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直流穩壓電源是任何電子電路試驗中不可缺少的
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直流穩壓電源是任何電子電路試驗中不可缺少的

ZUOZHE:admin   FABURIQI:2019-04-17 00:25   XINXILAIYUAN:http://yyyyee.com/

直流穩壓電源是任何電子電路試驗中不可缺少的基礎儀器設備,基本在所有的跟電有關的實驗室都可以見到。

對于一個電子愛好者來說,也是必不可少的。要得到一個電源,一般有兩種方法:

一是購買一臺成品電源,這樣最為省事:

二是自己制作一臺電源(因為你是電子愛好者),

當然相比于第一種方法會麻煩很多。很顯然這篇文章不是教你如何去選購一臺直流穩壓電源……

基本的恒壓恒流電源結構框圖如圖1所示。

由電壓基準源、調整管、誤差放大、電壓取樣以及電流取樣組成。

電壓基準源的作用是為誤差放大器提供一個參考電壓,要求電壓準確且長時間穩定并且受溫度影響要小。

取樣電路、誤差放大和調整管三者組成了閉環回路以穩定輸出電壓。

這樣的結構中電壓基準源是固定的,電壓和電流的取樣電路也是固定的,所以輸出電壓和最高的輸出電流就是固定的。

而一般的可變恒壓恒流電源是采用改變取樣電路的分壓比例來實現輸出電壓以及最高限制電流的調節。

圖2中所示的是一個基本輸出電壓可變的穩壓電源簡圖

KEYIHENMINGXIANDIKANCHUZHEGEDIANLUJIUSHIYIGEYOUYUNSUANFANGDAQIGOUCHENGDETONGXIANGFANGDAQI,

SHUCHUDUANJIASHANGLEYIGEYOUSANJIGUANZUCHENGDESHEJIGENSUIQIYITIGAOSHUCHUNENGLI,

山东11选5走势图 YINWEISHEJIGENSUIQIDEFANGDABEISHUQUJINYU1,SUOYIJISUANFANGDABEISHUSHIBUYUKAOLV。

山东11选5走势图 SHURUDIANYAV+TONGGUOR1HEWENYAERJIGUANVDCHANSHENGJIZHUNDIANYAVref,RANHOUJIANGVrefFANGDA1+R3/R2BEI,

山东11选5走势图 JIZAIFUZAIRLSHANGDEDEDAODEDIANYAWEIVref(1+R3/R2),YINWEIR3KEDIAOFANWEISHI0~R3max,

SUOYISHUCHUDIANYAFANWEIWEIVref~Vref(1+R3max/R2)。

山东11选5走势图 ZHEBUJIUHEWOMENCHANGYONGDELM317ZHILEIDEKEDIAOWENYAXINPIANYIYANGLE,ZHISHIXIANGLM317ZHILEIDEXINPIANNEIBUHUANJICHENGLEGUOREBAOHUDENGGONGNENG,GONGNENGGENGJIAWANSHAN,

DANSHIYEYOUTADEBIDUAN,ZHUYAOYINWEITASHIJIANGDIANYAJIZHUN、DIAOZHENGGUAN、WUCHAFANGDADIANLUDOUJICHENGZAILEYIGEXINPIANSHANG,

山东11选5走势图 YINCIZAIFUZAIBIANHUAJIAODASHIXINPIANDEWENDUYEHUIYOUHENDADEBIANHUA,ERYINGXIANGBANDAOTITEXINGDEZHUYAOYINSUZHIYIJIUSHIWENDU,

SUOYISHIYONGZHEZHONGJICHENGDEWENYAXINPIANBUTAIRONGYIDEDAOWENDINGDEDIANYASHUCHU,ZHEYEZHENGSHIGAOXINGNENGDEDIANYAJIZHUNDOUSHICAIYONGHENGWENCUOSHIDEYUANYIN,BIRULM399、LTZ1000DENG。

