數(shù)控直流電源制作

1、數(shù)控直流電源制作一、系統(tǒng)組成與原理概述本文所設計的數(shù)控直流電源與傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源相比，具有操作方便、電壓穩(wěn)定度高的特點，其輸出電壓大小采用數(shù)字顯示，原理方框組成圖見圖。它共由六部分組成。輸出電壓的大小調(diào)節(jié)通過“”、“”兩鍵操作，控制可逆計數(shù)器分別作加、減計數(shù)，可逆計數(shù)器的二進制數(shù)字輸出分兩路運行：一路用于驅(qū)動數(shù)顯電路，指示電源輸出電壓的大小值；另一路進入轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換器將數(shù)字量按比例轉(zhuǎn)換成模擬電壓，然后經(jīng)過射極跟隨器控制調(diào)整輸出級輸出所需的穩(wěn)定電壓。為了實現(xiàn)上述幾部分電路的正常工作，需另制±和±的穩(wěn)壓直流電源及一組未經(jīng)穩(wěn)壓的的直流電壓。二、具體實現(xiàn)電路根據(jù)以上數(shù)控直流電源的方框

2、圖，采用集成電路設計了輸出電壓為的數(shù)控電源，詳細電路原理如圖所示。 電路簡介兩按鈕開關作為電壓調(diào)整鍵與可逆計數(shù)器的加計數(shù)和減計數(shù)輸入端相連，可逆計數(shù)器采用兩片四位十進制同步加減計數(shù)集成塊級聯(lián)而成，把第一塊的進位和借位輸出端分別接到下一組的加計數(shù)端和減計數(shù)端。兩級計數(shù)器總計數(shù)范圍從至（即）。數(shù)顯譯碼驅(qū)動采用兩塊集成塊，為四線七段譯碼器驅(qū)動器，內(nèi)部輸出帶上拉電阻，它把從計數(shù)器傳送來的二十進制的碼轉(zhuǎn)換成十進制碼，并驅(qū)動數(shù)碼管顯示數(shù)碼。 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路采用兩塊集成塊，它是一個位數(shù)模轉(zhuǎn)換器，這里只使用高位數(shù)字量輸入端。由于不包含運算放大器，所以需要外接一個運算放大器相配，才構成完整的，低位輸出模擬量經(jīng)的分

3、流器分流后與高位輸出模擬量相加后送入運放，運放將其轉(zhuǎn)換成與數(shù)字端輸入的數(shù)值成正比的模擬輸出電壓，運放采用具有調(diào)零端的低噪聲高速率優(yōu)質(zhì)運放。 調(diào)整輸出級采用運放作射極跟隨器，使調(diào)整管的輸出電壓精確地與轉(zhuǎn)換器輸出電壓保持一致。調(diào)整管采用大功率達林頓管，確保電路的輸出電流值達到設計要求。數(shù)控電源各部分工作所需的±和穩(wěn)壓電源由固定集成穩(wěn)壓器、和提供，調(diào)整管所需輸入電壓經(jīng)簡單整流、濾波即可得到，但要求能提供的電流。 電路調(diào)試調(diào)節(jié)步驟如下：）輸入數(shù)字，短接、，調(diào)運放調(diào)零電位器，用數(shù)字萬用表檢測，使輸出電壓±）輸入數(shù)字，調(diào)整、，使輸出電壓達到預定的滿量程值。 主要技術指標本文所設計數(shù)控直

4、流電源的電壓輸出范圍為，步進值為，輸出紋波電壓不大于，輸出電流為。三、改進措施本電源輸出電壓大小尚受限制，在需要較高輸出電壓時，在不改變調(diào)節(jié)精度（即步進值）的前提下，只要增加計數(shù)器的級聯(lián)數(shù)和相應轉(zhuǎn)換器的個數(shù)，擴大數(shù)顯指示范圍，配合選用高電壓輸出運放，就能輕易地滿足要求。當需要正負對稱輸出電壓時，只要另增一組電源，對轉(zhuǎn)換器及調(diào)整輸出電路稍作改動即可達到目的。市場上有許多可調(diào)的整流電源，可輸出3-12V的電壓。但這類電源大多工藝粗糙，存在許多問題。我們這次將制作一個性能比較好的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，相信能滿足你的大部分需求。    本制作需要的元件都可以在電子商店買到，主

5、要元件清單如下：編號 名稱 型號 數(shù)量LM317外型圖D1-D5 二極管 1N4007 5T1 變壓器 3W 9V 1C1 電解電容 25V 470F 1C2 瓷片電容 0.1F 1C3 電解電容 16V 100F 1IC 三端穩(wěn)壓集成電路 LM317T 1R1 電阻 470 1R2 電阻 150 1PR1 可調(diào)電阻 200 1保險管 0.5A 1電路工作原理：    220V的交流電從插頭經(jīng)保險管送到變壓器的初級線圈，并從次級線圈感應出經(jīng)約9V的交流電壓送到4個二極管。二極管在電路中的符號有短線的一端稱為它的負極（或陰極），有三角前進標志的一端稱為它的正極（或陽

