减少了,因而电源的效率得到提高;二是偏置法:一般共集电极组合管集射间的压降一定程度上取决偏置电流。采用偏置连接法当输出电流一定时可以有效的提高电源效率;三是开关稳压器作前置予调节:在输入-输出电压差比较大,输出电流也比较大的场合,采用开关稳压器作串联式稳压器的前置予调节也是提高电源效率的有效办法。开关予调节还可以设置在电源变压器的原边。

(二)集成线性稳压器。集成稳压器在早期市场上应用较多,产量较大,主要分为半导体单片式集成稳压器、混合式集成稳压器两类。两类集成稳压器的电路形式、封装、电压、电流规格各不相同。集成稳压器分为定电压、可调、跟踪、浮动集成稳压器多种。然而无论何种形式,其大都由基准电压源、比较放大器、调整元件即功率晶体三极管和某种形式的限流电路组成。部分集成稳压器内部还有逻辑关闭电路和热截止电路。集成稳压器与由分立元件组成的稳压器比较,集成稳压器的优点非常明显,成本低,体积小,使用方便,性能好,可靠性高。

(三)恒流源网络稳压电源。恒流网络稳压是串联稳压电源的基本特点之一,其能够有效提高电源稳定性,在集成稳压器中应用较为广泛。分立元件组成的串联稳压器大都应用了恒流技术。应用晶体管场效应管与恒流二极管等元件能够实现恒流。恒流二极管在分立元件的串联稳压器中应用较为便利。

二、开关直流稳压电源

开关直流稳压电源主要指功率调整元件以“开、关”方式工作的直流稳压电源。早期的磁放大器开关直流稳压电源是利用铁芯的“饱和”、“非饱和”两种状态进行“开、关”控制,是一种低频磁放大器。此期间出现的可控硅相控整流稳压电源也属于开关直流稳压电源。之后,高频开关功率变换技术得以迅猛发展,出现了变换器方式的高频开关直流稳压电源。

(一)去除工频变压器。去除工频电源变压器而采用直接从电网整流输入方式,是开关电源减少体积和重量的重要举措之一。去除工频变压器已成为当代先进开关电源的基本特点。无工频变压器的开关电源与各种有工频变压器的直流稳压电源相比,其具有体积小、重量轻、效率高等优点。开关电源的电路形式已实现多种多样。从调制技术来看,其包括脉宽调制型、频率调制型、混合调制型几类,其中脉宽调制占绝大多数。目前出现了完全无变压器的开关电源,即连高频变换器都不需要。这种电源的最大特点是体积还可比现在的无工频变压器开关电源小的多,而且没有绕制的变压器等器件,能够集成电路工艺制作。

(二)提高开关电源频率。现代开关电源的最显著特点是开关频率不断提高,无论是晶体管开关电源、可控硅开关电源、场效应管开关电源,均在实现向高频化方向发展。随着功率IGBT和MOSFET的出现,开关电源的工作频率已从早期典型的20KHz逐步提高到兆赫范围甚至G赫范围。

(三)控制电路实现集成。早期开关电源的控制电路由分立元件构成,电路设计和调试维修都较为复杂,不利于开关电源的推广应用。为了适应开关电源的迅速发展,集成化的开关电源控制电路被研制成功,而且功能日益完善。开关电源控制电路集成化,极大地简化了开关电源的设计,提高了开关电源的电性能和可靠性,并且具有体积小、成本低等优点。

(四)关键元器件高频化。为适应开关电源快速发展需要,开关电源应用的主要元器件也在快速发展,高频化是其基本目标。开关电源中的开关元件-功率晶体管、可控硅、场效应管等均在提高工作频率上发挥着重要作用。特别是功率管IGBT复合管,MOSFET场效应管的出现,最为引人注目,其不仅把开关频率提高到1MHz-lGHz,并且具有开关特性好、驱动功率小、不存在二次击穿、避免热奔等特殊优点。此外,大电流肖特基势垒的出现极大地改善了低电压电流开关电源的整流效率,其具有开关速度快、反向恢复时间短,正向压降地等优点。在滤波过程中,电容器等器件也要在材料、结构工艺诸方面进行研制,以适应开关电源高频化需求。

