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程控直流电源的设计

作者: admin发布时间:2021-08-12 15:11

  LM317是一款输出可变电压的三端稳压块,通过调节控制端电压,而改变输出端的电压,LM317的控制端电压与输出端电压的基准电压约为1.25V. 只要给输出端-1.25-13.75V的电压值,我们就可以得到0-15V的输出电压。控制端电压我们可以通过单片机最小系统实现智能控制,将DA信号运算放大调整到-1.25-13.75V。

  以稳压芯片LM317为主要的恒定电压输出,通过MSP-430153系列单片机作为控制系统,完成信号的采样和数值的显示,以实现恒定电压输出的动态调整。该方案制作简单,成本较低,适合于初学者学习和制作。本设计分为:①整流;②稳压输出;③单片机最小系统;④集成运算放大;⑤过流保护电路;⑥系统供电网络。该方案原理方框图如图1所示。

  采用桥式整流,充分地利用了电源,提高了电源的利用率,比起半波整流输出电压提高了一倍。如图2:

  LM317在没有容性的负载情况下能够稳定输出,但在有容性的负载时容易发生自激。为了,抑制自激,在输出端加一个1uF的电解电容C29。但当输出端短路时放电电流可能会损坏稳压块,因此,在输入输出极接一个二极管D16即可。C47为消除控制电压的纹波大小,但同样,在短路时会,放电电流会通过LM317的调整管和基准放大管而损坏稳压块,故在控制端好输出端加一个保护二极管D19。如图3

  集成运算放大器采用LM324,利用差动放大电路,将DA输出信号(0-2.5v)放大到-1.25-13.75V反馈给LM317的控制端,是其输出电压在0-15V的变化范围之内。如图4

  过流保护电路分软件保护和硬件保护两部分,软件保护为辅助保护,硬件保护为主要保护.

  软件保护通过程序控制,不断查询采样到的信号看是否超过设定的最大值,如果超了

  硬件保护电路利用继电器的工作原理,当电流过大时,将采集到的信号(采集到的信号为200mV)经过放大到使三级管导通(0.7v),驱动继电器工作。此时继电器的常闭触点断开,整个电路停止供电。但带来了一个问题就是,整个回路一但停止供电,那么继电器也就不在工作而自动复位,如果,电路还处于功率过大或者电路状态的话,那么,驱动电路又将驱动继电器工作而形成恶性循环,不断的断开-复位-断开,如果,长期这样将会损坏继电器达不到保护电路的目的。在这种情况,可以利用继电器的自锁功能来解决这一难题,要想继电器一直工作就必须给它持续供电,这样,我们就这好通过常开触点另外供电,一但电路电流过大,继电器工作常闭触点断开,整个回路断开,但常开触点闭合另外给继电器供电而实现继电器的自锁功能。已达到真正保护电路的效果(继电器复位需加一个复位开关执行手动复位)如图5

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