6、極）。的基本作用是只允許電流從它的正極流向它的負極（即只能按三角標示的方向流動），而不允許從負極流向正極。我們知道，交流電的特點是方向和電壓大小一直隨時間變化，用通俗的話說，它的正負極是不固定的。但是對照圖來看，不管從變壓器中出來的兩根線中那根電壓高，電流都能而且只能由D3或D4流入右邊的電路，由D1或D2流回去。這樣，從右邊的電路來看，正極永遠都是D3和D4連接的那一端，負極永遠是D1和D2連接的那一端。這便是二極管整流的原理。二極管把把交流電方向變化的問題解決了，但是它的電壓大小還在變化。而電容器有可以存儲電能的特性，正好可以用來解決這個問題。在電壓較高時向電容器中充電，電壓較低時便由電容

7、器向電路供電。這個過程叫作濾波。圖中的C1便是用來完成這個工作的。    經(jīng)過C1濾波后的比較穩(wěn)定的直流電送到三端穩(wěn)壓集成電路LM317T的Vin端(3腳)。LM317T是一種這樣的器件：由Vin端給它提供工作電壓以后，它便可以保持其+Vout端(2腳)比其ADJ端(1腳)的電壓高1.25V。因此，我們只需要用極小的電流來調(diào)整ADJ端的電壓，便可在+Vout端得到比較大的電流輸出，并且電壓比ADJ端高出恒定的1.25V。我們還可以通過調(diào)整PR1的抽頭位置來改變輸出電壓，反正LM317T會保證接入ADJ端和+Vout端的那部分電阻上的電壓為1.25V！所以，可以想到

8、：當抽頭向上滑動時，輸出電壓將會升高！     圖中C2的作用是對LM317T 1腳的電壓進行小小的濾波，以提高輸出電壓的質(zhì)量。圖中D5的作用是當有意外情況使得LM317T的3腳電壓比2腳電壓還低的時候防止從C3上有電流倒灌入LM317T引起其損壞。元件選擇：    大部分元件的選擇都有彈性。IC選用LM317T或與其功能相同的其它型號（如KA317等，可向售貨員咨詢）。變壓器可以選擇一般常見的9-12V的小型變壓器，二極管選1N4001-1N4007均可。C1選擇耐壓大于16V、容量470-2200F的電解電容均可。值得注

9、意的是C2的容量表示法：前兩位數(shù)表示容量的兩位有效數(shù)字，第三位表示倍率。如果第三位數(shù)字為N，則它的容量為前兩位數(shù)字乘以10的N次方，單位為PF。如C2的容量為10×104=100000PF=0.1F。C2選用普通的磁片電容即可。C3的選擇類似于C1。電阻選用1/8W的小型電阻?，F(xiàn)在的小電阻一般用色環(huán)來標示其阻值，如果你還不會識別這種表示法，請看這篇文章-色環(huán)電阻的識別。制作過程：    電路并不復雜，只要按照原理圖去裝配，一般不會有什么問題。裝配時要注意的是二極管的極性，拿1N400X系列的二極管來說，標有白色色環(huán)的一端是它的負極。還有電解電容的極性，新

10、買來的電解電容，它的兩個引腳是不一樣長的。較長的一端是它的正極，也可以從柱體上的印刷標志來區(qū)分，一般在負極對應的一則標有“-”號。裝配時，可以制作一塊小的線路板，也可以直接用元件搭接。LM317因工作電流較小，可以不加散熱片。裝好后再檢查一遍，無誤后接通電源。這時用萬用表測量C1兩端，應有11V左右的電壓，再測C3兩端，應有2-7V的電壓。再調(diào)節(jié)PR1，C3兩端的電壓應該能夠改變，調(diào)到你所需要的電壓即可。輸出端可以接一根十字插頭線，以便與隨身聽等用電器相連。擴展應用：    LM317的輸出電壓可以從1.25V連續(xù)調(diào)節(jié)到37V。其輸出電壓可以由下式算出： 

11、;   輸出電壓=1.25×（1+ADJ端到地的電阻/ADJ端到+Vout端的電阻）。    如果你需要其它的電壓值，即可自選改變有關電阻的阻值來得到。值得注意的是，LM317T有一個最小負載電流的問題，即只有負載電流超過某一值時，它才能起到穩(wěn)壓的作用。這個電流隨器件的生產(chǎn)廠家不同在3-8mA不等。這個可以通過在負載端接一個合適的電阻來解決。317制作電源LM317作為輸出電壓可變的集成三端穩(wěn)壓塊，是一種使用方便、應用廣泛的集成穩(wěn)壓塊。317系列穩(wěn)壓塊的型號很多：例如LM317HVH、W317L等。電子愛好者經(jīng)常用317穩(wěn)壓塊制作輸出