(五)实现全数字化控制。开关电源的控制已从模拟控制,模数混合控制,发展为全数字控制阶段。全数字控制是未来的发展趋势所在,并且已在许多功率变换设备中得到广泛应用。然而,过去数字控制在DC/DC变换器中应用较少。近年来,开关电源的高性能全数字控制芯片已经逐步开发应用,欧美已有多家公司开发并制造出开关变换器的数字控制芯片及软件。全数字控制数字信号与混合模数信号相比能够标定更小量,芯片价格较低;针对电流检测误差能够实现精确数字校正,电压检测更为精准;能够实现快速灵活的控制设计等。

直流稳压电源设计要求范文第2篇

关键词:变压;整流滤波;稳压;

中图分类号:S611 文献标识码: A

1、引言

直流稳压电源是电子技术常用的设备之一,广泛的应用于教学、科研等领域。传统的直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。普通直流稳压电源品种很多, 但均存在以下问题: 当输出电压需要精确输出, 或需要在一个小范围内改变时(如1. 05~ 1. 07V ) ,困难就较大。二是稳压方式均是采用串联型稳压电路, 对过载进行限流或截流型保护, 电路构成复杂,稳压精度也不高。

传统的直流稳压电源通常采用电位器和波段开关来实现电压的调节,并由电压表指示电压值的大小. 因此,电压的调整精度不高,读数欠直观,电位器也易磨损.而基于单片机控制的直流稳压电源能较好地解决以上传统稳压电源的不足。随着科学技术的不断发展,特别是计算机技术的突飞猛进,现代工业应用的工控产品均需要有低纹波、宽调整范围的高压电源,特别是在一些高能物理领域,急需电脑或单片机控制的低纹波、宽调整范围的电源。

从上世纪九十年代末起,随着对系统更高效率和更低功耗的需求,电信与数据通讯设备的技术更新推动电源行业中直流/直流电源转换器向更高灵活性和智能化方向发展。在80年代的第一代分布式供电系统开始转向到20世纪末更为先进的第四代分布式供电结构以及中间母线结构,直流/直流电源行业正面临着新的挑战,即如何在现有系统加入嵌入式电源智能系统和数字控制。

在家用电器和其他各类电子设备中,通常都需要电压稳定的直流电源供电。但在实际生活中,都是由220V 的交流电网供电。这就需要通过变压、整流、滤波、稳压电路将交流电转换成稳定的直流电。滤波器用于滤去整流输出电压中的纹波,一般传统电路由滤波扼流圈和电容器组成,若由晶体管滤波器来替代,则可缩小直流电源的体积,减轻其重量,且晶体管滤波直流电源不需直流稳压器就能用作家用电器的电源,这既降低了家用电器的成本,又缩小了其体积,使家用电器小型化。

2、方案论证与比较:

方案一: 采用单级开关电源,由220V交流整流后,经开关电源稳压输出。但此方案所产生的直流电压纹波大,在其后的几级电路中很难加以抑制,很有可能造成设计的失败与技术参数的超标。

方案二:并联式稳压电源,电路简便易行,所用元器件相对较少,当负载电流恒定时稳定性相对较好,其突出优点就是可承受输出短路。但是效率低于串联式稳压电源,输出电压调节范围较小,尤其是在小电流时调整管需承受很大的电流,损耗过大,因而不能采用。

方案三:串联式稳压电源,利用可调的三端式集成稳压器先提供稳压电压和小电流,再通过三极管扩流的方式使之提供大功率。由于集成稳压器通常内部已有各种保护电路,辅助电路就可以简化。其次想采用经典的分立式元件形式,因为在理论课及实验室中看到的大多是这种电源,并且具体电路形式很丰富,可借鉴的结构也较多。

比较以上几种方案,决定采用方案三,即经典的串联式稳压电源,稳扎稳打,力争做好。

3、硬件电路的组成与设计

直流稳压电源一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成。

我国电网供电电压交流220V(有效值)50Hz,要获得低压直流输出,首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。降压后的交流电压,通过整流电路变成单向直流电,但其幅度变化大(即脉动大)。脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑,脉动小的直流电,即将交流成份滤掉,保留其直流成份。滤波后的直流电压,再通过稳压电路稳压,便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出,供给负载RL。

3.1电源变压器

电源变压器的作用是将来自电网的220V交流电压变换为整流电路所需要的交流电压。

本设计方案所需要用到的降压变压器是将电网交流电压220V变换成复合需要的交流电压,此交流电压经过整流后可获得后级电路所需要的直流电压12V。

由于所需的直流电压比起电网的交流电压在数值上相差较大,考虑到稳压部分中的集成稳压器须在输入电压≥10V 时才能使输出电压为0.7V~9V。所以,降压后的电压设为10V~12V,才能达到要求输出的电压为0V~10V,即该部分电路采用变压器把220V交流市电变为约10V 的低压交流电,作为电源的输入电压。变压器原辅线圈的匝数比为:

