一種數(shù)字控制的直流穩(wěn)壓電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種數(shù)字控制的直流穩(wěn)壓電源，包括單片機(jī)和與單片機(jī)相連的復(fù)位電路、電源供電模塊、時(shí)鐘振蕩電路；還包括與單片機(jī)相連的輸出電壓設(shè)定電路、數(shù)碼管顯示器和DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器；所述的DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器還連接有放大穩(wěn)壓輸出電路。本發(fā)明的數(shù)字控制的直流穩(wěn)壓電源通過(guò)電源設(shè)定控制電路設(shè)置輸出電壓，通過(guò)單片機(jī)控制DA數(shù)模轉(zhuǎn)換后調(diào)整輸出，最后通過(guò)LED數(shù)碼管顯示輸出的電壓值；整體操作過(guò)程抗干擾性好、可靠性高、精確度高，而且使用簡(jiǎn)便，誤差小。
【專利說(shuō)明】
一種數(shù)字控制的直流穩(wěn)壓電源
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種電源控制領(lǐng)域，具體說(shuō)是一種數(shù)字控制的直流穩(wěn)壓電源。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)發(fā)展而來(lái)的現(xiàn)代信息技術(shù)革命，給電力電子技術(shù)提供了廣 闊的發(fā)展前景，同時(shí)也給電源提出了更高的要求。隨著數(shù)控電源在電子裝置中的普遍使用， 普通電源在工作時(shí)產(chǎn)生的誤差，會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的精確度。電源在使用時(shí)會(huì)造成很多不良 后果，世界各國(guó)紛紛對(duì)電源產(chǎn)品提出了不同要求并制定了一系列的產(chǎn)品精度標(biāo)準(zhǔn)。只有滿 足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，才能夠進(jìn)入市場(chǎng)。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品才能獲得進(jìn)出 的通行證。數(shù)控電源是從80年代才真正的發(fā)展起來(lái)的，期間系統(tǒng)的電力電子理論開(kāi)始建立。 這些理論為其后來(lái)的發(fā)展提供了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。在以后的一段時(shí)間里，數(shù)控電源技術(shù)有 了長(zhǎng)足的發(fā)展。但其產(chǎn)品存在數(shù)控程度達(dá)不到要求、分辨率不高、功率密度比較低、可靠性 較差的缺點(diǎn)。因此數(shù)控電源主要的發(fā)展方向，是針對(duì)上述缺點(diǎn)不斷加以改善。單片機(jī)技術(shù)及 電壓轉(zhuǎn)換模塊的出現(xiàn)為精確數(shù)控電源的發(fā)展提供了有利的條件。新的變換技術(shù)和控制理論 的不斷發(fā)展，各種類型專用集成電路、數(shù)字信號(hào)處理器件的研制應(yīng)用，到90年代，己出現(xiàn)了 數(shù)控精度達(dá)到〇. 05V的數(shù)控電源，功率密度達(dá)到每立方英寸50W的數(shù)控電源。從組成上，數(shù)控 電源可分成器件、主電路與控制等三部分。目前在電力電子器件方面，幾乎都為旋紐開(kāi)關(guān)調(diào) 節(jié)電壓，調(diào)節(jié)精度不高，而且經(jīng)常跳變，使用麻煩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是針對(duì)傳統(tǒng)智能電源模塊的不足提出數(shù)字化智能電源模塊，數(shù)字化 能夠減少生產(chǎn)過(guò)程中的不確定因素和人為參與的環(huán)節(jié)數(shù)，有效地解決電源模塊中諸如可靠 性、智能化和產(chǎn)品一致性等工程問(wèn)題，極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的可維護(hù)性，其技術(shù)方案 如下：
[0004] -種數(shù)字控制的直流穩(wěn)壓電源，其特征在于:包括單片機(jī)和與單片機(jī)相連的復(fù)位 電路、電源供電模塊、時(shí)鐘振蕩電路;還包括與單片機(jī)相連的輸出電壓設(shè)定電路、數(shù)碼管顯 示器和DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器;所述的DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器還連接有放大穩(wěn)壓輸出電路。
[0005] 進(jìn)一步地，所述的單片機(jī)為AT89C52單片機(jī)。
[0006] 進(jìn)一步地，所述的時(shí)鐘振蕩電路包括晶體振蕩器、電容C19、C20;所述的復(fù)位電路 包括電阻R42、電容C5、C3、按鍵S3、二極管VD1和電阻R9,其中的按鍵S3和電阻R9構(gòu)成按鍵 復(fù)位電路;所述的時(shí)鐘振蕩電路和復(fù)位電路構(gòu)成AT89C52單片機(jī)的最小系統(tǒng)。
[0007] 進(jìn)一步地，所述的晶體振蕩器選用12MHz的高穩(wěn)定無(wú)源晶體振蕩器，該晶體振蕩器 與AT89C52單片機(jī)中的反向放大器構(gòu)成振蕩器，給CPU提供高穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)。
