±12V简易直流稳压电源设计.doc

网络教育学院 专 科 生 毕 业 大 作 业 题 目： 12V简易稳压电源设计 学习中心： 浙江长兴奥鹏学习中心[13]B设计采用LM336-5.0、7805和两个CA3140运算放大器构成源，实现了～+V，电压步进，通过集成直流稳压电源的设计、安装和调试，选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源掌握直流稳压电路的调试及主要技术指标的测试方法。放大器内容摘要 I 引 言 1 1.系统方案选择和论证 3 1．1 基本目标 3 1．2 系统基本方案 3 1．2．1 方案选择和论证 3 2.主要单元电路设计 9 2.1 电源电路单元 9 2.2 精密基准源 12 3.系统的软件设计 13 3．1 程序流程图 13 4.结论 15 参考文献 16 引 言 电源是各种电子、电器设备工作的动力，是自动化不可或缺的组成部分，直流稳压电源是应用极为广泛的一种电源。 自六十年代起，第一台开关电源问世以来，开关电源在世界各国迅速发展，直流稳压电源也顺势而生，但在初期价格较高，直到八十年代，随着元件工艺的成熟，直流稳压电源的价格也日益下降，应用也变的日益广泛。近几年随着科技的发展，直流稳压电源的工作频率有原来的几十千赫发展到现在的几百千赫，甚至更高。现在智能化的直流稳压电源也被广泛应用于生产领域，对此的研究开始向高频方面发展。以美国为首的几个发达国家在这方面的研究已经转向高频下电源的拓扑理论、工作原理、建模分析方法和高频大功率开关器件，高性能集成控制器和功率模块的开发研制方面发展。我国在此方面的起步较晚，1973年才开始这方面的研究工作，现在主要在小功率单端变换器方面发展较为迅速。在功率半导体器件及控制集成化方面，与国外同类产品有这很大的差距。因此，直流稳压电源的研制及应用在此方面与之也从在很大的差距。近年来，随着微机，中小型计算机的普及和航空航天数据通信，交通邮电等事业的讯速发展，以及为了各种自动化仪器、仪表和设备配套的需要，当代对电源的需要不仅日益增大，而且对电源的性能、效率、重量、尺寸和可靠性以及诸如程序控制、电源通/断、远距离操作和信息保护等功能提出了更高的要求。 设计采用LM336-5.0、7805和两个CA3140运算放大器构成源，实现了～+V，电压步进，1．1 基本目标 输出电压：范围－12V～＋12V，步进0.1V。 输出电压可预置在之间的任意一个值 图1－1 图1.2 优点：该方案结构简单，使用方便，干扰和噪音小 缺点：数字电位器误差较大，控制精度不够高，误差电压较大。同时更重要的是几乎所有的数字电位器能够容忍的电流都在20mA以下。所以，这种方案就被否决了。 方案二：采用A/D和D/A 采用A/D和D/A构成直流电源的电路如图1.3和图1.4所示。采用单片机构成直流电源的电路如图1.3所示，利用AVR单片机自带的D/A口DAC0输出0－2.5V的电压，然后经一级反相放大器和跟随器，此时可以输出0到－5V电压。但是因为A/D变换器只能采集0到+2.56V的电压，所以再在跟随器后面加一级反相放大器器然后送回到A/D采样，MCU比较发现DAC0输出为正确电压时，则从跟随器后直接输出电压，这样就可以输出0到-5V的电压了。当需要正相电压时从DAC1口输出电压，这时就不需要反相，其它原理与DAC0相似。[2] 图1.3 优点：精确度高，纹波小，效率和密度比较高，可靠性也不错。 缺点：电路相对复杂，AVR单片机的IO口不能容忍负电压，否则会被损坏。所以，这种方案也行不通。 方案三：采用数字电位器与运放到组合 如图1.4所示，在该方案中我们用两个数字电位器代替了MCU中的D/A，这样可以降低成本，同时简化电路，从两个串连的数字电位器可以直接输出-5V到+5V的电压同上面方案一样，当输出反相电压时在送电压回A/D采样时要先经过一次反相。但同样存在上面的问题 图1.4 优点：电路结构更简单，降低了成本 缺点：因为数字电位器电阻误差大，且单片机的A/D口容易损坏。 方案四：采用7805构成直流电源 采用7805构成直流电源的电路如图1.5所示，改变RP阻值使7805的公共端的电压在0到－10V之间可调，则7805的输出端电压就可实现-5V－+5V