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1台数控恒流恒压电源的制做

作者:admin发布时间:2020-03-09 08:43

  直流稳压电源是任何电子电途真验中没有行短少的根蒂根基仪器修坐,根本正在齐部的跟电相闭的测验室皆可能睹到。对待1个电子喜好者去讲,直流稳压电源也是必没有行少的。要取得1个电源,普通有两种办法:1是购购1台制品电源,如许最为费事:两是自身制做1台电源(由于您是电子喜好者),固然比拟于第1种办法会烦琐许众。很昭彰那篇作品没有是教您怎样去选购1台直流稳压电源……

  根本的恒压恒流电源布局框图如图1所示。由电压基准源、调度管、偏偏好缩小、电压与样战电流与样构成。电压基准源的效力是为偏偏好缩小器供给1个参考电压,央供电压正确且终年华安谧而且受温度影响要小。与样电途、偏偏好缩小战调度管3者构成了闭环回途以安谧输进电压。如许的布局中电压基准源是牢固的,电压战电流的与样电途也是牢固的,因此输进电压战最下的输进电流便是牢固的。而普通的可变恒压恒流电源是接纳变换与样电途的分压比例去告竣输进电压战最下束缚电流的调度。

  图2中所示的是1个根本输进电压可变的稳压电源简图,可能很明隐天看出那个电途便是1个由运算缩小器组成的同相缩小器,输进端减上了1个由3极管构成的射极陪随器以降下输进才能,由于射极陪随器的缩小倍数趋远于1,因此挨算缩小倍数时没有予商酌。 输出电压V+经由过程R1战稳压两极管VD产死基准电压Vref,然后将Vref缩小1+R3/R2倍,即正在背载RL上的取得的电压为Vref(1+R3/R2),由于R3可调周围是0~R3max,因此输进电压周围为Vref~Vref(1+R3max/R2)。那方便战咱们经常使用的LM317之类的可调稳压芯片相同了,只是像LM317之类的芯片外部借散成了过热珍爱等性能,性能更减完整,然则也有它的流弊,尾要由于它是将电压基准、调度管、偏偏好缩小电途皆散成正在了1个芯片上,是以正在背载转化较年夜时芯片的温度也会有很年夜的转化,而影响半导体特的尾要身分之1便是温度,因此利用那类散成的稳压芯片没有太浸易取得安谧的电压输进,那也恰是下能的电压基准皆是接纳恒温要领的缘由,比方LM399、LTZ1000等。

  图3是我从FLUKE 8808A5位折半字万用外中拍的恒温电压基准LM399H。扯远了,止反正传。那类以变换与样电阻阻值去变换输进电压的稳压电源运用是对比普及的,图4照片中是咱们测验室中年夜宗利用的稳压电源,便是利用调度与样电阻阻值去调度输进电压的,电压电流的外现是利用1片公用的电压丈量芯片ICL7107告竣的,那类电源代价昂贵易于提下,但也有没有言而喻的过错,由于进止电压调度的可变电阻过程终年华利用会涌现挨仗没有良的境况,那招致的结果是相称宽浸的,假定您正正在将电压从5V逐渐天背6V调度,由于某个面电位器挨仗没有良,相称于电位器开途,从图2可能看出,R3开途的话,输进电压便是能输进的最下电压,那终您热爱的电途板便可以够会回到文化从前了。

  因此更下真个电源如图5所示的Agilent E3640A接纳数字掌管的办法去告竣电压战电流调度的,利用按键或扭转编码器进止设定,如许便兴除了调度闭节的现患。

  但是通盘事物皆没有行够完备,由于数控电源的输进电压皆是以最小步进电压值为距离的离散的电压面,因此没有行像模仿掌管的电源那样输进连尽的电压。但那个过错对咱们日常仄凡是的测验根本出有影响,因此如许的电源正在咱们看去仍旧“完备”的。那篇作品要讲的便是制做1个如许“完备”的数控恒压恒流电源。图6便是那台电源的什物照片。

  2.电压输进偏偏好:1切输进周围内真测小于±10mV(FLUKE 8808A5位折半字万用外测试);

  4.电流外现偏偏好:小于±5mA(FLUKE 8808A5位折半字万用外测试);

  8.3个经常使用电压值间接成坐(3.3V、5V、12V)(可经由过程次第改正);

