一種高效數(shù)控穩(wěn)壓電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高效數(shù)控穩(wěn)壓電源，特點(diǎn)是包括鍵盤模塊、顯示模塊、PWM基準(zhǔn)電壓輸出電路、市電過零脈沖產(chǎn)生電路、輸出電流檢測限流電路、輸出控制電路、電源電路及分別與電源電路相連的單片機(jī)和電壓控制整流電路，單片機(jī)的型號為STC12A5608AD，鍵盤模塊、顯示模塊及PWM基準(zhǔn)電壓輸出電路均與單片機(jī)相連，市電過零脈沖產(chǎn)生電路分別與電壓控制整流電路及單片機(jī)相連，電壓控制整流電路與輸出電流檢測限流電路相連，輸出電流檢測限流電路與輸出控制電路相連；優(yōu)點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡單、干擾小、噪聲低、工作效率高且成本較低，輸出調(diào)節(jié)方便。
【專利說明】一種高效數(shù)控穩(wěn)壓電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種穩(wěn)壓電源，尤其是一種高效數(shù)控穩(wěn)壓電源。
【背景技術(shù)】
[0002]穩(wěn)壓電源廣泛用于學(xué)校實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)及電子產(chǎn)品設(shè)計、制作、調(diào)試、生產(chǎn)和維修等領(lǐng)域。目前所用的電源按工作方式可分為兩類:線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)電源。線性穩(wěn)壓電源具有穩(wěn)壓性能好、輸出紋波小、輸出噪聲低、內(nèi)阻小、工作可靠性高、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，但是工作效率低下，特別是可調(diào)型穩(wěn)壓電源在輸出電壓很低的情況下工作效率更低；開關(guān)電源由于工作效率高而被大量應(yīng)用，但開關(guān)電源輸出紋波大、輸出噪聲強(qiáng)、電磁干擾嚴(yán)重，因此極大地影響了其使用效果，或者需要通過繼續(xù)增加線性穩(wěn)壓電路來改善其性能；此外，開關(guān)電源輸出電壓調(diào)節(jié)范圍小，不適用于可調(diào)電源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種穩(wěn)壓性能好、輸出噪聲低、工作效率高、輸出電壓可調(diào)的高效數(shù)控穩(wěn)壓電源。
[0004]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種高效數(shù)控穩(wěn)壓電源，包括鍵盤模塊、顯示模塊、PWM基準(zhǔn)電壓輸出電路、市電過零脈沖產(chǎn)生電路、輸出電流檢測限流電路、輸出控制電路、電源電路及分別與所述的電源電路相連的單片機(jī)和電壓控制整流電路，所述的單片機(jī)的型號為STC12A5608AD，所述的鍵盤模塊、所述的顯示模塊及所述的PWM基準(zhǔn)電壓輸出電路均與所述的單片機(jī)相連，所述的市電過零脈沖產(chǎn)生電路分別與所述的電壓控制整流電路及所述的單片機(jī)相連，所述的電壓控制整流電路與所述的輸出電流檢測限流電路相連，所述的輸出電流檢測限流電路與所述的輸出控制電路相連。
[0005]所述的電壓控制整流電路由輸入保險絲、變壓器、整流橋、單向可控硅、第一 PNP三極管、第二 NPN三極管、第三電阻、第四電阻和第五電阻組成，所述的輸入保險絲與所述的變壓器的第一輸入端相連，所述的變壓器的兩個輸出端分別與所述的整流橋的兩個輸入端對應(yīng)相連，所述的整流橋的一個輸入端分別與所述的電源電路及所述的電壓控制整流電路相連，所述的整流橋的另一個輸入端與所述的電壓控制整流電路相連，所述的整流橋的正極輸出端分別與所述的第一 PNP三極管的發(fā)射極、所述的第四電阻的一端、電源的正電壓端及所述的輸出控制電路相連，所述的第一 PNP三極管的基極分別與所述的第四電阻的另一端和所述的第五電阻的一端相連，所述的第五電阻的另一端與所述的第二 NPN三極管的集電極相連，所述的第一 PNP三極管的集電極與所述的第三電阻的一端相連，所述的第三電阻的另一端與所述的單向可控硅的控制極相連，所述的單向可控硅的負(fù)極分別與所述的整流橋的負(fù)極輸出端及所述的電源電路相連，所述的單向可控硅的正極分別與所述的第二 NPN三極管的發(fā)射極、所述的市電過零脈沖產(chǎn)生電路和所述的輸出電流檢測限流電路相連，所述的第二 NPN三極管的基極與所述的單片機(jī)的第10腳相連。
