可调线性稳压电源_线性可调稳压电源的设计详解_技术

　　稳压电源通常分为线性稳压电源和开关稳压电源。线性稳压电源是比较早使用的一类直流稳压电源。线性稳压直流电源的特点是：输出电压比输入电压低；反应速度快，输出纹波较小；工作产生的噪声低：效率较低，产生的热量大。本文将对现有线性稳压电路设计方法进行总体的综述，具体的跟随小编一起来了解一下。

　　一、系统设计方案

　　采用51系列单片机作为整机的控制单元，通过改变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。采用软件方法来解决数据的预置以及电流的控制，使系统硬件更加简洁，各类功能易于实现本系统以直流电源为核心，利用51系列单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电流，并可由数码管显示实际输出电压值和电压设定值。

　　利用单片机程控输出数字信号，经过D/A转换器（DA0832）输出模拟量，再经过运算放大器放大，控制输出功率管的基极，随着功率管基极电电流的变化而输出不同的电压。单片机系统还兼顾对恒压源进行实时监控，输出电压经过电流/电压转变后，通过A/D转换芯片，实时把模拟量转化为数据量，经单片机分析处理，通过数据形式的反馈环节，使电压更加稳定，构成稳定的压控电压源。

　　1、数字控制部分

　　正负可调双路直流稳压电源的数控部分采用51单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电压值，并由数码管进行显示实际输出的电压值和电压设定值。

　　2、显示及输出部分

　　该数控电压源的显示部分采用六位数码管显示。通过键盘电路给定所要输出的电压值，在使用键盘完成输出电压调整后，输出电压对应的数据被送入单片机，电压值被经过处理后送入数码管显示。该显示电路既可以用来显示所要输出的电压值，也可以用来显示键盘电路的调整过程，使输出的电压值可以被直观的观察到。该双路直流稳压电源的输出部分由数字/模拟转换电路，放大电路，稳压电路组成。由单片机控制输入电源信号的产生，然后将输出的数字电压信号经数字/模拟转换器产生相应的模拟电压信号，再经放大电路及相应的稳压调整电路，最后输出所需电压值。

　　3、系统框图

　　该稳压电源的整体系统电路由键盘电路，单片机电路，显示电路，信号处理电路组成。其中信号处理电路包括数字/模拟转换电路，模拟信号放大电路，输出信号调整电路，最后经过稳压的电压值经负载输出。系统框图如下：

　　二、统硬件电路设计

　　1、主控制部分

　　1） AT89S52简述

　　电源引脚：电源引脚接入单片机的工作电源。 VCC（40脚）：接+5V电源； VSS（20脚）：接地。

　　RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

　　ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

　　时钟引脚：两个时钟引脚XTAL1和XTAL2外接晶体与片内的反相放大器构成了一个振荡器，它为单片机提供了时钟控制信号。

　　XTAL1（19脚）：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输 XTAL2（18脚）：来自反向振荡器的输出。

　　P0，P1，P2口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8个LS型TTL负载。当I/O口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4个LS型TTL负载。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL负载，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。

　　P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL负载。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口。P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 2.2 信号控制部分

　　信号处理部分是该系统电路的重要组成部分，其主要作用是处理由单片机送来的数字信号，将其以模拟稳压的形式输出。电路的组成主要包括D/A转换电路，放大电路。

　　2）A/D转换电路

　　DAC0832芯片介绍，DAC0832引脚图如图3-2所示：DAC0832是一种典型的8位转换器，它能直接与MCS-51单片机相连接，其主要特性如下：

　　（1）电流输出，稳定时间为1us；

　　（2）可双缓冲输入，单缓冲输入或直接数字输入；

　　（3）单一电源供电（+5-+15V）；

　　DAC0832的各引脚及功能如下：

　　DI0-DI7：8位数字信号输入端，与单片机的数据总线相连，用于接受单片机送来的待转换的数字量，DI7为最高位。

　　Iout1:D/A转换器电流输出1端，输入数字量全“1”时，Iout最大，输入数字量全“0”时，Iout最小。

　　Iout2：D/A转换器电流输出2端，Iout1+Iout2=常数。 VCC：电源输入端，可在+5V-+15V范围内。 DGND：数字信号地。

　　AGND：模拟信号地，最好与基准电压共地。一般情况下，这两个地端均并联接地。

　　2）信号放大电路

　　该电压放大电路主要由放大器构成，由电路图可知运算放大器的反馈来自数控电源的输出端，下面是有关运算放大器LM393的介绍：

　　1、单电源供电在0—30V；

　　2、双电源供电；+15V—-15V。

　　3、所有运算放大器都没有“地”引脚，所有正负电源对运放来说都是相对于脚VCC的单电源供电。

　　3） LED数码管显示电路

　　本双路直流稳压电源的数据显示采用数码管电路来实现。单片机应用系统中常使用LED作为显示器，在需多位LED显示时，为了简化电路，降低成本，常将所有门的选线并联在一起，由一个8位I/O口控制，而共阳I/O线受控制，实现各部分时选通。如图3-3所示为6位LED动态显示接口电路。显示部分电路图如下图所示：