N1/N2 = U1/U2 = 220V/10V≈22/1

电路中的保险丝可起到保护电源的作用,当电流大于0.5A 时,保险丝熔断,从而防止电源烧坏。电源变压器的效率为:

其中:是变压器副边的功率,是变压器原边的功率。

一般小型变压器的效率如表1所示,因此,当算出了副边功率后,就可以根据下表算出原边功率。

表1小型变压器的效率

3.2整流滤波电路

整流电路将交流电压变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分,输出纹波较小的直流电压。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。

如图所示,在本设计中采用四个二极管组成桥式整流电路,利用单相桥式整流电路把方向和大小都大小都变化的50Hz的交流电变换为方向不变但大小仍有脉动的直流电。其优点是电压较高,纹波电压较小,整流二极管所承受的最大反向交流电流流过,变压器的利用率高。滤波电路:利用储能元件-电容C两端的电压不能突变的性质,采用RC滤波电路将整流电路输出的脉动成分大部分滤除,得到比较平滑的直流电。

图2桥式整流桥电路

直流电压与交流电压的有效值间的关系为:

在整流电路中,每只二极管所承受的最大反向电压为:

流过每只二极管的平均电流为:

其中:R为整流滤波电路的负载电阻,它为电容C提供放电通路,放电时间常数RC应满足:

其中:T = ms是50Hz交流电压的周20期。

3.3稳压电源电路

三端稳压器各项性能指标的测试

输入电压u2受负载和温度发生变化到影响而发生波动时,滤波电路输出的直流电压VI会随着变化。因此,为了维持输出电压VI稳定不变,需要对电压进行稳压。稳压电路的作用是当外界因素(电网电压、负载、环境温度)发生变化时,能使输出直流电压不受影响,而维持稳定的电压输出。稳压电路一般采用集成稳压器和一些元件所组成。采用集成稳压器设计的稳压电源具有性能稳定、结构简单等优点。

三端稳压器的引脚及其应用电路见附录图3。

7806为三端式集成稳压器,这种集成稳压器的输出电压是固定的,在使用中不能进行调整。W78系列三端稳压器输出正极性电压,一般有:5V、6V、8V、9V、10V、12V、15V、18V、24V,输出电流最大可达1.5A(加散热片)。若要求输出负电压,可选用W79系列稳压器。图3是7806的外型和三个引出端,其中:

1―输入端(不稳定直流电压输入端);

2―输出端(稳定直流电压输出端);

3―公共端;

图3三端式集成稳压器

它的主要参数有:输出直流电压Uo=6±5%;最大输入电压Uimax=35V; 电压最大调整率Su=50mV;静态工作电流Io=6mA; 最大输出电流Iomax=1.5A;输出电压温漂ST=0.6mV/oC。

3.4稳压系数的测量(调节输出电压为5V时)

按图所示连接电路, 在u1=220V时,测出稳压电源的输出电压Vo,应改变电源电压上升和下降10%,分别测量稳压电源的输出电压VO,RL=100Ω。在实验室调节交流不太方便时,可采用变压器的次级变换的方法,如①②脚电压为18V,测量一次,记下VO1.再更换到③①脚测量一次VO2, 将测量的结果填入表5中。则稳压系数为:

SV=(ΔVO/VO)/(Δu1/u1)

表2

3.5输出内阻的测量(调节输出电压为5V时)

按图4所示连接电路,保持稳压电源的输入电压不变 ,在不接负载RL时测出开路电压Vo1,此时Io1=0,然后接上负载RL,测出输出电压Vo2和输出电流Io2,测量结果填入表3中。则输出电阻为:

RO=-(VO1-VO2)/(IO1-IO2)=(VO1-VO2)/IO2

表3

3.6纹波电压的测量(调节输出电压为6V时)

