數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設計

羅雪姣　汪鑫　沈琪

【摘 要】本文所設計的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源以STC89C52單片機為控制電路，由數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、輔助電源電路、顯示和按鍵電路等組成。其輸出電壓以步進0.1V在0.0～15.0V之間連續(xù)可調(diào)，最大電流為300mA左右，且可顯示實際輸出電壓值。

【關鍵詞】STC89C52；數(shù)字控制；D/A轉(zhuǎn)換；穩(wěn)壓

0 引言

傳統(tǒng)的直流電源在負載改變或電網(wǎng)波動時輸出電壓也會改變。各種電子設備對直流電源穩(wěn)定性、可靠性及精密性的要求越來越高，直流穩(wěn)壓源朝著數(shù)字化方向發(fā)展成為必然。數(shù)控直流穩(wěn)壓電源可以由按鍵設定需要的電壓值，通過單片機實現(xiàn)數(shù)字自動控制輸出電壓。

1 整體設計方案

本系統(tǒng)以STC89C52單片機為控制核心，通過按鍵加減預置輸出的電壓值，此電壓值經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器（TLC5615）輸出得到模擬電壓值，由運算放大器（LM358）隔離放大，推動三極管（TIP122）輸出電壓變化，從而得到穩(wěn)定的電壓輸出。同時該系統(tǒng)具有輔助電源部分用以給系統(tǒng)供電，以及數(shù)碼管實時顯示輸出電壓值。

數(shù)控直流穩(wěn)壓電源整體設計系統(tǒng)框圖如圖1所示：

2 硬件電路設計

由系統(tǒng)框圖可知，該系統(tǒng)電路由單片機最小系統(tǒng)，按鍵電路，輔助電源，顯示電路，D/A轉(zhuǎn)換電路，運算放大電路，輸出調(diào)整電路等組成。

2.1 單片機最小系統(tǒng)

STC89C52作為系統(tǒng)主控電路由時鐘電路，按鍵復位電路組成，電路圖如圖2所示，其具有運算，控制，處理等功能，是該系統(tǒng)的核心，它可以控制相關的電路。

2.2 D/A轉(zhuǎn)換、運算放大、輸出調(diào)整電路

單片機輸出的二進制的數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換得到模擬信號，該轉(zhuǎn)換電路采用10位、高轉(zhuǎn)換速率串行接口的TLC5615芯片，其片選信號和串行數(shù)據(jù)、時鐘分別與單片機的P11、P13和P12腳連接，D/A轉(zhuǎn)換部分的輸出電壓作為穩(wěn)壓輸出電路的參考電壓。

D/A轉(zhuǎn)換后的模擬信號，經(jīng)過LM358放大，放大輸出信號與三極管TIP122的基極相連，當電壓有變化時調(diào)整管發(fā)射極電壓改變，經(jīng)過電位器取樣反饋到LM358。

2.3 輔助電源電路

220V交流電經(jīng)過變壓、整流、濾波得到脈動直流，穩(wěn)壓后得到15V供給運放電路，5V供給單片機、D/A轉(zhuǎn)換等電路。

3 結論

本文設計的數(shù)控直流電源能夠以0.1V步進，輸出0-15V穩(wěn)定的直流電壓，帶負載能力較好，能通過數(shù)碼管顯示電壓值。

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[責任編輯：朱麗娜]endprint