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使用单片机实现稳压电路的设计资料说明

  众所周知,许多科学实验都离不开电,并且在这些实验中经常会对通电时间、电压高低、大小以及动态指标有着特殊的要求,因此,如果实验电源不仅具有良好的输出质量而且还具有多功能以及一定的智能化,那么就省去了许多不精确的人为操作,取而代之的是精确的微机控制,而我们所要做的就是在实验开始前对一些参数进行预设。这将会给各个领域中的实验研究带来不同程度的便捷与高效。因此,直流电源今后的发展目标之一就是不仅要在性能上做到效率高、噪声低、高次谐波低、既节能又不干扰环境,还要在功能上力求实现数控化、多功能化与智能化。本文所介绍的就是一个将稳压电路设计。由于在该电源中引入了单片机控制,故该电源还具有一定的智能化,可实现定时开、关机,定时变压,显示输出电压、电流,预置输出电压值等功能。

  介绍了一种将开关电源与线性电源有机地结合在一起,输出电压采用分档切换方式的高性能单片机稳压电路,该电源不仅具有开关电源体积小,损耗低的优点,还具有线性电源输出电压纹波小,输出特性好的优点。并且引入单片机控制,使其在功能上具有一定智能化。

  该电源主要分为整流、变压部分,调压、稳压部分以及控制部分。具体地说是用开关电路实现整流与初级变压,用可调三端稳压器实现调压与稳压,而用单片机控制整个电源的工作。电路原理图见图1。交流输入经整流后,送入高频开关电路。高频变压器输出端共有6路,其中3路作为辅助电源,另3路作为主功率输出的前级线圈。为提高输出电压精度并减少损耗,主功率输出采用电压分档调节的方法,由于输出电压为0~30V,故考虑分3档比较合适。其中Vc为单片机D/A变换器输出的电压值,Vc的变化将直接决定输出电压的变化。Vin由开关电路的输出端提供,Vin大小的调整是通过单片机控制继电器的开合来实现不同个数的开关电路输出端的电容的串联来实现的。因为Vin是随着输出给定Vc变化的,Vc小Vin也小,Vc大Vin也大,故当输出电压在0~30V间变化时,三端可调稳压器的输入端与输出端的压差均不会很大,这样既保证了精确调压,又减少了线性电路部分的损耗。图中A/D变换器所采集的是输出电压、电流的值,这些数据可用来实现过流保护与输出显示。因为,该电源中的开关电路需要有多路输出,故选用能方便实现多路输出的反激式开关电路,可调三端稳压器选用最大输出为3A/33V的LM350,而单片机选用ATMEL公司的AT89C51。A/D变换器选用ADC0809芯片,D/A变换器选用DAC0832芯片。

  该电源系统控制界面由16个按键和16×2字符点阵式液晶显示器组成。液晶显示屏可显示输出电压、电流值,定时值等。这些控制功能都是由一个主程序加若干中断子程序来实现。主程序流程图如图2所示。

  开机后先初始化,将单片机的各个口复位,然后从EEPROM中读取前次关机时存入的各项数据,并按要求输出。接着单片机的CPU就开始等待键盘输入所产生的中断,中断响应后就进入相应的子程序更新输出与显示,接着等待下一次中断。

  ——输出电压0.0~29.9V可设定,调压精度为0.1V。输出电流0.0~1.5A;

  ——人机界面好,采用键盘设定,液晶显示,能显示输出电压、电流值和定时时间;

  ——可定时开机、关机,可定时变压,定时时间长度最长为99h59min59s;

  ——具有过流保护功能,过流值可设定,并具有三端可调稳压器本身所具有的过热保护功能。

  输出电压精度的测试结果见表1,从表1可知,该电源无论是空载、轻载还是满载输出电压的精度均比较高,输出电压的误差《0.1V。而输出电压纹波的测试结果见图3及图4。从图中可知,空载时输出电压的纹波峰峰值较小,约为20mV左右;满载时输出纹波会变大一些,峰峰值约为50mV左右。但总的来说该电源的输出电压的纹波较小,输出特性良好。

  由于该单片机稳压电路设计在结合了线性电源与开关电源各自优点的基础上还加入了单片机控制,不仅小巧、轻便、输出特性良好而且还操作简单,具有控制智能化等特点,因此,十分适用于各种科学实验与小功率的电子设备中,相信会有很好的应用前景。

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  双极达林顿晶体管设计用于开关应用,如打印锤,继电器,电磁阀和灯驱动器。该器件采用SOT-23封装,专为低功率表面贴装应用而设计。 特性 低r DS(开启)提供更高的效率并延长电池寿命 微型SOT-23表面贴装封装节省电路板空间 无铅封装可用 适用于汽车和其他应用的S和NSV前缀,需要独特的站点和控制变更要求; AEC-Q101合格且PPAP能力 电路图、引脚图和封装图...