用示波器观察Vo的纹波峰峰值,(此时Y通道输入信号采用交流耦合AC),测量Vop-p的值(约几mV)。

4、直流电源系统原理图

直流稳压电源设计要求范文第3篇

【关键词】稳压电源;设计;参数

任何电子设备的工作都离不开直流电源,晶体管、集成电路正常工作都需要直流电源供电。提供直流电的方法主要有干电池和稳压电源两种。干电池具有输出电压稳定便于携带等优点但是其容量低寿命短的缺点也十分明显。而直流稳压电源能够将220V交流电转换为源源不断的稳定的直流电.它由变压、整流、滤波、稳压四部分电路等组成。参考电路如图1所示。

1.变压

稳压电源的输出电压一般是根据仪器设备的需要而定的,有的仪器设备同时需要几种不同的电压。单独的稳压电源,其输出电压在一定的范围内可以调节,当调节范围较大时,可分几个档位。因此,需要将交流电通过电源变压器变换成适当幅值的电压,然后才能进行整流等变换,根据需要,变压器的次级线圈一般都为两组以上选用合适的变压器将220V±10%的高压交流电变成需要的低压交流电,要满足电源功率和输出电压的需要,变压器选用应遵循以下原则:

(1)在220V±15%情况下应能确保可靠稳定输出。一般工程上变压、整流和滤波后的直流电压可以按下面情况确定:

一是要考虑集成稳压电路一般是要求最小的输入输出压差;二是要考虑桥式整流电路要消耗两个二极管正向导通的压降;三是要留有一定的余量。输出电压过高会增加散热量,过低会在输出低压时不稳定,由此来确定直流电压.

(2)变压器要保留20%以上的电流余量。

2.整流

是将正弦交流电变成脉动直流电,主要利用二极管单向导电原理实现,整流电路可分为半波整流、全波整流和桥式整流。电源多数采用桥式整流电路,桥式整流由4个二极管组成,每个二极管工作时涉及两个参数:一是电流,要满足电源负载电流的需要,由于桥式整流电路中的4个二极管是每两个交替工作,所以,每个二极管的工作电流为负载电流的一半;二是反向耐压,反向电压要大于可能的最大峰值。

(1)电流负载ID>IL;

(2)反向耐压为变压器最高输出的峰值VD>V2。

3.滤波

滤波的作用是将脉动直流滤成含有一定纹波的直流电压,可使用电容、电感等器件,在实际中多使用大容量的电解电容器进行滤波。图中C2和C4为低频滤波电容,可根据实验原理中的有关公式和电网变化情况,设计、计算其电容量和耐压值,选定电容的标称值和耐压值以及电容型号(一般选取几百至几千微法)。

C1和C3为高频滤波电容,用于消除高频自激,以使输出电压更加稳定可靠。通常在0.01μF~0.33μF范围内。

(1)低频滤波电容的耐压值应大于电路中的最高电压,并要留有一定的余量;

(2)低频滤波电容C2选取应满足:C2≥(3~5);RL为负载电阻,T为输入交流电的周期。对于集成稳压后的滤波电容可以适当选用数百微法即可;

(3)工程上低频电容C2也可根据负载电流的值来确定整流后的滤波电容容量,即:C2≥(IL/50mA)×100uF。

4.稳压

经过整流和滤波后的直流电压是一个含有纹波并随着交流电源电压的波动和负载的变化而变化的不稳定的直流电压,电压的不稳定会引起仪器设备工作不稳定,有时甚至无法正常工作。为此在滤波后要加稳压电路,以保障输出电压的平稳性。稳压方式有分立元件组成的稳压电路和集成稳压电路。分立元件组成的稳压电路的稳压方式有串联稳压、并联稳压和开关型稳压等,其中较常用的是串联稳压方式。

(1)串联稳压电路

串联稳压电路工作框图如图2所示,它由采样电路、基准电压电路、比较放大电路和调整电路组成。

(2)集成稳压器

随着集成工艺技术的广泛使用,稳压电路也被集成在一块芯片上,称为三端集成稳压器,它具有使用安全、可靠、方便且价格低的优点。

三端稳压器按输出电压方式可分为四大类:

①固定输出正稳压器7800系列,如7805稳压值为+5V。

②固定输出负稳压器7900系列。

③可调输出正稳压器LM117、LM217、LM317及LM123、LM140、LM138、LM150等。

④可调输出负稳压器LM137、LM237、LM337等。

直流稳压电源设计要求范文第4篇

关键词:“教学做”一体化;直流稳压电源;自主探究

中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2012)08-0087-02

课程与教学理念

《电子技术基础与技能》课程 “直流稳压电源”是中职国家规划教材《电子技术基础与技能》第四章的内容。《电子技术基础与技能》是集理论、技能教学于一身的课程。针对电子技术应用专业的特点,应以在生产一线从事电子产品设计与生产的技能型人才所必需的知识、能力和素质要求为基本依据,以完成一个真实的项目为主线,整合优化本课程的教学内容,设计教学环节与教学方法,提高学生发现、分析和解决问题的能力,从而使学生形成严谨的探究意识,提升学生职业能力。

