一種新型的數字式可調穩壓電源的電路研究

3.數字部分電路PCB設計

本系統中，數字部分電路PCB采用Protel99se軟件進(jìn)行設計。如圖2所示：

(二)穩壓電源模擬部分電路

穩壓電源模擬部分電路主要包括電源部分電路，由運放LM324、達林頓管TIP127等構成的輸出電壓控制單元電路。另外，模擬部分電路屬于高壓部分，穩壓管和達林頓管發(fā)熱量比較大，要帶散熱片;同時(shí)須將它與5V低壓工作的數字部分電路分開(kāi)，這樣可有效地防止元件的損壞，這也是系統為什么將電路設計分為數字部分和模擬部分的原因。

1.電源部分電路

在系統設計中考慮到單片機及其他器件的電源供電問(wèn)題，采用一個(gè)變壓器將220V交流電降壓再經(jīng)電橋整流，獲得25V左右的平穩電壓，然后用穩壓管78L24、78L12、78L05進(jìn)行三次穩壓，分別獲得24V、12V和5V的穩定電壓，24V提供的是運算放大器LM324和達林頓管TIP127的工作電壓，5V是AT89S52單片機和DAC0832的工作電壓。圖3所示。

2.輸出電壓控制單元電路

系統中，矩陣鍵盤(pán)輸入數字信號經(jīng)AT89S52處理后輸出給DAC0832,數字信號經(jīng)過(guò)數模轉換后輸出的是電流量，因此必須將電流量接電阻后接反饋放大電路以實(shí)現穩壓輸出。本設計的模擬部分利用了LM324作為放大器，采用二級放大電路，第一級為同相比例放大電路，第二級為閉環(huán)反饋放大電路。

本設計實(shí)際用到的數字式可調穩壓電源模擬部分輸出電壓控制單元電路，其中用電位器和微調電阻作為校準電壓值硬件補償;用達林管TIP127作為調整管，由于其工作時(shí)發(fā)熱量較大，須外加散熱裝置。

三、數字式可調穩壓電源軟件設計

本系統軟件設計要實(shí)現的功能是：鍵盤(pán)對單片機輸入數據，單片機對獲得的數據進(jìn)行處理，處理后的數據送4位共陽(yáng)數碼管，再送到8位數模轉換芯片(DAC0832)，以實(shí)現數字量對電壓的控制。系統中的主程序主要完成鍵盤(pán)掃描、判斷、處理和數碼顯示。

1.編程語(yǔ)言及輸入

C語(yǔ)言在單片機的應用中，由于其邏輯性強，可讀性好，比匯編語(yǔ)言靈活簡(jiǎn)練，目前越來(lái)越多的人從普遍使用匯編語(yǔ)言到逐漸使用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，市場(chǎng)上幾種常見(jiàn)的單片機均有其C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境。因此，在本系統中，考慮到匯編語(yǔ)言的這些缺點(diǎn)，采用了C語(yǔ)言作為軟件設計語(yǔ)言。

2.軟件補償編程

由于系統采用DAC0832進(jìn)行模數轉換線(xiàn)性穩定度不夠好，因此系統實(shí)際輸出電壓值與輸出顯示值存在誤差，必須用軟件補償的辦法來(lái)消除誤差。為此通過(guò)測試多組實(shí)際輸出電壓值與輸出顯示值對比，然后進(jìn)行軟件補償，所以程序中調用軟件補償函數對輸出電壓值的補償，從而消除誤差。

四、結束語(yǔ)

本系統的不足之處就是不能對輸出電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，為了能夠使系統具備檢測實(shí)際輸出電壓值的大小，系統通過(guò)加入模數轉換模塊(ADC0809芯片)進(jìn)行模數轉換，間接用單片機實(shí)時(shí)對電壓采樣，然后進(jìn)行數據處理及顯示。這樣一來(lái)使系統輸出誤差更小，效果更好，這也是系統將來(lái)的一種功能擴展。

單片機實(shí)現的數字式可調穩壓電源由于原理簡(jiǎn)單、穩定性好、精度高、成本低、易實(shí)現等諸多優(yōu)點(diǎn)而受到越來(lái)越廣泛的重視。其性能優(yōu)于傳統的可調直流穩壓電源，操作方便，非常適合一般教學(xué)和科研使用。