[0008] 進(jìn)一步地，所述的數(shù)碼管顯示器為四位數(shù)的共陽(yáng)LED數(shù)碼管，并用四個(gè)PNP型的三 極管3906來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。
[0009] 進(jìn)一步地，所述DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器為TCL5615數(shù)模轉(zhuǎn)換器;該TCL5615數(shù)模轉(zhuǎn)換器的1、 2、3引腳分別與AT89C52單片機(jī)的P13、P12和P11相連，TLC5615第一引腳DI是數(shù)據(jù)的輸入和 輸出引腳;第二引腳SCK是時(shí)鐘控制引腳，第三引腳是片選引腳，低電平有效。
[0010] 進(jìn)一步地，所述的放大穩(wěn)壓輸出電路采用LM358雙運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)將基準(zhǔn)電壓通 過(guò)閉環(huán)反饋方法電路得到最終輸出電壓
[0011] 進(jìn)一步地，所述的放大穩(wěn)壓輸出電路的最終輸出電壓控制在0-9.9V。
[0012] 有益效果:本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明的數(shù)字控制的直流穩(wěn)壓電源通過(guò)電 源設(shè)定控制電路設(shè)置輸出電壓，通過(guò)單片機(jī)控制DA數(shù)模轉(zhuǎn)換后調(diào)整輸出，最后通過(guò)LED數(shù)碼 管顯示輸出的電壓值;整體操作過(guò)程抗干擾性好、可靠性高、精確度高，而且使用簡(jiǎn)便，誤差 小。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明設(shè)計(jì)原理框圖；
[0014]圖2為本發(fā)明中復(fù)位電路和時(shí)鐘震蕩電路與單片機(jī)的電路連接圖；
[0015]圖3為本發(fā)明中數(shù)碼管顯示器的電路連接圖；
[0016] 圖4為本發(fā)明中DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器的電路連接圖；
[0017] 圖5為本發(fā)明中放大穩(wěn)壓輸出電路的電路連接圖；
[0018] 圖6為本發(fā)明中輸出電壓設(shè)定電路的電路連接圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提下進(jìn)行實(shí)施，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0020] 如圖1所示，一種數(shù)字控制的直流穩(wěn)壓電源，包括單片機(jī)和與單片機(jī)相連的復(fù)位電 路、電源供電模塊、時(shí)鐘振蕩電路;還包括與單片機(jī)相連的輸出電壓設(shè)定電路、數(shù)碼管顯示 器和DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器;所述的DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器還連接有放大穩(wěn)壓輸出電路；其中的單片機(jī)為 AT89C52單片機(jī)。
[0021] 如圖2所示，時(shí)鐘振蕩電路包括晶體振蕩器、電容C19、C20;所述的復(fù)位電路包括電 阻R42、電容C5、C3、按鍵S3、二極管VD1和電阻R9,其中的按鍵S3和電阻R9構(gòu)成按鍵復(fù)位電 路;所述的時(shí)鐘振蕩電路和復(fù)位電路構(gòu)成AT89C52單片機(jī)的最小系統(tǒng);而且其中的晶體振蕩 器選用12MHz的高穩(wěn)定無(wú)源晶體振蕩器，該晶體振蕩器與AT89C52單片機(jī)中的反向放大器構(gòu) 成振蕩器，給CPU提供高穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)。
[0022]如圖3所示，所述的數(shù)碼管顯示器為四位數(shù)的共陽(yáng)LED數(shù)碼管，而且為了克服 AT89C52單片機(jī)輸出電流小的缺點(diǎn)，用四個(gè)PNP型的三極管3906來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。AT89C52單片 機(jī)輸出低電平時(shí)三極管導(dǎo)通，使數(shù)碼管的3個(gè)公共端8、9和12腳為高電平，此時(shí)數(shù)碼管的數(shù) 據(jù)端輸入低電平后數(shù)碼管被點(diǎn)亮，470歐電阻R6到R13為三極管的限流電阻;通過(guò)上述設(shè)置， 使數(shù)碼管顯示器的啟動(dòng)速度快，負(fù)載小，干擾弱。
[0023]如圖4所示，所述DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器為TCL5615數(shù)模轉(zhuǎn)換器;TLC5615的1、2、3引腳分別 與單片機(jī)的P13，P12，P11相連接。TLC5615第一引腳DI是數(shù)據(jù)的輸入和輸出引腳;第二引腳 SCK是時(shí)鐘控制引腳，第三引腳是片選引腳，低電平有效。并采用精密基準(zhǔn)源TLC431提供轉(zhuǎn) 換基準(zhǔn)電壓2.5V，通過(guò)AT89C52單片機(jī)的控制，AT89C52單片機(jī)和TLC5615完成數(shù)據(jù)通信，實(shí) 現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換。通過(guò)上述設(shè)置，TLC5615轉(zhuǎn)換后的為電壓輸出型，不需要外接運(yùn)算放大器進(jìn)行 轉(zhuǎn)換;因此連接較為簡(jiǎn)單，使用較為方便。