[0006]所述的市電過零脈沖產(chǎn)生電路由第一光耦器、第二光耦器、第一電阻和第一電容組成，所述的第一光耦器包括第一發(fā)光二極管和第一光敏三極管，所述的第二光耦器包括第二發(fā)光二極管和第二光敏三極管，所述的第一發(fā)光二極管的正極分別與所述的第二發(fā)光二極管的正極和所述的整流橋的另一個輸入端相連，所述的第一發(fā)光二極管的負(fù)極分別與所述的第二發(fā)光二極管的負(fù)極及所述的第一電阻的一端相連，所述的第一電阻的另一端與所述的整流橋的一個輸入端相連，所述的第一光敏三極管的集電極分別與所述的第二光敏三極管的集電極、所述的第一電容的一端及所述的單片機(jī)的第9腳相連，所述的第一光敏三極管的發(fā)射極分別與所述的第二光敏三極管的發(fā)射極、所述的第一電容的另一端及所述的單向可控硅的正極相連。市電過零脈沖產(chǎn)生電路為電壓控制整流電路提供市電同步信號，單片機(jī)采集市電過零脈沖以同步控制單向可控硅，改變單向可控硅的導(dǎo)通角，來整流輸出電壓從而達(dá)到跟蹤輸出電壓的目的，提高整體電路的工作效率。
[0007]所述的PWM基準(zhǔn)電壓輸出電路由第十一電阻、第十四電阻、第十八電阻、第十九電阻、第八電容、第九電容、第十電容和第^ 電容組成，所述的第i 電阻的一端與所述的單片機(jī)的第17腳相連，所述的第十一電阻的另一端分別與所述的第八電容的一端和所述的第十八電阻的一端相連，所述的第八電容的另一端接地，所述的第十八電阻的另一端與所述的第十電容的一端相連，所述的第十電容的另一端接地，所述的第十四電阻的一端與所述的單片機(jī)的第11腳相連，所述的第十四電阻的另一端分別與所述的第九電容的一端和所述的第十九電阻的一端相連，所述的第九電容的另一端接地，所述的第十九電阻的另一端與所述的第十一電容的一端相連，所述的第十一電容的另一端接地。PWM基準(zhǔn)電壓輸出電路代替?zhèn)鹘y(tǒng)的DA電路提供可變的基準(zhǔn)電壓，降低電路的成本與復(fù)雜度。
[0008]所述的輸出電流檢測限流電路由第七電阻、第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器、第三二極管、第三NPN三極管、第六電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第十二電阻、第三電容、第四電解電容、第五電解電容和第一電位器組成，所述的第一運(yùn)算放大器的正電源端分別與所述的電源的正電壓 端和所述的第四電解電容的正極相連，所述的第四電解電容的負(fù)極接地，所述的第一運(yùn)算放大器的同相輸入端分別與所述的第一電位器的一端和所述的第六電阻的一端相連，所述的第一電位器的另一端與所述的第九電阻的一端相連，所述的第六電阻的另一端通過第二電容與所述的電源的正電壓端相連，所述的第六電阻的另一端分別與所述的第七電阻的一端和所述的第二 NPN三極管的發(fā)射極相連，所述的第七電阻的另一端分別與所述的第八電阻的一端、所述的第五電解電容的正極、所述的第三NPN三極管的發(fā)射極及所述的輸出控制電路相連，所述的第八電阻的另一端與所述的第一運(yùn)算放大器的反相輸入端相連，所述的第五電解電容的負(fù)極分別與所述的第一運(yùn)算放大器的負(fù)電壓端及所述的電源的負(fù)電壓端相連，所述的第九電阻的另一端分別與所述的單片機(jī)的第18腳、所述的第一運(yùn)算放大器的輸出端及所述的第十電阻的一端相連，所述的第十電阻的另一端與所述的第二運(yùn)算放大器的同相輸入端相連，所述的第二運(yùn)算放大器的反相輸入端與所述的第三電容的一端相連，所述的第三電容的另一端分別與所述的第二運(yùn)算放大器的輸出端及所述的第十二電阻的一端相連，所述的第十二電阻的另一端與所述的第三二極管的正極相連，所述的第三二極管的負(fù)極與所述的第三NPN三極管的基極相連，所述的第三NPN三極管的集電極與所述的輸出控制電路相連。