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  顿双极功率晶体管设计用于通用放大器和低速开关电机控制应用。 MJH6284(NPN)和MJH6287(PNP)是互补设备。 特性 开关稳压器集电极 - 发射极电压V CEV = 1000 Vdc 逆变器 快速关闭时间 螺线 C( Typ) 继电器驱动器120 ns感应交叉时间100 C(T 电机控制800 ns感应存储时间100 C(T 偏转电路 100 C性能指定:带有感应的反向偏置SOA负载切换时间与感应负载饱和电压泄漏电流 使用超快速整流器扩展FBSOA额定值 非常高RBSOA能力 无铅封装可用 电路图、引脚图和封装图...

  2达林顿晶体管设计用于电感电路中的高压电源开关。 特性 这些设备是无铅的,符合RoHS标准 MJE5740的补充 应用 小型发动机点火 开关调节器 逆变器 电磁阀和继电器驱动器 电机控制 电路图、引脚图和封装图

  功率晶体管专为高功率音频,步进电机和其他线性应用而设计。它还可用于电源开关电路,如继电器或螺线管驱动器,DC-DC转换器,逆变器或需要比2N3055更高的安全工作区域的感性负载。 特性 电流增益 - 带宽 - 乘积@I C = 1.0 Adc f T = 0.8 MHz(Min) - NPN f T = 2.2 MHz(Min) - PNP 安全工作区 - 额定值为60 V和120 V,分别 无铅封装可用 电路图、引脚图和封装图

  2达林顿晶体管设计用于电感电路中的高压电源开关。 特性 符合ROHS 应用 终端产品 小型发动机点火 开关调节器 逆变器 电磁阀和继电器驱动器 电机控制 小引擎 电路图、引脚图和封装图

  0系列eFuse是一款经济高效的可复位保险丝,可以极大地提高硬盘驱动器或其他电路的可靠性,避免灾难性和停机故障。它旨在缓冲负载设备,使其免受过高的输入电压的影响,从而损坏敏感电路。它包括一个过压钳位电路,可在瞬态期间限制输出电压,但不会关闭器件,从而允许负载电路继续工作。 特性 优势 低Rds(上) 减少给定电流的传导损耗和电压降 低静态电流 降低整体偏置电流系统。 高持续电流驱动能力 允许在没有SOA问题的情况下驱动包括容性负载在内的大负载 三态EN / FLT引脚 允许并联eFuse以及同步开启和关闭 应用 终端产品 辅助过流保护和背板上的SATA电源 用于HDD / SSD的SATA电源热插拔和过流保护 电源过流保护 服务器的热插拔风扇 工业电源,电机控制的过流保护 工业级保护继电器 服务器和主板 存储 电源 热插拔风扇 工业应用 继电器更换 电路图、引脚图和封装图...

  微集成器件提供单组件解决方案,可以在不需要续流二极管的情况下切换感应负载,如继电器,螺线管和小型直流电机。它接受逻辑电平输入,因此允许它由各种设备驱动,包括逻辑门,逆变器和微控制器。 特性 在DC之间提供强大的接口继电器线 V时驱动额定电流高达150 mA的继电器线 V 以更低的成本取代3或4个离散组件 内部齐纳二极管消除了对自由二极管的需求 符合装载转储和其他汽车规格 应用 终端产品 驱动器窗口,门闩,门和天线继电器 汽车 工业设备 电路图、引脚图和封装图...

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  0是一款汽车八通道低侧驱动器,每通道可提供高达600 mA的驱动能力。输出控制通过SPI端口提供,可方便地报告开路负载(或对地短路),过载和过温条件下的故障。此外,可通过INx引脚寻址输出的并行控制。专用的跛行回家模式引脚(LHI)使能OUT1至OUT4。每个输出驱动器都受到过载电流保护,并包含一个用于感性负载的输出钳位。 NCV7750采用SSOP24熔断引线封装。 特性 优势 没有开路检测的电源 允许在没有LED负载照明的情况下上电。 低静态电流 符合严格的汽车模块静态电流要求。 16位SPI控制 能够报告错误并且能够菊花链连接。 Limp Home功能 汽车系统功能允许车辆使用有缺陷的微处理器维持运行。 3.3V和5V兼容的数字输入电源范围 适用于3.3V和5V微处理器接口。 开路负载,过载和故障报告温度过高 微压器并报告异常活动以进行故障排除和系统完整性。 加电复位 保持系统通电和断电顺畅。 一侧所有输出的统一输出结构包。 简化印刷电路板布局。 AEC-Q100合格 汽车要求维护现场和变更控制。 4频道 600 ...

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