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可調(diào)電源是電子愛好者不可缺少的工具,目前所使用的直流可調(diào)電源中,幾乎都為旋紐調(diào)節(jié)電壓,調(diào)節(jié)精度不高,而且經(jīng)常跳變,使用不方便。本文將向大家介紹一款液晶顯示數(shù)控穩(wěn)壓電源的制作。該電源電路簡單,制作容易,通過鍵盤調(diào)節(jié)輸出電壓(0-25V),步進(jìn)值為0.1V,電流可以達(dá)到2.5A。
一.系統(tǒng)結(jié)構(gòu):
二.工作原理:
1.上電復(fù)位,讀取24C02中的電壓,送DA轉(zhuǎn)換輸出電壓,如24C02中電壓為O則設(shè)置初始電壓為5V;
2.電壓控制:通過鍵盤S1,S2控制MCU產(chǎn)生8位數(shù)字信號(0-255),通過P3口送至8位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片(DAC0832)轉(zhuǎn)換成模擬電流信號,再經(jīng)運放作I/U轉(zhuǎn)換,得到控制穩(wěn)壓電源輸出部分的基準(zhǔn)電壓;
3.電流取樣:采用8位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(ADC0804)作為顯示電流的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件,ADC0804的取樣電壓由串聯(lián)在電源輸出電路的電流取樣電阻(0.1Ω)分壓取得,并由運放按一定倍數(shù)放大后送至Vin(+),ADC0804把轉(zhuǎn)換結(jié)果送至單片機(jī)的P1口,再由程序?qū)?shù)據(jù)處理后送LCD1602顯示當(dāng)前電流;
4.過流保護(hù):當(dāng)短路或電流超過設(shè)定值2.4A時,MCU自動保存當(dāng)前使用電壓并關(guān)閉輸出;
5.穩(wěn)壓輸出:采用傳統(tǒng)的串聯(lián)穩(wěn)壓電路,由運放和功率輸出管組成。利用DAC0832控制的基準(zhǔn)電壓驅(qū)動功率管穩(wěn)壓輸出,反饋部分是通過電阻R3,VR2將取樣電壓輸入運放的反相端比較,VR2可作小范圍調(diào)整;
三.制作調(diào)試:
電源部分提供整個電路所需各種電壓(包括DAC芯片所需的基準(zhǔn)穩(wěn)壓-5V和89S51的+5V),由電源變壓器和整流濾波電路及兩個輔助穩(wěn)壓輸出構(gòu)成,電源變壓器的功率由需要輸出的電流大小決定,確保有充足的功率余量。
電流取樣電阻R1要選擇大功率的電阻(5W或10W)。也可使用廢舊萬用表上拆下來的電阻線。檢查電路連接無誤后,即可試機(jī)。找一塊數(shù)字表將其并聯(lián)在輸出電路上,按S1或S2設(shè)定一個電壓,此時LCD1602第一行顯示的電壓可能會有誤差,適當(dāng)微調(diào)反饋電路的VR2,使其與數(shù)字表讀數(shù)一致,再將數(shù)字表串聯(lián)在電源的輸出電路上,選擇適當(dāng)?shù)碾娏鳈n,接上一定的負(fù)載。此時,LCD1602第二行會顯示出電流值,適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)VR3改變ADC0804參考電壓,直至顯示的電流值與萬用表顯示的電流值一致為止,校正完成后即可使用。
注意事項:電流取樣電阻發(fā)熱量大不能貼PCB板安裝,應(yīng)該將其適當(dāng)升高再安裝;運放TL084可用LM324代換,功率管建議用TO-3金屬封裝的2N3055,可用TIP3055或C3182等大功率NPN管代換,功率調(diào)整管工作時發(fā)熱量較大,散熱片要盡可能大些或采用CPU風(fēng)扇散熱。
四.軟件設(shè)計:
主程序任務(wù),一是負(fù)責(zé)完成電壓的加減。二是讀P1口的數(shù)據(jù)并把讀得數(shù)據(jù)通過算法轉(zhuǎn)換成實際的電流值然后把結(jié)果存在預(yù)設(shè)地址中,供中斷掃描顯示用。定時中斷任務(wù)是完成電流顯示,中斷時間約為10ms。
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