[0024]如圖5所示，所述的放大穩(wěn)壓輸出電路采用LM358雙運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)將基準(zhǔn)電壓通 過(guò)閉環(huán)反饋方法電路得到最終輸出電壓;數(shù)模轉(zhuǎn)換后的電壓接入LM358的第三引腳，通過(guò)第 三引腳和第二引腳的電壓的比較，控制LM358第一引腳的輸出電壓，LM358的第一引腳控制 Q5的導(dǎo)通和關(guān)斷，輸出的電壓經(jīng)過(guò)R17和R18分壓后，和數(shù)模轉(zhuǎn)換后的電壓進(jìn)行比較，形成閉 環(huán)反饋電路，最終LM358的第三和第二引腳電壓相等，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出；而且最終輸出電壓控 制在0-9.9V;通過(guò)LM358雙運(yùn)算放放大器的及其引腳設(shè)置，實(shí)現(xiàn)最終的穩(wěn)定的穩(wěn)壓輸出，且 輸出電壓誤差小，精度高，抗干擾性好。
[0025] 如圖6所示，為輸出電壓設(shè)定電路的電路連接圖；輸出電壓用按鍵S1，S2來(lái)設(shè)置，S1 為調(diào)整鍵加鍵S2為調(diào)整鍵減鍵，按一次可調(diào)整O.lv值。S1S2分別與p36p35相連接。
[0026] 另外，將本發(fā)明的設(shè)計(jì)產(chǎn)品焊接組裝，接入220v常用電壓，根據(jù)所需輸出電壓，用 按鍵直接輸入，數(shù)碼管顯示輸入值，再用電壓表測(cè)量實(shí)際輸出電壓值。用數(shù)字控制直流電源 與傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式直流電源分別控制輸出一組電壓，比較他們之間誤差的大小;得到實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)如下表所示：
[0028] 通過(guò)對(duì)比數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明的數(shù)字控制的直流穩(wěn)壓電源比傳統(tǒng)旋鈕式的直流電源 的抗干擾性能好、可靠性高、精確度較高、輸出電壓誤差小。
[0029] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種數(shù)字控制的直流穩(wěn)壓電源，其特征在于:包括單片機(jī)和與單片機(jī)相連的復(fù)位電 路、電源供電模塊、時(shí)鐘振蕩電路;還包括與單片機(jī)相連的輸出電壓設(shè)定電路、數(shù)碼管顯示 器和DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器;所述的DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器還連接有放大穩(wěn)壓輸出電路。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字控制的直流穩(wěn)壓電源，其特征在于:所述的單片機(jī)為 AT89C52單片機(jī)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種數(shù)字控制的直流穩(wěn)壓電源，其特征在于:所述的時(shí)鐘振蕩 電路包括晶體振蕩器、電容C19、C20;所述的復(fù)位電路包括電阻R42、電容C5、C3、按鍵S3、二 極管VDl和電阻R9，其中的按鍵S3和電阻R9構(gòu)成按鍵復(fù)位電路;所述的時(shí)鐘振蕩電路和復(fù)位 電路構(gòu)成AT89C52單片機(jī)的最小系統(tǒng)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種數(shù)字控制的直流穩(wěn)壓電源，其特征在于:所述的晶體振蕩 器選用12MHz的高穩(wěn)定無(wú)源晶體振蕩器，該晶體振蕩器與AT89C52單片機(jī)中的反向放大器構(gòu) 成振蕩器，給CPU提供高穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字控制的直流穩(wěn)壓電源，其特征在于:所述的數(shù)碼管顯 示器為四位數(shù)的共陽(yáng)LED數(shù)碼管，并用四個(gè)PNP型的三極管3906來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種數(shù)字控制的直流穩(wěn)壓電源，其特征在于:所述DA數(shù)模轉(zhuǎn)換 器為TCL5615數(shù)模轉(zhuǎn)換器;該TCL5615數(shù)模轉(zhuǎn)換器的1、2、3引腳分別與AT89C52單片機(jī)的P13、 P12和Pll相連，TLC5615第一引腳DI是數(shù)據(jù)的輸入和輸出引腳;第二引腳SCK是時(shí)鐘控制引 腳，第三引腳是片選引腳，低電平有效。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種數(shù)字控制的直流穩(wěn)壓電源，其特征在于:所述的放大穩(wěn)壓 輸出電路采用LM358雙運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)將基準(zhǔn)電壓通過(guò)閉環(huán)反饋方法電路得到最終輸出電 壓。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種數(shù)字控制的直流穩(wěn)壓電源，其特征在于:所述的放大穩(wěn)壓 輸出電路的最終輸出電壓控制在0-9.9V。
【文檔編號(hào)】G05F1/56GK105912061SQ201610402880
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】解偉斌, 劉少華, 楊志峰, 王士維, 王根水, 謝從珍, 馬成良
【申請(qǐng)人】江蘇南瓷絕緣子股份有限公司