ZHEZHONGYIGAIBIANQUYANGDIANZUZUZHILAIGAIBIANSHUCHUDIANYADEWENYADIANYUANYINGYONGSHIBIJIAOPUBIANDE。

但也有顯而易見的缺點,因為進行電壓調節的可變電阻經過長時間使用會出現接觸不良的情況,這導致的后果是相當嚴重的,

假設你正在將電壓從5V慢慢地向6V調整,因為某個點電位器接觸不良,相當于電位器開路,從圖2可以看出,R3開路的話,輸出電壓就是能輸出的最高電壓。

SUOYIGENGGAODUANDEDIANYUANRUTU5SUOSHIDEAgilent E3640ACAIYONGSHUZIKONGZHIDEFANGFALAISHIXIANDIANYAYIJIDIANLIUDIAOJIEDE,SHIYONGANJIANHUOXUANZHUANBIANMAQIJINXINGSHEDING,ZHEYANGJIUGENCHULEDIAOJIEHUANJIEDEYINHUAN。

山东11选5走势图 RANERYIQIESHIWUDOUBUKENENGWANMEI,YINWEISHUKONGDIANYUANDESHUCHUDIANYADOUSHIYIZUIXIAOBUJINDIANYAZHIWEIJIANGEDELISANDEDIANYADIAN,SUOYIBUNENGXIANGMONIKONGZHIDEDIANYUANNEIYANGSHUCHULIANXUDEDIANYA。

DANZHEGEQUEDIANDUIWOMENPINGSHIDESHIYANJIBENMEIYOUYINGXIANG,SUOYIZHEYANGDEDIANYUANZAIWOMENKANLAIHUANSHI“WANMEI”DE。ZHEPIANWENZHANGYAOJIANGDEJIUSHIZHIZUOYIGEZHEYANG“WANMEI”DESHUKONGHENGYAHENGLIUDIANYUAN。

TU6JIUSHIZHETAIDIANYUANDESHIWUZHAOPIAN。

 

BENWENSUOJIANGDESHUKONGHENGYAHENGLIUDIANYUANTEXINGRUXIA:

山东11选5走势图   1.SHUCHUDIANYASHEDING:0~20V/0.05VBUJIN

  2.電壓輸出誤差:整個輸出范圍內實測小于±10mV(FLUKE 8808A五位半數字萬用表測試);

  3.SHUCHUDIANLIUSHEDING:0~3A/0.01ABUJIN;

  4.DIANLIUXIANSHIWUCHA:XIAOYU±5mA(FLUKE 8808AWUWEIBANSHUZIWANYONGBIAOCESHI);

  5.輸出紋波峰峰值小于8mV@2A(Agilent 54641D示波器測試);

  6.JUYOUGUANBISHEDINGCANSHUJIYIGONGNENG;

  7.JUYOUSHUCHUSHINENGGONGNENG;

  8.SANGECHANGYONGDIANYAZHIZHIJIESHEZHI(3.3V、5V、12V)(KETONGGUOCHENGXUXIUGAI);

  9.使用12864液晶顯示器,實時顯示設定的電壓值、電流值,當前通過測試得到的電壓值、電流值以及輸出狀態(圖7所示)。

  XIANZUOYIXIAYUANLIJIANXI,DIANYUANBUFENDEYUANLITUJIANTU8SUOSHI。

這是個恒壓恒流電源,所以它的結構和圖1框圖中所示結構的就不會有太大的差異。

SHOUXIAN220VDEJIAOLIUSHIDIANJINGGUOBIANYAQIT1BIANYAHOUDEDAOJIAOLIUSHUANG12VSHUCHU,JIYOUZHONGJIANCHOUTOUDEJIAOLIU24V,VD1~VD4ZUCHENGLEQIAOSHIZHENGLIUDIANLU,