[0009]所述的電源電路包括正電壓輸出電路和負(fù)電壓輸出電路，所述的正電壓輸出電路由型號為LM7805的穩(wěn)壓塊、第九電解電容、第十二電容、第十電解電容和第十三電容組成，所述的穩(wěn)壓塊的輸入端分別與所述的電源的正電壓端、所述的第九電解電容的正極和所述的第十二電容的一端相連，所述的穩(wěn)壓塊的輸出端輸出+5V電壓，所述的穩(wěn)壓塊的輸出端分別與所述的第十電解電容的正極及所述的第十三電容的一端相連，所述的穩(wěn)壓塊的接地端接地，所述的穩(wěn)壓塊的接地端分別與所述的第九電解電容的負(fù)極、所述的第十二電容的另一端、所述的第十電解電容的負(fù)極和所述的第十三電容的另一端相連，所述的負(fù)電壓輸出電路由第一電解電容、第二電解電容、第一二極管、第二二極管和第二電阻組成，所述的第一電解電容的正極與所述的整流橋的一個輸入端相連，所述的第一電解電容的負(fù)極分別與所述的第一二極管的正極和所述的第二二極管的負(fù)極相連，所述的第一二極管的負(fù)極與所述的第二電阻的一端相連，所述的第二電阻的另一端與所述的整流橋的負(fù)極輸出端相連，所述的第二二極管的正極分別與所述的電源的負(fù)電壓端及所述的第二電解電容的負(fù)極相連，所述的第二電解電容的正極接地。負(fù)電壓輸出電路為各個運(yùn)算放大器提供負(fù)電源，降低了整體電路的成本與復(fù)雜度。
[0010]所述的輸出控制電路由第十六電阻和第十七電阻及第二電位器、誤差放大器、第十三電阻、第十五電阻、第四電容、第五電容、第六電容、第七電容、第六電解電容、第四NPN三極管和第五NPN三極管組成，所述的第四NPN三極管的集電極分別與所述的第五NPN三極管的集電極和所述的第四電阻的一端相連，所述的第四NPN三極管的發(fā)射極與所述的第五NPN三極管的基極相連，所述的第五NPN三極管的發(fā)射極作為電路的輸出端分別與所述的第十六電阻的一端、所述的第六電解電容的正極和所述的第七電容的一端相連，所述的第四NPN三極管的基極分別與所述的第十三電阻的一端和所述的第三NPN三極管的集電極相連，所述的第十三電阻的另一端分別與所述的誤差放大器的輸出端、所述的第十五電阻的一端及所述的第六電容的一端相連，所述的誤差放大器的反相輸入端分別與所述的第十五電阻的另一端、所述的第六電容的另一端、所述的第二電位器的滑動端及所述的第十六電阻的另一端相連，所述的第二電位器的固定端與所述的第十七電阻的一端相連，所述的誤差放大器的負(fù)電源端分別與所述的電源的正電壓端及所述的第五電容的一端相連，所述的誤差放大器的正電源端分別與所述的電源的負(fù)電壓端及所述的第四電容的一端相連，所述的第五電容的另一端接地，所述的第五電容的另一端分別與所述的第四電容的另一端、所述的第十七電阻的另一端、所述的第六電解電容的負(fù)極、所述的第七電容的另一端及所述的第三NPN三極管的發(fā)射極相連。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于整體電路包括鍵盤模塊、顯示模塊、PWM基準(zhǔn)電壓輸出電路、市電過零脈沖產(chǎn)生電路、電源電路及分別與所述的電源電路相連的單片機(jī)、電壓控制整流電路、輸出電流檢測限流電路和輸出控制電路，電路結(jié)構(gòu)簡單、干擾小、噪聲低、工作效率高且成本較低，輸出調(diào)節(jié)方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的工作流程框圖；
[0013]圖2是電壓控制整流電路原理圖；
[0014]圖3是市電過零脈沖產(chǎn)生電路電原理圖；
[0015]圖4是PWM基準(zhǔn)電壓輸出電路原理圖；
[0016]圖5是輸出電流檢測限流電路原理圖；[0017]圖6是電源電路原理圖；
[0018]圖7是輸出控制電路原理圖；
