程控直流電源的設計

LM317是一款輸出可變電壓的三端穩壓塊，通過(guò)調節控制端電壓，而改變輸出端的電壓，LM317的控制端電壓與輸出端電壓的基準電壓約為1.25V. 只要給輸出端-1.25-13.75V的電壓值，我們就可以得到0-15V的輸出電壓?？刂贫穗妷何覀兛梢酝ㄟ^(guò)單片機最小系統實(shí)現智能控制，將DA信號運算放大調整到-1.25-13.75V。

一：設計方案

以穩壓芯片LM317為主要的恒定電壓輸出，通過(guò)MSP-430153系列單片機作為控制系統，完成信號的采樣和數值的顯示，以實(shí)現恒定電壓輸出的動(dòng)態(tài)調整。該方案制作簡(jiǎn)單，成本較低，適合于初學(xué)者學(xué)習和制作。本設計分為：①整流；②穩壓輸出；③單片機最小系統；④集成運算放大；⑤過(guò)流保護電路；⑥系統供電網(wǎng)絡(luò )。該方案原理方框圖如圖1所示。

①整流電路

采用橋式整流，充分地利用了電源，提高了電源的利用率，比起半波整流輸出電壓提高了一倍。如圖2：

②LM317穩壓輸出

LM317在沒(méi)有容性的負載情況下能夠穩定輸出，但在有容性的負載時(shí)容易發(fā)生自激。為了，抑制自激，在輸出端加一個(gè)1uF的電解電容C29。但當輸出端短路時(shí)放電電流可能會(huì )損壞穩壓塊，因此，在輸入輸出極接一個(gè)二極管D16即可。C47為消除控制電壓的紋波大小，但同樣，在短路時(shí)會(huì )，放電電流會(huì )通過(guò)LM317的調整管和基準放大管而損壞穩壓塊，故在控制端好輸出端加一個(gè)保護二極管D19。如圖3

③單片機最小系統

單片機最小系統為整個(gè)系統的核心，包括信號的采集，輸入輸出的空制等。

④集成運算放大器

集成運算放大器采用LM324,利用差動(dòng)放大電路，將DA輸出信號（0-2.5v）放大到-1.25-13.75V反饋給LM317的控制端，是其輸出電壓在0-15V的變化范圍之內。如圖4

⑤過(guò)流保護電路

過(guò)流保護電路分軟件保護和硬件保護兩部分，軟件保護為輔助保護，硬件保護為主要保護.

軟件保護通過(guò)程序控制，不斷查詢(xún)采樣到的信號看是否超過(guò)設定的最大值，如果超了

由單片機執行相應的中斷服務(wù)程序，將信號發(fā)送給驅動(dòng)電路，斷開(kāi)整個(gè)回路.

硬件保護電路利用繼電器的工作原理，當電流過(guò)大時(shí)，將采集到的信號（采集到的信號為200mV）經(jīng)過(guò)放大到使三級管導通（0.7v）,驅動(dòng)繼電器工作。此時(shí)繼電器的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，整個(gè)電路停止供電。但帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題就是，整個(gè)回路一但停止供電，那么繼電器也就不在工作而自動(dòng)復位，如果，電路還處于功率過(guò)大或者電路狀態(tài)的話(huà)，那么，驅動(dòng)電路又將驅動(dòng)繼電器工作而形成惡性循環(huán)，不斷的斷開(kāi)-復位-斷開(kāi)，如果，長(cháng)期這樣將會(huì )損壞繼電器達不到保護電路的目的。在這種情況，可以利用繼電器的自鎖功能來(lái)解決這一難題，要想繼電器一直工作就必須給它持續供電，這樣，我們就這好通過(guò)常開(kāi)觸點(diǎn)另外供電，一但電路電流過(guò)大，繼電器工作常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，整個(gè)回路斷開(kāi)，但常開(kāi)觸點(diǎn)閉合另外給繼電器供電而實(shí)現繼電器的自鎖功能。已達到真正保護電路的效果（繼電器復位需加一個(gè)復位開(kāi)關(guān)執行手動(dòng)復位）如圖5