一種新型的數(shù)字式可調(diào)穩(wěn)壓電源的電路研究

3.數(shù)字部分電路PCB設(shè)計

本系統(tǒng)中，數(shù)字部分電路PCB采用Protel99se軟件進行設(shè)計。如圖2所示：

(二)穩(wěn)壓電源模擬部分電路

穩(wěn)壓電源模擬部分電路主要包括電源部分電路，由運放LM324、達林頓管TIP127等構(gòu)成的輸出電壓控制單元電路。另外，模擬部分電路屬于高壓部分，穩(wěn)壓管和達林頓管發(fā)熱量比較大，要帶散熱片;同時須將它與5V低壓工作的數(shù)字部分電路分開，這樣可有效地防止元件的損壞，這也是系統(tǒng)為什么將電路設(shè)計分為數(shù)字部分和模擬部分的原因。

1.電源部分電路

在系統(tǒng)設(shè)計中考慮到單片機及其他器件的電源供電問題，采用一個變壓器將220V交流電降壓再經(jīng)電橋整流，獲得25V左右的平穩(wěn)電壓，然后用穩(wěn)壓管78L24、78L12、78L05進行三次穩(wěn)壓，分別獲得24V、12V和5V的穩(wěn)定電壓，24V提供的是運算放大器LM324和達林頓管TIP127的工作電壓，5V是AT89S52單片機和DAC0832的工作電壓。圖3所示。

2.輸出電壓控制單元電路

系統(tǒng)中，矩陣鍵盤輸入數(shù)字信號經(jīng)AT89S52處理后輸出給DAC0832,數(shù)字信號經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換后輸出的是電流量，因此必須將電流量接電阻后接反饋放大電路以實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出。本設(shè)計的模擬部分利用了LM324作為放大器，采用二級放大電路，第一級為同相比例放大電路，第二級為閉環(huán)反饋放大電路。

本設(shè)計實際用到的數(shù)字式可調(diào)穩(wěn)壓電源模擬部分輸出電壓控制單元電路，其中用電位器和微調(diào)電阻作為校準電壓值硬件補償;用達林管TIP127作為調(diào)整管，由于其工作時發(fā)熱量較大，須外加散熱裝置。

三、數(shù)字式可調(diào)穩(wěn)壓電源軟件設(shè)計

本系統(tǒng)軟件設(shè)計要實現(xiàn)的功能是：鍵盤對單片機輸入數(shù)據(jù)，單片機對獲得的數(shù)據(jù)進行處理，處理后的數(shù)據(jù)送4位共陽數(shù)碼管，再送到8位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片(DAC0832)，以實現(xiàn)數(shù)字量對電壓的控制。系統(tǒng)中的主程序主要完成鍵盤掃描、判斷、處理和數(shù)碼顯示。

1.編程語言及輸入

C語言在單片機的應(yīng)用中，由于其邏輯性強，可讀性好，比匯編語言靈活簡練，目前越來越多的人從普遍使用匯編語言到逐漸使用C語言開發(fā)，市場上幾種常見的單片機均有其C語言開發(fā)環(huán)境。因此，在本系統(tǒng)中，考慮到匯編語言的這些缺點，采用了C語言作為軟件設(shè)計語言。

2.軟件補償編程

由于系統(tǒng)采用DAC0832進行模數(shù)轉(zhuǎn)換線性穩(wěn)定度不夠好，因此系統(tǒng)實際輸出電壓值與輸出顯示值存在誤差，必須用軟件補償?shù)霓k法來消除誤差。為此通過測試多組實際輸出電壓值與輸出顯示值對比，然后進行軟件補償，所以程序中調(diào)用軟件補償函數(shù)對輸出電壓值的補償，從而消除誤差。

四、結(jié)束語

本系統(tǒng)的不足之處就是不能對輸出電壓進行實時采樣，為了能夠使系統(tǒng)具備檢測實際輸出電壓值的大小，系統(tǒng)通過加入模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(ADC0809芯片)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，間接用單片機實時對電壓采樣，然后進行數(shù)據(jù)處理及顯示。這樣一來使系統(tǒng)輸出誤差更小，效果更好，這也是系統(tǒng)將來的一種功能擴展。

單片機實現(xiàn)的數(shù)字式可調(diào)穩(wěn)壓電源由于原理簡單、穩(wěn)定性好、精度高、成本低、易實現(xiàn)等諸多優(yōu)點而受到越來越廣泛的重視。其性能優(yōu)于傳統(tǒng)的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，操作方便，非常適合一般教學和科研使用。