12、電壓可變的穩(wěn)壓電源。穩(wěn)壓電源的輸出電壓可用下式計算，Vo1.25（1R2/R1）。僅僅從公式本身看，R1、R2的電阻值可以隨意設定。然而作為穩(wěn)壓電源的輸出電壓計算公式，R1和R2的阻值是不能隨意設定的。首先317穩(wěn)壓塊的輸出電壓變化范圍是Vo1.25V37V（高輸出電壓的317穩(wěn)壓塊如LM317HVA、LM317HVK等，其輸出電壓變化范圍是Vo1.25V45V），所以R2/R1的比值范圍只能是028.6。其次是317穩(wěn)壓塊都有一個最小穩(wěn)定工作電流，有的資料稱為最小輸出電流，也有的資料稱為最小泄放電流。最小穩(wěn)定工作電流的值一般為1.5mA。由于317穩(wěn)壓塊的生產(chǎn)廠家不同、型號不同，其最小穩(wěn)定工

13、作電流也不相同，但一般不大于5mA。當317穩(wěn)壓塊的輸出電流小于其最小穩(wěn)定工作電流時，317穩(wěn)壓塊就不能正常工作。當317穩(wěn)壓塊的輸出電流大于其最小穩(wěn)定工作電流時，317穩(wěn)壓塊就可以輸出穩(wěn)定的直流電壓。如果用317穩(wěn)壓塊制作穩(wěn)壓電源時（如圖所示），沒有注意317穩(wěn)壓塊的最小穩(wěn)定工作電流，那么你制作的穩(wěn)壓電源可能會出現(xiàn)下述不正?，F(xiàn)象：穩(wěn)壓電源輸出的有載電壓和空載電壓差別較大。1.要解決317穩(wěn)壓塊最小穩(wěn)定工作電流的問題，可以通過設定R1和R2阻值的大小，而使317穩(wěn)壓塊空載時輸出的電流大于或等于其最小穩(wěn)定工作電流，從而保證317穩(wěn)壓塊在空載時能夠穩(wěn)定地工作。此時，只要保證Vo/（R1R2）1.5

14、mA，就可以保證317穩(wěn)壓塊在空載時能夠穩(wěn)定地工作。上式中的1.5mA為317穩(wěn)壓塊的最小穩(wěn)定工作電流。當然，只要能保證317穩(wěn)壓塊在空載時能夠穩(wěn)定地工作，Vo/（R1R2）的值也可以設定為大于1.5mA的任意值。  2.經(jīng)計算可知R1的最大取值為R10.83K。又因為R2/R1的最大值為28.6。所以R2的最大取值為R223.74K。在使用317穩(wěn)壓塊的輸出電壓計算公式計算其輸出電壓時，必須保證R10.83K，R223.74K兩個不等式同時成立，才能保證317穩(wěn)壓塊在空載時能夠穩(wěn)定地工作。  3.當然在317穩(wěn)壓塊的輸出端并聯(lián)泄流電阻R（如圖所示），也

15、可以為317穩(wěn)壓塊提供最小穩(wěn)定工作電流。但是，由于并聯(lián)的泄流電阻不能隨輸出電壓的變化而變化，如果要保證317穩(wěn)壓塊在輸出電壓為1.25V時，其輸出電流大于其最小穩(wěn)定工作電流，則在317穩(wěn)壓塊的輸出電壓為37V時，流過泄流電阻的電流就太大了，這樣不僅浪費了電能，而且增加了317穩(wěn)壓塊的負擔，不是一種妥當?shù)霓k法。丙酮氣體檢測儀的研究與設計: (22)STC12C5412AD單片機接口電路的設計 氣體檢測儀來源：東海儀表更新：2009-3-17 9:38:28【字體：大 小】 STC12C5412AD是雙列插式超小封裝直窄體單片機。功能齊全體積小，非常適用于小型儀器儀表。按照其接口應用，分

16、為7個模塊。STC12C5412AD單片機接口電路圖，如圖3-16所示。下面對各個模塊加以介紹。 (1)復位模塊由兩個電阻Rl, RZ和極性電容C3，構成接微控制器STC12C5412AD的3腳人工復位輸入端RST。當復位鍵沒按下時，給極性電容C3，充電達到飽和，使單片機STC12C5412AD的3腳人下復位輸入端低電平;當復位鍵按下時，極性電容C:放電，使STC12C5412AD的3腳人工復位輸入端MCLR為高電平，從而單片機STC12C5412AD位。 來源：東海儀表網(wǎng)(2)狀態(tài)指示燈模塊由單片機STC12C5412AD的18腳(P1.0), 12腳(P2.4), 13腳(P2.5),控制輸出的狀態(tài)指示燈。(3) CO氣體濃度檢測信號輸入模塊由單片機STC12C5412AD的24腳(P1.6)，可用作模擬信號輸入端，從而它作為可燃性氣體濃度對應電壓的模擬信號輸入端。(4)濃度顯示模塊由單片機STC12C5412AD的16腳(P2.7)及15腳(P2.6)，分別連接段式液晶屏的2腳(DATA)及3腳(CLK)，氣體濃度信號送入液晶顯示。(5)鍵盤按鍵模塊由單片機STC12C5412AD的23腳(P1.5), 22腳(P1.4), 21腳(P1.3),20腳(P1.