0～12V可调直流稳压电源设计.doc

0～12V可调直流稳压电源电路图 适合电子爱好者制作的从0V起调的稳压电源的电路如图所示。 0～12V可调直流稳压电源电路 电路工作原理：由电阻R4、R5组成的采样电路将输出电压Vo的一部分送入运算放大器IC1的反相端，它与由稳压管VZ3、电阻R2和电位器RP组成的基准电压（晶体管V1、稳压管VZ1、电阻R0、R1组成的恒流源为稳压管VZ3提供稳定的电流）相比较，将比较结果送至输出端，从而控制晶体管V3的导通电压。如果电位偏低，使Vo减小，采样电路亦使晶体管V3的c-e结电压减小，从而使Vo升高，反之亦然。如此起到了稳定输出电压的作用。晶体管V4和电阻R7组成过电流保护电路。当输出电流超过额定电流（本电源为1A）时，V4导通，使晶体管V2和V3截止，输出端无电压输出，防止了电源损坏。当输出电压小于6V，电流较大且输入电压又很高时，晶体管V3极间压差较大，会引起V3调整管功耗过大，为此本电源特别设置了电压自动转换电路，它由运算放大器IC2与电阻R8、稳压管VZ4及继电器K等组成。稳压管VZ4与电阻R8组成IC2运算放大器的基准电压，当输出电压低于6V时，IC2输出低电平，继电器K不吸合，触点K1-1、K1-2分别接至变压器8V绕组和6V绕组稳压管；当输出电压高于6V时，IC2输出高电平，K1吸合，K1-1、K1-2分别接至变压器16V绕组和12V稳压管上。由上可知，在输出电压低时，输人电压也低；输出电压高时，输人电压也高，从而减小V3的功耗。电阻R9和电容C4组成继电器节能电路，可减小C2的功耗。元器件选择：电路中变压器T选用二次带中心抽头的16V、功率为20OW的变压器。运算放大器选用LM324单源四运算放大器。稳压管VZ1选用4V左右的，VZ2选甲8V，VZ3a和VZ3b分别选用6V和12V的，要求稳压值准确，VZ4选用5.5～5.8V的稳压管。晶体管V1要求β大于150，V3选用大功率NPN晶体管，型号不限，制作中要加足够的散热片。电阻R7选用5V/0.6Ω的水泥电阻。其他元器件按图所示选用即可。 可编程数控直流稳压电源 摘要： 本系统以直流电压源为基础，AT89C51单片机为核心控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电压，设置±0.1V和±1V步进等级，输出电压范围为0～30V，最大电流为3A，并可由液晶屏显示实际输出电压值和电流值,显示精度可达1‰。系统有过流保护电路，当输出电流过大时功率管自动截至，并且产生中断申请信号。本系统由单片机控制输出数字信号，经过D/A转换器（MAX504）输出模拟量，再经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电压的变化而输出不同的电压。实际测试结果表明，本系统实际应用于需要高稳定度小功率恒压源的领域。 关键字： 直流稳压源；MCU（AT89C51）；数控 1、系统方案论证与比较 方案一：是以单片机89C51为控制核心，外接按键进行控制，单片机控制8个继电器，且每个继电器串联一个一定阻值的电阻，电阻之间的关系为以2为参数的等比数列，继电器之间为并联形式。最终电压幅值可经过一个稳压电路后稳定输出。且最后输出的电压值可通过单片机控制在数码显示管上显示出来，并时刻刷新调整电压后的幅值。 +15V +5V —15V 至各单元电路 图1 方案二：采用AT89C51单片机作为整机的控制单元，通过改变MAX504的输入数字量来改变输出电压值，从而使输出功率管的基极电压发生变化，间接地改变输出电压的大小。为了能够使系统具备检测实际输出电压值的大小，将输出电压经过TLC2543进行模数转换，间接用单片机实时对电压进行采样，然后进行数据处理及显示。 原理图： +15V +5V —15V 至各单元电路 图2 方案三：采用FPGA（Filed Programable Gate Array）代替89C51控制电路，完成基本的电压步进、预置电压、键盘输入、自动扫描等功能。FPGA与原电路的接口为D/A转化器。FPGA将数据发送给MAX504，后级输出电路与方案二相同 方案完全脱离单片机，完全采用硬件控制，因此响应速度更高，又因采用FPGAIC，不仅可以满足用户对系统的单片集成要求，而且由于FPGA可加重加载性，因而易于扩展。 原理图： +15V +5V —15V 至各单元电路 FPGA IC 图3 方案比较: 三个方案均是可行的。方案一采用继电器控制为机械式。基本原理简单，实现比较方便，电源电压也可以调整到较精确的数值，但是它需要较大的工作电流，原器件价格较贵，而且继电器会产生噪声污染。方案二采用单片机作为控制器，通过ＤＡＣ来调节输出电源电压，速度较快，元器件常见且相对便宜，可以较为方便的实现对直流稳压源的编程控制。方案三采用FPGA，由硬件