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        數(shù)字顯示可調(diào)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)

        2017-10-13 22:52:32趙金杰
        求知導(dǎo)刊 2017年22期
        關(guān)鍵詞:穩(wěn)壓電源

        趙金杰

        摘 要:小功率穩(wěn)壓電源是使用、測試和維修電子設(shè)備必備的電子產(chǎn)品。市面上出售的小功率穩(wěn)壓電源多為固定電壓輸出或雖電壓可調(diào)但沒有直觀的數(shù)字顯示,且價(jià)格比較貴,給使用者帶來了不便。文章介紹一款數(shù)字顯示電壓可調(diào)的穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與調(diào)試,對(duì)于電子技術(shù)工作者和電類專業(yè)的學(xué)生有實(shí)用價(jià)值。

        關(guān)鍵詞:穩(wěn)壓電源;數(shù)字顯示;可調(diào)

        中圖分類號(hào):TM44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        一、電源系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

        數(shù)字顯示可調(diào)穩(wěn)壓電源要將220V交流電壓變成電壓數(shù)值可調(diào)的直流電壓。需要經(jīng)過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓、模數(shù)轉(zhuǎn)換、譯碼顯示過程,電源系統(tǒng)框圖表示如圖1:

        各方框的功能為:

        (1)變壓器:將220V交流降壓到合適的交流數(shù)值。

        (2)整流:將交流電變成脈動(dòng)的直流電。

        (3)濾波:濾除整流后的交流分量,輸出平滑的直流電。

        (4)穩(wěn)壓:當(dāng)負(fù)載變化或電源電壓波動(dòng)時(shí)能輸出穩(wěn)定的直流電壓。

        (5)A/D轉(zhuǎn)換:將輸出的模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。

        (6)譯碼顯示:將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成段碼輸出并驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示數(shù)字。

        二、各單元電路設(shè)計(jì)

        1.變壓器選取

        本設(shè)計(jì)中直流電壓最大輸出要求12V,穩(wěn)壓器有大約有3V電壓降,所以電容濾波后電壓約為15V,則變壓器次級(jí)電壓有效值 U2= Uc/1.2=15/1.2=12.5V,因?yàn)槭切」β孰娫?,所以選用15V/10W小型電源變壓器。

        2.整流濾波電路

        整流橋的選取主要依據(jù)兩個(gè)參數(shù),即整流二極管的耐壓VRM 和通過整流二極管電流的平均值ID。

        VRM =√2U2 =√2 ×15 = 21.21V ID = 1/2 IL<1A

        選用1A/50V 的圓橋。濾波電容經(jīng)驗(yàn)值為470μ~1000μ,選用標(biāo)稱值1000μ耐壓25V的電解電容。

        3.三端可調(diào)穩(wěn)壓器

        選用LM317可調(diào)集成三端穩(wěn)壓器。LM317 是美國國家半導(dǎo)體公司的三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成電路。LM317 的輸出電壓范圍是1.25V至37V,負(fù)載電流最大為1.5A。它輸出電壓連續(xù)可調(diào),調(diào)節(jié)范圍較寬且線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率也比標(biāo)準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓器好。LM317 內(nèi)置有過載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。為了改善瞬態(tài)響應(yīng),可以在輸出端接電容。其典型應(yīng)用電路如圖2。

        4.A/D轉(zhuǎn)換和譯碼顯示電路

        A/D轉(zhuǎn)換和譯碼顯示電路選用CMOS大規(guī)模集成電路IC7107。IC7107是3 位雙積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換器,最大顯示值為1999,最小分辨率為100μV,轉(zhuǎn)換精度是0.051個(gè)字,不用另加驅(qū)動(dòng)電路就能直接驅(qū)動(dòng)共陽極數(shù)碼管,具有自動(dòng)調(diào)零和自動(dòng)極性顯示功能。IC7107集成度很高,對(duì)應(yīng)于不同的量程外接元件是固定的,不需要復(fù)雜的計(jì)算,按滿量程直接選取元件就可以達(dá)到滿意的精度。

        三、調(diào)試

        (1)將TEST開關(guān)閉合,數(shù)碼管顯示為1888。

        (2)將IN+ IN- 短接,數(shù)碼管顯示0.00。

        (3)調(diào)1K電位器,使VREF+ VREF-電壓為100mV。

        (4)輸入20V直流電壓,調(diào)2K電位器,使VIN+ VIN-電壓為200mV。

        (5)調(diào)LM317穩(wěn)壓器的2.2K電位器使輸出為12V,用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字電壓表監(jiān)測數(shù)碼管顯示結(jié)果。如果誤差較大,可微調(diào)與IN7107 VREF+相接的電位器。

        參考文獻(xiàn):

        [1]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2006.

        [2]胡宴如.模擬電子技術(shù)(第4版)[M].北京:高等教育出版社,2013.

        [3]王天夫.小功率數(shù)字顯示可調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)[J].遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2017(3).

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