[0019]圖8是本實(shí)用新型的總電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0021]本實(shí)用新型提出的一種高效數(shù)控穩(wěn)壓電源，如圖1所示，包括鍵盤模塊1、顯示模塊2、PWM基準(zhǔn)電壓輸出電路3、市電過零脈沖產(chǎn)生電路4、電源電路5、輸出電流檢測限流電路8、輸出控制電路9及分別與電源電路5相連的型號為STC12A5608AD的單片機(jī)6和電壓控制整流電路7，鍵盤模塊1、顯示模塊2及PWM基準(zhǔn)電壓輸出電路3均與單片機(jī)6相連，市電過零脈沖產(chǎn)生電路4分別與電壓控制整流電路7及單片機(jī)6相連，電壓控制整流電路7與輸出電流檢測限流電路8相連，輸出電流檢測限流電路8與輸出控制電路9相連。
[0022]在本實(shí)施例中，如圖2所示，電壓控制整流電路7由輸入保險絲F1、變壓器Tl、整流橋IC6、單向可控硅SCRl、第一 PNP三極管Ql、第二 NPN三極管Q2、第三電阻R3、第四電阻R4和第五電阻R5組成，輸入保險絲Fl與變壓器Tl的第一輸入端相連，變壓器Tl的兩個輸出端分別與整流橋IC6的兩個輸入端對應(yīng)相連,整流橋IC6的一個輸入端分別與電源電路5及電壓控制整流電路7相連，整流橋IC6的另一個輸入端與電壓控制整流電路7相連，整流橋IC6的正極輸出端分別與第一 PNP三極管Ql的發(fā)射極、第四電阻R4的一端、電源的正電壓端及輸出控制電路9相連，第一 PNP三極管Ql的基極分別與第四電阻R4的另一端和第五電阻R5的一端相連,第五電阻R5的另一端與第二 NPN三極管Q2的集電極相連,第一 PNP三極管Ql的集電極與第三電阻R3的一端相連,第三電阻R3的另一端與單向可控娃SCRl的控制極相連，單向可控硅SCRl的負(fù)極分別與整流橋IC6的負(fù)極輸出端及電源電路5相連，單向可控硅SCRl的正極分別與第二 NPN三極管Q2的發(fā)射極、市電過零脈沖產(chǎn)生電路4和輸出電流檢測限流電路8相連`，第二 NPN三極管Q2的基極與單片機(jī)6的第10腳相連。
[0023]在本實(shí)施例中，如圖3所示，市電過零脈沖產(chǎn)生電路4由第一光耦器IC8、第二光耦器IC9、第一電阻Rl和第一電容Cl組成，第一光耦器IC8包括第一發(fā)光二極管和第一光敏三極管，第二光耦器IC9包括第二發(fā)光二極管和第二光敏三極管，第一發(fā)光二極管的正極分別與第二發(fā)光二極管的正極和整流橋IC6的另一個輸入端相連,第一發(fā)光二極管的負(fù)極分別與第二發(fā)光二極管的負(fù)極及第一電阻Rl的一端相連，第一電阻Rl的另一端與整流橋IC6的一個輸入端相連,第一光敏三極管的集電極分別與第二光敏三極管的集電極、第一電容Cl的一端及單片機(jī)6的第9腳相連，第一光敏三極管的發(fā)射極分別與第二光敏三極管的發(fā)射極、第一電容Cl的另一端及單向可控娃SCRl的正極相連。
[0024]在本實(shí)施例中，如圖4所示，PWM基準(zhǔn)電壓輸出電路3由第^^一電阻R11、第十四電阻R14、第十八電阻R18、第十九電阻R19、第八電容C8、第九電容C9、第十電容ClO和第十一電容Cll組成，第十一電阻Rll的一端與單片機(jī)6的第17腳相連，第十一電阻Rll的另一端分別與第八電容CS的一端和第十八電阻R18的一端相連，第八電容CS的另一端接地，第十八電阻R18的另一端與第十電容ClO的一端相連,第十電容ClO的另一端接地,第十四電阻R14的一端與單片機(jī)6的第11腳相連，第十四電阻R14的另一端分別與第九電容C9的一端和第十九電阻R19的一端相連，第九電容C9的另一端接地，第十九電阻R19的另一端與第i 電容Cll的一端相連,第^ 電容Cll的另一端接地。單片機(jī)6根據(jù)使用者設(shè)定的輸出電壓值和限流電流值產(chǎn)生兩組PWM信號，一組對應(yīng)輸出電壓，另一組對應(yīng)限流電流，PWM基準(zhǔn)電壓輸出電路3的作用是將單片機(jī)6送來的兩組PWM信號變換成直流電壓，作為基準(zhǔn)電壓去控制輸出控制電路9的輸出電壓，并通過輸出電流檢測限流電路8控制輸出控制電路9的輸出電流不超過限流電流的設(shè)定值。