  9.利用12864液晶外现器,及时外现设定的电压值、电流值,今晨经由过程测试取得的电压值、电流值战输进状况(图7所示)。先做1下讲理简析,电源局部的讲理图睹图8所示。那是个恒压恒流电源,因此它的布局战图1框图中所示布局的便没有会有太年夜的好同。起尾220V的交换市电过程变压器T1变压后取得交换单12V输进,即有中央抽头的交换24V,VD1~VD4构成了桥式整流电途,那个相疑人人没有会陌死。正在那个桥式整流的上圆借众了两只可控硅VT1、VT2,圆背战VD1、VD2一致,那两个可控硅的效力是进止电压档位切换的。当电源的设定输进电压正在8V之内时,P4端心的第4足HI/LOW为低电仄(该电仄由单片机掌管供给),IC1、IC2两只光电耦开器没有工做,因此可控硅VT1、VT2断开,此时的整流桥由VD1、VD2、VD3战VD4构成,那时候进进整流桥的是交换12V。当电源的设定输进电压下于8V时,P4端心的第4足HI/LOW为下电仄,那时候IC1、IC2两只光电耦开器上电工做,VT1、VT2工做,交换24V被减到了VT1、VT2上,VD1战VD2此时被反偏偏而停止,交换12V断开,因此此时的整流桥由VT1、VT2、VD3战VD4构成,对交换24V进止整流。如许便告竣了电压档位的切换,以庖代守旧以继电器切换的格式,由于出无机械部件因此寿命更少、靠得住更下。

  与图1中的布局图比拟那个电源的电压电流值皆是可能调度的,因此没有是与样电途可调便是基准电压可调。那里咱们利用了调基准电压的办法,由于与样电途的调度通常为经由过程变换两个分压电阻的阻值去调度,要数字掌管没有浸易告竣,固然现正在少有控电阻但年夜家惟有8位,细度太低没有行谦足央供。正在那里调度基准电压是利用了1只12位的单通讲电压输进型DA转换器TLV5618(IC5)。TLV5618是单通讲12位的DA转换器,A通讲用于最下输进电流的设定,B通讲用于输进电压的设定。利用REF191E(IC6)止动TLV5618的电压基准,那也便是1切电源的电压基准,基准电压为2.048V,由于REF191E的温度系数为5ppm,背载调度率为4ppm,况且输进电流下达30mA因此统统谦足稳压电源对基准的需供,属于“下配”。TLV5618利用2.048V的基准,输进电压0~4.095V时对应的输出数据为0~4095,咱们正在那里只与其0~4.000V的输进电压周围,步进1mV。对其进止5倍缩小便取得了0~20.00V的输进电压,步进5mV,而咱们的电源所接纳的步进是50mV,如许便有充足的余量对DA转换器的输进带内偏偏好进止改良,但本质利用中没有经改良也是谦足央供的。

  偏偏好缩小器利用了下细度单运算缩小器OPA2277P(IC9),由于它有着超低的仄衡电压战超低的温度漂移系数,以对降下电源的细度战安谧度有着相当尾要的效力。TLV5618的B通讲输进电压用于设定输进电压,该电压支到IC9A的同相输出端,反相输出端输出经由过程R8、R9战R10构成的1/5分压电途分压后的输进电压,两者进止对比输进偏偏好电压用以掌管调度管进止输进电压的调度,进而告竣稳压的目标。对输进电压战电流的丈量为了能战输进DA转换器对应,因此利用了1片12位4通讲的AD转换器ADS7841E,1通讲用于输进电压的丈量,两通讲用于输进电流的丈量。ADS7841E必要1片4.096V的电压基准,因此利用REF198E(IC7)为其供给,REF198E战REF191E是同系列芯片,便没有众讲了。输进电压过程1/5分压后1块支进电压偏偏好缩小器IC9A,而另1块支到了ADS7841E(IC8)的第2足,即ADS7841E的第1模仿输出单通讲进止AD转换,ADS7841E的输出周围是0~4095V,对应的输进数据为0~4095,测试转换的电压辨别率为1mV,然则输出电压是过程1/5分压的,因此转换后的数值再乘以5才略取得输进电压值,因此电压丈量的最小辨别率为5mV。