這個相信大家不會陌生。在這個橋式整流的上方還多了兩只可控硅VT1、VT2,方向和VD1、VD2相同,

這兩個可控硅的作用是進行電壓檔位切換的。

當電源的設定輸出電壓在8V以內時,P4端口的第4腳HI/LOW為低電平(該電平由單片機控制提供),

IC1、IC2兩只光電耦合器不工作,所以可控硅VT1、VT2斷開,此時的整流橋由VD1、VD2、VD3和VD4組成,這時進入整流橋的是交流12V。

當電源的設定輸出電壓高于8V時,P4端口的第4腳HI/LOW為高電平,這時IC1、IC2兩只光電耦合器上電工作,

VT1、VT2工作,交流24V被加到了VT1、VT2上,VD1和VD2此時被反偏而截至,交流12V斷開,

所以此時的整流橋由VT1、VT2、VD3和VD4組成,對交流24V進行整流。

這樣就實現了電壓檔位的切換,以代替傳統以繼電器切換的方式,因為沒有機械部件所以壽命更長、可靠性更高。

 

與圖1中的結構圖相比這個電源的電壓電流值都是可以調節的,所以不是取樣電路可調就是基準電壓可調。

這里我們使用了調基準電壓的方法,因為取樣電路的調整一般是通過改變兩個分壓電阻的阻值來調整,

要數字控制不容易實現,雖然現在有數控電阻但大多只有8位,精度太低不能滿足要求。

在這里調節基準電壓是使用了一只12位的雙通道電壓輸出型DA轉換器TLV5618(IC5)。

TLV5618是雙通道12位的DA轉換器,

A通道用于最高輸出電流的設定,B通道用于輸出電壓的設定。

使用REF191E(IC6)作為TLV5618的電壓基準,這也就是整個電源的電壓基準,基準電壓為2.048V,

因為REF191E的溫度系數為5ppm,負載調整率為4ppm,而且輸出電流高達30mA所以完全滿足穩壓電源對基準的需求,屬于“高配”。

TLV5618使用2.048V的基準,輸出電壓0~4.095V時對應的輸入數據為0~4095,我們在這里只取其0~4.000V的輸出電壓范圍,步進1mV。

對其進行5倍放大就得到了0~20.00V的輸出電壓,步進5mV,而我們的電源所采用的步進是50mV,

這樣就有足夠的余量對DA轉換器的輸出帶內誤差進行修正,但實際使用中不經修正也是滿足要求的。

WUCHAFANGDAQISHIYONGLEGAOJINGDUSHUANGYUNSUANFANGDAQIOPA2277P(IC9),YINWEITAYOUZHUCHAODIDESHIDIAODIANYAHECHAODIDEWENDUPIAOYIXISHU,

YIDUITIGAODIANYUANDEJINGDUHEWENDINGDUYOUZHUZHIGUANZHONGYAODEZUOYONG。

TLV5618DEBTONGDAOSHUCHUDIANYAYONGYUSHEDINGSHUCHUDIANYA,GAIDIANYASONGDAOIC9ADETONGXIANGSHURUDUAN,FANXIANGSHURUDUANSHURUTONGGUOR8、R9HER10ZUCHENGDE1/5FENYADIANLUFENYAHOUDESHUCHUDIANYA,

LIANGZHEJINXINGBIJIAOSHUCHUWUCHADIANYAYONGYIKONGZHIDIAOZHENGGUANJINXINGSHUCHUDIANYADEDIAOZHENG,JINERSHIXIANWENYADEMUDE。

山东11选5走势图 DUISHUCHUDIANYAHEDIANLIUDECELIANGWEILENENGHESHUCHUDAZHUANHUANQIDUIYING,SUOYISHIYONGLEYIPIAN12WEI4TONGDAODEADZHUANHUANQIADS7841E,

一通道用于輸出電壓的測量,二通道用于輸出電流的測量。

山东11选5走势图 ADS7841EXUYAOYIPIAN4.096VDEDIANYAJIZHUN,SUOYISHIYONGREF198E(IC7)WEIQITIGONG,REF198EHEREF191ESHITONGXILIEXINPIAN,JIUBUDUOSHUOLE。

SHUCHUDIANYAJINGGUO1/5FENYAHOUYILUSONGRUDIANYAWUCHAFANGDAQIIC9A,ERLINGYILUSONGDAOLEADS7841E(IC8)DEDI2JIAO,JIADS7841EDEDIYIMONISHURUDANTONGDAOJINXINGADZHUANHUAN,