[0025]在本實(shí)施例中，如圖5所示，輸出電流檢測限流電路8由第七電阻R7、第一運(yùn)算放大器IC4A、第二運(yùn)算放大器IC4B、第三二極管D3、第三NPN三極管Q3、第六電阻R6、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第十二電阻R12、第三電容C3、第四電解電容E4、第五電解電容E5和第一電位器Wl組成，第一運(yùn)算放大器IC4A的正電源端分別與電源的正電壓端和第四電解電容E4的正極相連，第四電解電容E4的負(fù)極接地，第一運(yùn)算放大器IC4A的同相輸入端分別與第一電位器Wl的一端和第六電阻R6的一端相連,第一電位器Wl的另一端與第九電阻R9的一端相連，第六電阻R6的另一端通過第二電容與電源的正電壓端相連，第六電阻R6的另一端分別與第七電阻R7的一端和第二 NPN三極管Q2的發(fā)射極相連，第七電阻R7的另一端分別與第八電阻R8的一端、第五電解電容E5的正極、第三NPN三極管Q3的發(fā)射極及輸出控制電路9相連，第八電阻R8的另一端與第一運(yùn)算放大器IC4A的反相輸入端相連，第五電解電容E5的負(fù)極分別與第一運(yùn)算放大器IC4A的負(fù)電壓端及電源的負(fù)電壓端相連，第九電阻R9的另一端分別與單片機(jī)6的第18腳、第一運(yùn)算放大器IC4A的輸出端及第十電阻RlO的一端相連，第十電阻RlO的另一端與第二運(yùn)算放大器IC4B的同相輸入端相連，第二運(yùn)算放大器IC4B的反相輸入端與第三電容C3的一端相連,第三電容C3的另一端分別與第二運(yùn)算放大器IC4B的輸出端及第十二電阻R12的一端相連，第十二電阻R12的另一端與第三二極管D3的正極相連，第三二極管D3的負(fù)極與第三NPN三極管Q3的基極相連，第三NPN三極管Q3的集電極與輸出控制電路9相連。輸出電流檢測限流電路8的作用是檢測輸出電流的值并傳送給單片機(jī)6進(jìn)行處理，將輸出電流的值與設(shè)定的限流電流值比較，如前者大于后者則控制電流按照低于設(shè)定的限流電流值輸出，否則正常輸出。
[0026]在本實(shí)施例中，如圖6所`示，電源電路5包括正電壓輸出電路和負(fù)電壓輸出電路，正電壓輸出電路由型號為LM7805的穩(wěn)壓塊IC3、第九電解電容E9、第十二電容C12、第十電解電容ElO和第十三電容C13組成，穩(wěn)壓塊IC3的輸入端分別與電源的正電壓端、第九電解電容E9的正極和第十二電容C12的一端相連,穩(wěn)壓塊IC3的輸出端輸出+5V電壓,穩(wěn)壓塊IC3的輸出端分別與第十電解電容ElO的正極及第十三電容C13的一端相連，穩(wěn)壓塊IC3的接地端接地，穩(wěn)壓塊IC3的接地端分別與第九電解電容E9的負(fù)極、第十二電容C12的另一端、第十電解電容ElO的負(fù)極和第十三電容C13的另一端相連,負(fù)電壓輸出電路由第一電解電容E1、第二電解電容E2、第一二極管D1、第二二極管D2和第二電阻R2組成，第一電解電容El的正極與整流橋IC6的一個輸入端相連，第一電解電容El的負(fù)極分別與第一二極管Dl的正極和第二二極管D2的負(fù)極相連，第一二極管Dl的負(fù)極與第二電阻R2的一端相連，第二電阻R2的另一端與整流橋IC6的負(fù)極輸出端相連，第二二極管D2的正極分別與電源的負(fù)電壓端及第二電解電容E2的負(fù)極相連，第二電解電容E2的正極接地。
[0027]在本實(shí)施例中，如圖7所示，輸出控制電路9由第十六電阻R16和第十七電阻R17及第二電位器W2、誤差放大器IC7、第十三電阻R13、第十五電阻R15、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6、第七電容C7、第六電解電容E6、第四NPN三極管Q4和第五NPN三極管Q5組成，第四NPN三極管Q4的集電極分別與第五NPN三極管Q5的集電極和第四電阻R4的一端相連，第四NPN三極管Q4的發(fā)射極與第五NPN三極管Q5的基極相連，第五NPN三極管Q5的發(fā)射極作為電路的輸出端分別與第十六電阻R16的一端、第六電解電容E6的正極和第七電容C7的一端相連，第四NPN三極管Q4的基極分別與第十三電阻R13的一端和第三NPN三極管Q3的集電極相連，第十三電阻R13的另一端分別與誤差放大器IC7的輸出端、第十五電阻R15的一端及第六電容C6的一端相連,誤差放大器IC7的反相輸入端分別與第十五電阻R15的另一端、第六電容C6的另一端、第二電位器W2的滑動端及第十六電阻R16的另一端相連，第二電位器W2的固定端與第十七電阻R17的一端相連，誤差放大器IC7的負(fù)電源端分別與電源的正電壓端及第五電容C5的一端相連，誤差放大器IC7的正電源端分別與電源的負(fù)電壓端及第四電容C4的一端相連,第五電容C5的另一端接地,第五電容C5的另一端分別與第四電容C4的另一端、第十七電阻R17的另一端、第六電解電容E6的負(fù)極、第七電容C7的另一端及第三NPN三極管Q3的發(fā)射極相連。
