方案一:采用模拟电路
采用模拟电路的可调稳压电路就是用一个多档开关来控制输出电压,而所谓的显示系统只是在多档开关的每个档的旁边注明电压值。随着电子行业的发展,模拟电路的实用性越来越低,基本退出历史舞台。
方案二:采用纯数字电路
纯数字电路的稳压电源相对于模拟电路有了很大的提高,其避免了硬件之间的磨损,使得使用寿命大大提高,而且输出电压也不会随时间产生误差。但是由于电路复杂,做出来的难度高,会因此出现各类问题,这种单纯的数字电路也不常用。论文网
方案三:采用单片机的方法
采用单片机的数字稳压电源是将数字电路和单片机很好地结合在一起,不但能够达到数字电路的效果,而且能够大大地简化复杂的纯数字电路。采用单片机后,还可以用软件实现保护功能,要扩展其他的功能也非常容易。
基于以上三种电路的利弊分析,单片机具有低功耗、高性能、抗干扰能力强等优点,故这篇论文采用方案三设计。
2。2 系统总体框图
许多电子产品如电视机、电子计算机、音响设备等都需要直流电源,电子仪器也需要直流电源,实验室更需要独立的直流电源。为了提高这些设备的可靠性和稳定性,在直流电源中还要加入稳压电路,这样的电源称为直流稳压电源。典型的直流稳压电源主要是由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等几部分组成。电源变压器把50Hz的交流电网电压变成所需要的交流电压;整流电路用来将交流电变为单向脉动直流电;滤波电路用来滤除整流后单向脉动电流中的交流部分,即纹波电压,使其成为平滑的直流电;稳压电路的作用是当输入交流电网电压波动、负载及温度变化时,维持输出电压的稳定性。
直流稳压电源是一种将交流电网电压转换成直流电压的装置,由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路四个部分组成,其原理框图如图2。1所示。
直流稳压电源框图
电网先提供一个交流电压u1(220V,50Hz) 经过变压器降压后,得到符合电路要求的交流电压u2,然后再经过整流电路,得到方向不变、大小随时间变化的脉动电压u3,然后再经过滤波器,得到交流分量被去除的ui。最后由于输出电压还会随交流电网电压的波动发生变化,所以最后使用的稳压电路是用来确保输出电压的稳定性的。
基于单片机的数控稳压电源系统由各个模块组成,总方框图如图2。2所示。
总方框图
1。按键控制模块
按键控制模块可以采用两种方式实现,一是采用矩阵键盘,由于按键多可实现电压值的直接键入。二是采用一般的电平判键按钮,实现方法很简单,但一个端口最多只实现8个按键。由于本数控电源需要用的按键不多,要实现步进为0。1V的设计要求,只需用一个“+”和一个“-”按键,另外再加一个复位按键即可。3个按键就可实现本题的设计要求,所以采用第二种方法。
2。电源模块
220V交流电经过降压、整流,然后使用LM7805C、LM7815C、LM7915C芯片进行稳压,分别为系统提供+5V、+15V、-15V工作电压,使单片机芯片、显示模块、稳压模块、DAC模块等正常工作。
3。D/A数字模拟转换模块
D/A数字模拟转换模块同样有两种实现方案。一是采用MX7541,MX7541是高速高精度12位数字/模拟转换器芯片,功耗低,而且其线性失真可低达0。012%,特别适合于精密模拟数据的获得和控制。二是采用DAC0808,DAC0808是一种常用的8位的数字/模拟转换芯片。DAC0808是具有16个引脚的双列直插式8位D/A转换器件。其引脚功能分别为:1脚为空,2脚为GND,3脚为VEE,4脚为DAC输出引脚,5-12脚为数据输入引脚,13脚为VCC,14脚为基准电压(VREF+),15脚为基准电压(VREF-),16脚为COMPENSATION。 当数据输入量全为0时,其4脚输出电压最低,接近零;当数据输入量全为1时,其4脚输出电压最高,电压值由基准电压VREF决定。因此,基准电压的精度决定了D/A转换的精度。文献综述