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题目:直流稳压电源及漏电保护装置(L题)
摘要
稳压电源是各种电子电路、电子设备所必不可少的动力来源,对于整个电路的重要性是不言而喻的。研究直流稳压电源,就是为了提高电源的使用性能和提高电源的电气性能。此直流稳压电源及漏电保护装置是基于升降压电路和LDO低压差稳压电路设计的线性直流稳压电源。该控制器由两个独立的控制器和低压差稳压电路组成。由于低压差线性稳压器LDO具有极低噪声、高稳压性能和低成本等优点,在便携式电子产品的低耗电源系统中得到广泛应用。完善开关电源的直流稳压电源应具有漏电保护装置,漏电动作电流30mA的漏电保护装置,作为防止人体直接或间接保护。
关键字:LDO线性直流稳压、漏电保护
目录一、系统方案设计 1
1.1 设计要求 1
1.2 总体方案设计 1
1.3 总体电路图设计 2
1.4方案论证与比较 3
1.4.1 主控芯片单片机(MCU)的设计方案论证与选择 3
1.4.2 稳压电源的设计 3
1.4.3 漏电检测电路的设计 4
1.4.4 关断保护电路的设计 4
二、主要单元电路的设计 5
2.1 稳压电源电路的设计 5
2.2 采样电路的设计 6
2.3 漏电检测电路设计 7
2.4 放大电路的设计 8
2.5 报警电路的设计 9
三、程序设计 9
四、测试方案与测试结果 10
4.1测试仪器 10
4.2 指标测试和测试数据 11
4.2.1输出电压范围测试结果如表1: 11
4.2.2电压调整率测试结果如表2: 11
4.2.3负载调整率测试结果如表3: 11
4.2.4 过流保护: 11
4.3 系统对题目的完成情况: 12
4.4 结果分析: 12
五、结论 12
参考文献: 13
一、系统方案设计
1.1 设计要求
1、基本要求
设计一台额定电压为5V,额定输出电流为1A的直流稳压电源。
(1)转换开关S接1端,RL阻值固定为5Ω。当直流输入电压在7~25V变化时,要求输出电压为5±0.05V,电压调整率SU≤1%。
(2)连接方式不变,RL阻值固定为5Ω。当直流输入电压在5.5~7V变化时,要求输出电压为5±0.05V。
(3)连接方式不变,直流输入电压固定在7V,当直流稳压电源输出电流由1A减小到0.01A时,要求负载调整率SL≤1%。
(4)制作一个功率测量与显示电路,实时显示稳压电源的输出功率。
2、发挥部分
设计一个动作电流为30mA的漏电保护装置(使用基本要求部分制作的直流稳压电源供电,不得使用其他电源)。
(1)转换开关S接2端,将RL接到漏电保护装置的输出端,阻值固定为20Ω,R和电流表A组成模拟漏电支路(见图1)。调节R,将漏电动作电流设定为30mA。将漏电保护装置动作后,RL两端电压为0V并保持自锁。排除漏电故障后,按下K恢复输出。要求漏电保护装置没有动作时,输出电压 ≥4.6V。
(2)要求漏电保护装置动作电流误差的绝对值≤5%。
(3)尽量减少漏电保护装置的接入功耗。
(4)其他。
1.2 总体方案设计
系统框图如下图所示。其中主控部分由STC89C58RD及相关电路组成,它是整个系统的核心。电源部分由及相关电路组成,为整个系统正常稳定地工作提供稳定的电压。电压检测和引脚判定有康铜丝和ADC0804组成,完成AD采样和芯片引脚个数的判定。待测芯片部分的所有管脚都受MCU的控制,MCU能够读取它的所有信息。显示部分由1602液晶组成,方便显示相关信息。
图1 系统设计框架
1.3 总体电路图设计
图2 电路框图
当直流输入电压在7~25V变化时,通过一个Buck-Boost电路拓补结构让其稳定输出5V的电压,再使用康铜丝链接一个放大电路,通过ADC0804采样获得是是实时的电流、电压值并在1602上显示,当检测电路电流超过30mA时,漏电保护电路启动,断开电路并进行报警。最后可以通过键盘控制电路复位。
1.4方案论证与比较
1.4.1 主控芯片单片机(MCU)的设计方案论证与选择
方案一:采用Atmel公司的AT89S52。AT89S52单片机是一种低功耗、高性能
CMOS 8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash 存储器。此芯片价格比较便宜,但抗干扰能力差。
方案二:采用STC89C58RD+。它也是基于80C51内核,管脚与89S52完全兼容。不需要外围电路,硬件和软件的开支比较小,更重要的是他的抗干扰能力比较强,但它的价格要比AT89S52要高。
综合比较后,选择方案二。
1.4.2 稳压电源的设计
方案一:用固定式三端集成稳压电路7805设计制作连续可调
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