[0028]本實(shí)用新型的工作原理如下:
[0029]使用者通過鍵盤模塊I設(shè)置輸出電壓和輸出電流的值，鍵盤模塊I設(shè)定的輸出電壓值和輸出電流值由單片機(jī)轉(zhuǎn)換成PWM信號，經(jīng)PWM基準(zhǔn)電壓輸出電路3濾波后變成直流電壓作為輸出電壓的基準(zhǔn)電壓信號CV和限流電壓信號Cl ;變壓器Tl輸出正半周信號過零時，經(jīng)第一電阻Rl限流，第二光I禹器IC9導(dǎo)通,輸出一個負(fù)脈沖信號；同理，變壓器Tl輸出負(fù)半周信號過零時，第一光耦器IC8導(dǎo)通，輸出負(fù)脈沖信號；由單片機(jī)ICl采集后控制單向可控硅SCR1，改變單向可控硅SCRl的導(dǎo)通角，控制電壓控制整流電路7的輸出電壓；輸出電流經(jīng)第七電阻R7取樣，由第一運(yùn)算放大器IC4A放大，送到單片機(jī)ICl的第18腳測量輸出電流的值，同時單片機(jī)將輸出電流的值傳送到顯示模塊2進(jìn)行顯示；第十六電阻R16、第二電位器W2和第十七電阻R17實(shí)時對輸出電壓進(jìn)行取樣，經(jīng)誤差放大器IC7放大，驅(qū)動第四NPN三極管和第五NPN三極管輸出穩(wěn)定電壓。電壓控制整流電路7輸出電壓維持在比輸出電壓設(shè)定值高3V左右，確保了該數(shù)控穩(wěn)壓電源高效工作，即提高了穩(wěn)壓電源的工作效率。
[0030]當(dāng)負(fù)載變化和輸入電壓變化等因素導(dǎo)致輸出電壓上升時，取樣后的電壓跟著上升，經(jīng)誤差放大器IC7放大后，誤差放大器IC7的輸出端電壓降低，則第四NPN三極管Q4的基極電壓降低，第五NPN三極管Q5的發(fā)射極電壓同時下降,使輸出電壓下降；反之，由于輸出電壓的下降，誤差放大器IC7的輸出端電壓升高，第四NPN三極管Q4的基極電壓上升，第五NPN三極管Q5的發(fā)射極電壓上升，使輸出電壓上升，因而最終輸出電壓的變化幅度得以抑制，輸出電壓最后穩(wěn)定在設(shè)定值上；另外，當(dāng)電路輸出短路和負(fù)載過重等各種原因?qū)е螺敵鲭娏鞒^設(shè)定值時，輸出電流經(jīng)第七電阻R7取樣，經(jīng)第一運(yùn)算放大器IC4A放大，送到第二運(yùn)算放大器IC4B的同相輸入端與第二運(yùn)算放大器IC4B反相輸入端的限流電壓信號Cl比較，當(dāng)輸出電流大于設(shè)定值時，第二運(yùn)算放大器IC4B的輸出端輸出高電壓，促使第三二極管D3和第三NPN三極管Q3導(dǎo)通，引起第四NPN三極管Q4的基極電壓降低，使輸出電壓下降進(jìn)而使輸出電流下降；在輸出電流小于設(shè)定值時，第二運(yùn)算放大器IC4B輸出端輸出低電壓，第三二極管D3和第三NPN三極管Q3不導(dǎo)通，電路工作在穩(wěn)壓狀態(tài)。
[0031]顯示模塊2由六位數(shù)碼管構(gòu)成，在設(shè)置數(shù)據(jù)時顯示輸出電壓和限流電流的設(shè)定值，工作時實(shí)時顯不輸出電壓和輸出電流的大小。
【權(quán)利要求】
1.一種高效數(shù)控穩(wěn)壓電源，其特征在于包括鍵盤模塊、顯不模塊、PWM基準(zhǔn)電壓輸出電路、市電過零脈沖產(chǎn)生電路、輸出電流檢測限流電路、輸出控制電路、電源電路及分別與所述的電源電路相連的單片機(jī)和電壓控制整流電路，所述的單片機(jī)的型號為STC12A5608AD，所述的鍵盤模塊、所述的顯示模塊及所述的PWM基準(zhǔn)電壓輸出電路均與所述的單片機(jī)相連，所述的市電過零脈沖產(chǎn)生電路分別與所述的電壓控制整流電路及所述的單片機(jī)相連，所述的電壓控制整流電路與所述的輸出電流檢測限流電路相連，所述的輸出電流檢測限流電路與所述的輸出控制電路相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效數(shù)控穩(wěn)壓電源，其特征在于所述的電壓控制整流電路由輸入保險絲、變壓器、整流橋、單向可控硅、第一 