ADS7841EDESHURUFANWEISHI0~4095V,DUIYINGDESHUCHUSHUJUWEI0~4095,CESHIZHUANHUANDEDIANYAFENBIANLVWEI1mV,DANSHISHURUDIANYASHIJINGGUO1/5FENYADE,

山东11选5走势图 SUOYIZHUANHUANHOUDESHUZHIZAICHENGYI5CAINENGDEDAOSHUCHUDIANYAZHI,SUOYIDIANYACELIANGDEZUIXIAOFENBIANLVWEI5mV。

WEILETIGAOSHUCHUDIANLIUQUYANGDEJINGDU,SUOYISHUCHUDIANLIUQUYANGSHIYONGLEYIZHIDALECHANDE0.04Ω3W 1%JINGDUDEDIZUZHIDIANZUR5,

LIUGUO1ADEDIANLIUKEYICHANSHENG40mVDEYAJIANG,RANHOUSHIYONGYIBIAOFANGDAQIAD620(IC10)DUIR5LIANGDUANDEYAJIANGJINXING25BEIFANGDA,

KEYIDEDAO1V/1ADEDIANLIUQUYANGGUANXI,0~3ADESHUCHUDIANLIUDUIYING0~3VDEQUYANGSHUCHUDIANYA,KEYITONGSHIMANZUDAZHUANHUANQIHEADZHUANHUANQIDEYAOQIU。

 

山东11选5走势图 DIANLIUQUYANGSUODEDAODEDIANYAYILUSONGDAOIC9BJINXINGWUCHAFANGDA,LINGYILUSONGDAOADZHUANHUANQIDEDIERSHURUTONGDAOJINXINGADZHUANHUAN,CELIANGSHUCHUDIANLIU。

YINWEIADS7841EDESHURUFANWEISHI0~4095V,DUIYINGDESHUCHUSHUJUWEI0~4095,SUOYIDIANLIUCELIANGDEZUIXIAOFENBIANLVWEI1mA。

 

山东11选5走势图 AD620DEFANGDABEISHUYOUR6HER7DEBINGLIANZHIJUEDING,JISUANGONGSHIWEIRg=49.4kΩ/(G-1),QIZHONGGWEIFANGDABEISHU,DAIRUG=25KEDE,Rg=2.058kΩ,

YINWEI2.058kΩBUSHIBIAOZHUNZUZHI,GUERSHIYONGDUOQUANDIANWEIQIDIAOZHENGDEDAO,WEILETIGAODIANLUDEKEKAOXING,SUOYISHIYONG3kΩDEGUDINGDIANZUHE10kΩDEDIANWEIQI

BINGLIANSHIYONG,JISHIDIANWEIQISHIXIAO,YEBUZHISHIDIANLUCANSHUFASHENGJUDABIANHUAERSUNHUAI。

 

TLV5618的A通道的輸出電壓送到IC9B的同相輸入端,IC9B的反相輸入端輸入電流取樣的電壓,由IC9B進行誤差放大輸出控制調整管。

因為有VD7和VD8的存在,當輸出電流小于限制電流時IC9B的同相輸入端的電壓高于反相輸入端的電壓,

此時IC9B輸出達到飽和,IC9B的輸出電壓高于IC9A的輸出電壓,

所以IC9B的輸出電壓被VD8隔離,此時由IC9A控制調整管,電路工作在分壓狀態。

 

當輸出電流超過最高輸出電流時IC9B反相輸入端的電壓高于同相輸入端的電壓,

此時IC9B的輸出電壓低于IC9A,于是接管調整管以實現輸出電流的恒流,電路工作在恒流狀態。

 

因為電源輸出電壓的最小值是0V,所以IC9和IC10必須工作在雙電源下,而IC9和IC10對負電源電流的需求很小(低于10m A),

所以使用一片有100mA電流輸出能力的電荷泵芯片MAX660(IC3)將+5V電壓鏡像成-5V

為IC9和IC10提供負電壓,L1和C8組成LC濾波器以濾除紋波,使產生-5V電壓更純凈。

 

 

 

 

 

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