Korte introductie van DC numeriek bestuurde instelbare gereguleerde voeding
DC-gestabiliseerde voeding is een veelgebruikt elektronisch apparaat dat een stabiele uitgangsspanning kan garanderen wanneer de netspanning fluctueert of de belasting verandert. Een zeer nauwkeurige spanningsregelaar met lage rimpel heeft een belangrijke praktische toepassingswaarde op het gebied van instrumentatie, industriële controle en meting. Het uitgangsspanningsbereik van de gereguleerde voeding in dit ontwerp is 0-18 V, de nominale bedrijfsstroom is 0.5 A, en het heeft een plus, - stapspanningsaanpassingsfunctie, de minimale stap is 0.05 V, en de rimpel is niet meer dan 10 mV. Bovendien kan een LCD-liquid crystal display ook worden gebruikt om de waarde van de uitgangsspanning weer te geven.
Invoering
1 Ontwerp van systeemhardware
Het systeem bestaat uit een voedingsmodule, een spanningsregelmodule, een D/A-conversiemodule, een display- en een toetsenbordmodule. Fig. 1 toont een blokschema van de structuur en het principe van de DC NC-voeding.
1.1 Systeemvoedingsmodule
De dubbele 17,5 V AC-spanning die wordt verkregen nadat de 220 V-netspanning is verlaagd door een 220 V/17,5 V-transformator, kan worden gelijkgericht door een volledige brug om twee spanningen van ± 21 V te verkrijgen, waarvan er één plus 21 V-spanning wordt geleverd aan de regelaarbuis als een voeding voor externe uitvoer, en de andere Helemaal door de spanningsregelaar met drie aansluitingen 7815 om plus 15V te krijgen, en vervolgens door de 7805 om plus 5V spanning te krijgen. De -21V-spanning krijgt -15V-spanning via de driepolige spanningsregelaar MC7915, die wordt gebruikt als werkende voeding van het systeem zelf.
1.2 Spanningsaanpassingsmodule
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) kan natuurlijk ook 2N5832 worden gebruikt.
De vergelijkende versterking van het circuit is ontworpen met de operationele versterker NE5534, die de kenmerken heeft van een hoge common-mode onderdrukkingsverhouding, snelle responssnelheid en hoge slew rate. Bij het ontwerpen kan een spanningsdelend bemonsteringscircuit worden samengesteld uit R10, R11A en R12, en R10/(R11A plus R12)=1/4 is vereist, dat wil zeggen wanneer de uitvoer
Wanneer de spanning bestaat △UO{{0}}.05V, △Ua=0.04V, wat consistent is met de verandering van de output van DAC (10/{{5 }}.04V=1LSB). Na DAC-conversie om de stroom om te zetten in spanning en de spanning te versterken, kan de verkregen 10V-spanning ter vergelijking naar de niet-inverterende aansluiting van de comparator NE54534 worden gestuurd als referentiespanning. Aangezien DAC0832 een 8-bit D/A-omzetter is, heeft deze 255 stappen. Dus wanneer de CpU de DAC regelt om te variëren met 1LSB, is de overeenkomstige verandering in Va 0,04 V, dus de instelbare variatie van Uout is 0,05 V (stapgrootte). Het negatieve feedbackcircuit bestaande uit NE5534, Q1, Q3 en bemonsteringscircuit kan het doel realiseren van het aanpassen van de uitgangsspanning (spanningsstabilisatie).
The overcurrent protection in the circuit is completed by R9 and 02. When Io>{{0}}.7A, VR9=R9Io Groter dan of gelijk aan 1×0.7=0.7V, op dit moment is Q2 ingeschakeld en shunt de basis van de instelbuis Q3, zodat de aan-weerstand van TIp41 toeneemt en de uitgangsspanning afneemt, waardoor het doel van stroombeveiliging wordt bereikt. Indien nodig kan ook een rode lichtdiode worden aangesloten als overstroomindicator. De kortsluitbeveiliging van het systeem wordt gerealiseerd door een zekering.
1.3D/A conversiemodule
Het digitaal-naar-analoog-conversiecircuit in dit systeem wordt weergegeven in afbeelding 3. Het bestaat uit DAC0832, tweetraps low-drift operationele versterker μA714 en VREF-circuit. DAC0832 en operationele versterker U3A zetten de 8-bit binaire gegevens die door CpU worden verzonden om in een spanning van 0-5V, en versterken vervolgens twee keer omgekeerd via operationele versterker U3B om een spanning van 0-10V te verkrijgen. Daarom is de conversieresolutie van de DAC 10/(28-1)=0.04V, dat wil zeggen, de wijziging van de gegevensuitvoer door de CPU naar de DAC is 1 bit, en de wijziging van de DAC uitgangsspanning is 0.04V. Het VREF-circuit levert de referentiespanning voor de DAC, en het aanpassen van R5A houdt de referentiespanning op 5V.
1.4 Beeldscherm- en toetsenbordmodule
De spanningsweergave en het toetsenbordcircuit in deze voeding worden weergegeven in afbeelding 4. Nadat de uitgangsspanning is begrensd door R13 en is bemonsterd door R14, kan deze naar TLC worden verzonden2453-1 voor conversie van analoog naar digitaal. De TLC2453-1 in afbeelding 4 is een 11-kanaal, 12-bits seriële A/D-omzetter met {{10}}bits resolutie, een conversietijd van 1{ {29}} μs, 11 analoge ingangskanalen, 3 ingebouwde zelftestmodi en een bemonsteringsfrequentie van 66 kbps, lineariteitsfout ± 1LSBmax, met conversieresultaat-output EOC tegelijkertijd, en kan unipolair of bipolair zijn . Programmeerbare uitvoerdatalengte via de programmeerbare MSB- of LSB-preambule. De klokfrequentie van TLC2453-1 is 4,1 MHz, het bemonsteringssignaal van de uitgangsspanning Uo wordt ingevoerd vanaf IN{{30}}, de I/O-klokterminal, gegevensinvoerterminal, geconverteerd gegevensuitvoerterminal en chipselectieterminal van de chip zijn verbonden met p2.3, P2.2, p2.1 en p2.0 zijn verbonden en worden na verwerking uitgevoerd vanaf de p0-poort door de single-chip microcomputer, en vervolgens verzonden naar het karakter liquid crystal display SMC1602A om de uitgangsspanning weer te geven na te zijn aangedreven door de uitsluiting 9A472J. In het circuit is de kristaloscillatorfrequentie van de AT89S51-microcontroller 12 MHz en zijn p1.0 ~ p1.3 verbonden met de spanningsregelknop. Roep bij het verhogen van de spanning de knop S1 grof aan met een stap van 1V, bel S2 fijn met een stap van 0,05V; bij het verlagen van de spanning, bel S3 grof met een stap van 1V, en bel S4 fijn met een stap van 0,05V. Op deze manier kan de uitgangsspanning door hun organische combinatie worden aangepast aan de vereiste spanning.