PNP三極管、第二 NPN三極管、第三電阻、第四電阻和第五電阻組成，所述的輸入保險絲與所述的變壓器的第一輸入端相連，所述的變壓器的兩個輸出端分別與所述的整流橋的兩個輸入端對應(yīng)相連，所述的整流橋的一個輸入端分別與所述的電源電路及所述的電壓控制整流電路相連，所述的整流橋的另一個輸入端與所述的電壓控制整流電路相連，所述的整流橋的正極輸出端分別與所述的第一 PNP三極管的發(fā)射極、所述的第四電阻的一端、電源的正電壓端及所述的輸出控制電路相連，所述的第一 PNP三極管的基極分別與所述的第四電阻的另一端和所述的第五電阻的一端相連，所述的第五電阻的另一端與所述的第二NPN三極管的集電極相連，所述的第一 PNP三極管的集電極與所述的第三電阻的一端相連，所述的第三電阻的另一端與所述的單向可控硅的控制極相連，所述的單向可控硅的負(fù)極分別與所述的整流橋的負(fù)極輸出端及所述的電源電路相連，所述的單向可控硅的正極分別與所述的第二 NPN三極管的發(fā)射極、所述的市電過零脈沖產(chǎn)生電路和所述的輸出電流檢測限流電路相連，所述的第二 NPN三極管的基極與所述的單片機(jī)的第10腳相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高效數(shù)控穩(wěn)壓電源，其特征在于所述的市電過零脈沖產(chǎn)生電路由第一光稱器、第二光稱器、第一電阻和第一電容組成，所述的第一光稱器包括第一發(fā)光二極管和第一光敏三極管，所述的第二光耦器包括第二發(fā)光二極管和第二光敏三極管，所述的第一發(fā)光二極管的正極分別與所述的第二發(fā)光二極管的正極和所述的整流橋的另一個輸入端相連，所述的第一發(fā)光二極管的負(fù)極分別與所述的第二發(fā)光二極管的負(fù)極及所述的第一電阻的一端相連，所述的第一電阻的另一端與所述的整流橋的一個輸入端相連，所述的第一光敏三極管的集`電極分別與所述的第二光敏三極管的集電極、所述的第一電容的一端及所述的單片機(jī)的第9腳相連，所述的第一光敏三極管的發(fā)射極分別與所述的第二光敏三極管的發(fā)射極、所述的第一電容的另一端及所述的單向可控硅的正極相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高效數(shù)控穩(wěn)壓電源，其特征在于所述的PWM基準(zhǔn)電壓輸出電路由第十一電阻、第十四電阻、第十八電阻、第十九電阻、第八電容、第九電容、第十電容和第十一電容組成，所述的第十一電阻的一端與所述的單片機(jī)的第17腳相連，所述的第十一電阻的另一端分別與所述的第八電容的一端和所述的第十八電阻的一端相連，所述的第八電容的另一端接地，所述的第十八電阻的另一端與所述的第十電容的一端相連，所述的第十電容的另一端接地，所述的第十四電阻的一端與所述的單片機(jī)的第11腳相連，所述的第十四電阻的另一端分別與所述的第九電容的一端和所述的第十九電阻的一端相連，所述的第九電容的另一端接地，所述的第十九電阻的另一端與所述的第十一電容的一端相連，所述的第十一電容的另一端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高效數(shù)控穩(wěn)壓電源，其特征在于所述的輸出電流檢測限流電路由第七電阻、第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器、第三二極管、第三NPN三極管、第六電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第十二電阻、第三電容、第四電解電容、第五電解電容和第一電位器組成，所述的第一運(yùn)算放大器的正電源端分別與所述的電源的正電壓端和所述的第四電解電容的正極相連，所述的第四電解電容的負(fù)極接地，所述的第一運(yùn)算放大器的同相輸入端分別與所述的第一電位器的一端和所述的第六電阻的一端相連，所述的第一電位器的另一端與所述的第九電阻的一端相連，所述的第六電阻的另一端通過第二電容與所述的電源的正電壓端相連，所述的第六電阻的另一端分別與所述的第七電阻的一端和所述的第二 