教学理念 鉴于本课程理论实践一体化的特点,应将“教学做”一体化理念贯穿整个教学过程,如图1所示。把直流稳压电源作为一个项目,分成若干个学习单元,每个学习单元又遵循学习规律,小步走,步步递进,逐步实现,最后达成教学的最终目标。在教学时,应以学生自主学习为主线,通过一个个学习任务驱动,让学生在做中体会、联系实际,激发学生的情感参与,增强学生的团结合作意识,培养学生的创新精神。

教学目标及教学重点、难点

教学目标 根据本节课的教学内容及特点,笔者参照布卢姆提出的行为目标分类体系,将本节课的教学目标划分为如下三个层次:认知领域、动作技能领域及情感领域,如表1所示。

教学重点和难点 教学重点是利用实际电路的安装和测试,学习电子技术基础理论知识和方法;教学难点是串联型稳压电路原理的探究。

教学资源准备与教学方法

教学资源准备 (1)环境资源:学生在电子电工实训室上课、学习、实训。(2)信息资源:在生活、课堂、书本之外通过多渠道获取整流电路相关信息,如图书馆、互联网。(3)设备资源:电子电工实训台、万用表、示波器、电烙铁等。(4)材料资源:万能板、直流稳压电源PCB板、焊锡丝、整流二极管、三极管、变压器、发光二极管、电阻等元器件。

教学方法 (1)项目教学、做中悟理:采用一个教学项目贯穿整个教学过程的方法。整个项目分成四个学习单元,每个学习单元前后联系,从陌生元器件识别、检测、特性的研究,到电路的组成、安装、测试,再到对测试结果进行研究、分析和讨论,最后探究电路原理。这样,做到做中学、做中教、“教学做”一体化,理论联系实践,实践探究理论,培养和提高学生学习电子技术理论和实践操作技能。(2)自主探究、引导发现:通过本项目的学习,学生不仅要掌握器件检测、安装焊接技能,更要掌握电子技术基础理论,所以,培养学生学习方法和思路显得尤为重要。自主探究、引导发现的教学方法能更好地发挥学生的主动性,促进知识内化,激发兴趣,提升学习能力。

教学过程设计与成果

教学过程设计 (1)根据直流稳压电源的组成和功能,分成四个学习单元开展教学,如图1所示。每个学习单元前后联系紧密,逐个推进,层层深入,最后实现整个教学目标。(2)每个单元具体教学过程设计如图2所示。(3)直流稳压电源电路每个单元的学生活动和教师活动如表2所示。

教学评价与反思

教学评价 以就业为导向,实施有效的评价策略,能起到更好地促进学生职业能力发展的效果。每个学习单元为一个阶段,每个阶段都进行三方面的评价:(1)知识目标达成度评价。根据直流稳压电源知识目标要求,对学生掌握情况进行评价,可以采用书面试卷的形式考核。(2)技能目标达成度评价。根据直流稳压电源电路安装与调试的技能要求,对学生的动手实践技能进行评价,可以采用自评、小组评、教师评等形式进行。(3)情感态度评价。根据情感态度目标,对学生的参与状态、协作状态、思维状态和情感状态等进行评价,也可以采用自评、他评、教师评的形式进行。最后进行总体评价,评价出“焊接技术最优”线路板和“性能最优”线路板、“知识掌握最优个人”等。

教学反思 (1)项目教学、做中悟理的教学方法,增强了学生的主体意识,提高了学生的学习积极性,学习效果事半功倍。同时,学生在完成项目的过程中,通过自由讨论,互相学习,不仅增进了相互了解,还加强了团队的合作意识。更重要的是,项目的完成改变了学生的学习模式,提高了学生的自学能力和创新能力。(2)自主探究、引导发现的教学方法,是以一个完整的项目为主线,以学生为主体,以教师为主导的教学法。因此,在完成项目的过程中,教师不仅要教授学生知识和技能,更要让学生学会自主学习和独立正确操作。(3)通过学习单元的逐个递进,不断地提出问题、分析问题和解决问题,驱动学生主动地去学习,不但可以使学生掌握许多新的基本知识与技能,同时可给他们营造了一种竞争的环境,在完成每个学习单元的过程中,使学生不断地获得学习的自信和创新的动力。

参考文献:

[1]马成荣.职业教育课程开发及项目课程设计[M].南京:江苏科学技术出版社,2006.