NPN三極管的發(fā)射極相連，所述的第七電阻的另一端分別與所述的第八電阻的一端、所述的第五電解電容的正極、所述的第三NPN三極管的發(fā)射極及所述的輸出控制電路相連，所述的第八電阻的另一端與所述的第一運(yùn)算放大器的反相輸入端相連，所述的第五電解電容的負(fù)極分別與所述的第一運(yùn)算放大器的負(fù)電壓端及所述的電源的負(fù)電壓端相連，所述的第九電阻的另一端分別與所述的單片機(jī)的第18腳、所述的第一運(yùn)算放大器的輸出端及所述的第十電阻的一端相連，所述的第十電阻的另一端與所述的第二運(yùn)算放大器的同相輸入端相連，所述的第二運(yùn)算放大器的反相輸入端與所述的第三電容的一端相連，所述的第三電容的另一端分別與所述的第二運(yùn)算放大器的輸出端及所述的第十二電阻的一端相連，所述的第十二電阻的另一端與所述的第三二極管的正極相連，所述的第三二極管的負(fù)極與所述的第三NPN三極管的 基極相連，所述的第三NPN三極管的集電極與所述的輸出控制電路相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高效數(shù)控穩(wěn)壓電源，其特征在于所述的電源電路包括正電壓輸出電路和負(fù)電壓輸出電路，所述的正電壓輸出電路由型號為LM7805的穩(wěn)壓塊、第九電解電容、第十二電容、第十電解電容和第十三電容組成，所述的穩(wěn)壓塊的輸入端分別與所述的電源的正電壓端、所述的第九電解電容的正極和所述的第十二電容的一端相連，所述的穩(wěn)壓塊的輸出端輸出+5V電壓，所述的穩(wěn)壓塊的輸出端分別與所述的第十電解電容的正極及所述的第十三電容的一端相連，所述的穩(wěn)壓塊的接地端接地，所述的穩(wěn)壓塊的接地端分別與所述的第九電解電容的負(fù)極、所述的第十二電容的另一端、所述的第十電解電容的負(fù)極和所述的第十三電容的另一端相連，所述的負(fù)電壓輸出電路由第一電解電容、第二電解電容、第一二極管、第二二極管和第二電阻組成，所述的第一電解電容的正極與所述的整流橋的一個輸入端相連，所述的第一電解電容的負(fù)極分別與所述的第一二極管的正極和所述的第二二極管的負(fù)極相連，所述的第一二極管的負(fù)極與所述的第二電阻的一端相連，所述的第二電阻的另一端與所述的整流橋的負(fù)極輸出端相連，所述的第二二極管的正極分別與所述的電源的負(fù)電壓端及所述的第二電解電容的負(fù)極相連，所述的第二電解電容的正極接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高效數(shù)控穩(wěn)壓電源，其特征在于所述的輸出控制電路由第十六電阻和第十七電阻及第二電位器、誤差放大器、第十三電阻、第十五電阻、第四電容、第五電容、第六電容、第七電容、第六電解電容、第四NPN三極管和第五NPN三極管組成，所述的第四NPN三極管的集電極分別與所述的第五NPN三極管的集電極和所述的第四電阻的一端相連，所述的第四NPN三極管的發(fā)射極與所述的第五NPN三極管的基極相連，所述的第五NPN三極管的發(fā)射極作為電路的輸出端分別與所述的第十六電阻的一端、所述的第六電解電容的正極和所述的第七電容的一端相連，所述的第四NPN三極管的基極分別與所述的第十三電阻的一端和所述的第三NPN三極管的集電極相連，所述的第十三電阻的另一端分別與所述的誤差放大器的輸出端、所述的第十五電阻的一端及所述的第六電容的一端相連，所述的誤差放大器的反相輸入端分別與所述的第十五電阻的另一端、所述的第六電容的另一端、所述的第二電位器的滑動端及所述的第十六電阻的另一端相連，所述的第二電位器的固定端與所述的第十七電阻的一端相連，所述的誤差放大器的負(fù)電源端分別與所述的電源的正電壓端及所述的第五電容的一端相連，所述的誤差放大器的正電源端分別與所述的電源的負(fù)電壓端及所述的第四電容的一端相連，所述的第五電容的另一端接地，所述的第五電容的另一端分別與所述的第四電容的另一端、所述的第十七電阻的另一端、所述的第六電解電容的負(fù)極、所述的第七電容的另一端及所述的第三NPN三極管的發(fā)射極相連。`
【文檔編號】H02M3/156GK203387422SQ201320489759
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月12日
【發(fā)明者】陳國龍, 邵國軍 申請人:浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院