[2]黄双燕.谈项目教学法在《电工基础》中的应用[J].硅谷,2010(21).

[3]李丽.优秀教师提升课堂实效的101个问题[M].长春:吉林大学出版社,2010.

[4]张金华.电子技术基础与技能[M].北京:高等教育出版社,2010:94-105.

[5]陈其纯.电子线路[M].北京:高等教育出版社,2001:119-127.

[6]周德藩.走进陶行知[M].北京:高等教育出版社,2010:71-92.

[7]王树瑾,阴其越.《电工电子技术》课程“教学做”一体化教学模式的研究[J]科技创新导报,2011(4).

直流稳压电源设计要求范文第5篇

【关键词】单片机 稳压电源 连续可调 ADC

经过前期的调查研究统计,发现大多高校的电工实验设备在进行戴维南定理验证实验过程当中当两个电源同时作用时造成低电压电源输出升高的问题,例如我校的电工实验设备在进行该实验的过程中,当电源一(6V)与电源二(15V)两电源同时作用一系统时往往会造成电源一电压升高从而造成实验结果不正确。而且大多高校使用的电工实验设备与我校的电工实验设备原理相同,都存在上述问题。遂开发出基于STC89C51单片机的数字化控制的电工实验用可灌入式稳压电源,使实验过程中电源一输出稳定,从而保证实验结果准确。

该项目最大的特色及创新点是创造性的以单片机为核心,组成数据处理电路,在检测与控制软件支持下,通过对电源电压进行数据采样与设定数据比较,从而调整和控制电工实验设备中电源的输出。

采用模拟电路的可调稳压电路是用一个多档开关来控制输出电压,而所谓的显示系统只是再多档开关的每个档的旁边注明电压值。随着电子行业的发展,他不耐用的弊端已经使它逐渐离开了历史的舞台。

一、系统硬件部分

(一)STC89C51主控部分。

STC89C51主控部分是系统控制核心,主要负责对电工实验设备的输出电压进行采样并与手动设定的参考电压进行对比,而后通过控制数字电位器的阻值来实现对稳压电源的调节,并且对输出的电压值进行实时显示。STC89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。该器件采用高密度非易失存储器制造技术工艺,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,STC的STC89C51是一种高效微控制器。

(二)采样电路。

图2 采样电路

(三)变压稳压电路。

变压电路将工频220V/50Hz电压经过降压、整流、滤波后输入给稳压芯片。LM317是应用最为广泛的电源集成电路之一,它不仅具有固定式三端稳压电路的最简单形式,又具备输出电压可调的特点。此外,还具有调压范围宽、稳压性能好、噪声低、纹波抑制比高等优点。LM317是可调节3端正电压稳压器,在输出电压范围1.2伏到37伏时能够提供超过1.5安的电流,此稳压器非常易于使用,故本设计采用LM317为稳压芯片。

(四)直流稳压输出控制电路。

数字电位器也称数字可编程电阻器,是采用CMOS工艺制成的数字-模拟混合信号处理集成电路,能在数字信号的控制下自动改变滑动端的位置,从而获得所需要的电阻值。数字电位器本身就是一个包含控制接口、存储器和电阻的系统,它是通过软件和控制接口进行编程的,因此,在调节过程中不会产生电噪音。故本项目采用数字电位器控制输出电压。

二、结束语

本系统操作自动化,系统的整个测量过程如数据的采集、传输与处理以及显示等都用微控制器来控制操作,实现测量过程的全部自动化。本设计具有友好的人机对话能力。与此同时,智能直流稳压电源还通过显示屏将仪器的测量数据的处理结果及时告诉操作人员,使系统的操作更加方便直观。

参考文献:

[1]谭浩强,张基温,唐永炎.C语言程序设计教程[M]. 北京:高等教育出版社,1992.

[2]张友德等.单片微型机原理、应用与实验[M]. 上海:复旦大学出版社,2006.

[3]尹建华,张惠群.微型计算机原理与接口技术[M]. 北京:高等教育出版社,2003.