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 昵称26929648 2023-02-06 发布于山东
 可能你刚看到这个稳压电源会感觉用料有点骚包,但是当你看完整个制作过程介绍之后,你会觉得这是一个很实用的稳压电源,程序刚开始编写,完成后再上传。
DIY其乐无穷,大家都来做一个吧。

(原文件名:主板.JPG)


(原文件名:主板背面.JPG)


(原文件名:控制板_.JPG)


(原文件名:控制板背面_.JPG)


(原文件名:模拟部分-.JPG)


(原文件名:数字部分.JPG)


(原文件名:人机界面.JPG)


(原文件名:独立的5V输出.JPG)

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看到散热片和银行卡的比例你就知道散热片有多大了吧 (原文件名:散热片.JPG) </center>


(原文件名:散热片2.JPG)


两个并联的三极管分别装到两个散热片上面 (原文件名:三极管.JPG)


(原文件名:变压器原理图.JPG)



(原文件名:变压器1.JPG)


(原文件名:变压器2.JPG)





1.        电源方案选择
开关电源体积小,效率高,发热量低,但是波纹干扰大,故障率高,线性调整电源则刚好相反,因为要做一个实验用的电源,对波纹和稳定性要求很高,至于效率低和体积大及发热量高都可以接受,所以就选择线性调整的电源。
2.分立元件和集成可调稳压器
    集成稳压器也有很多,常用的有1.5A输出的LM317,还有5A输出的LM338K和LM317K以前都用过,保护功能完善,但是都不能从0V起调,要从0V起调必须把ADJ脚拉低到-1.25V才行,,就要高精度的-1.25V基准,反而更麻烦了,自己设计分立元件的算了,轻松从0V起调,集电极输出形式能做到输入输出压差最小0点几伏,相比317的最低2V更牛。
3.关于电压调整方式
   常见的有多档开关式的,电位器式,DA芯片的,和PWM滤波模拟DA的,多档开关的调节太粗略,电位器式的时间长了又容易接触不良,DA芯片的稳定性好精度高,PWM滤波模拟DA的电路电压稳定性不好,而且输出电压还受单片机电源影响,所以选择专用12位DA芯片MAX531,内部有高稳定电压基准源,输出电压稳定,三线的SPI接口占用口线少。
4.关于AD选择
   用过16位的AD7705,稳定性很好,虽然在16位采样时速率只有13Hz,不过采集电压和电流做显示足够了,快了也看不清啊,两个通道输入,正好一路采电压一路采电流,是差分输入,不容易受干扰,内部有数控增益放大器,正好解决采电流的精度和采样电阻功耗的矛盾,可以用很低阻值的电流采样电阻而且不用加放大器,分辨率是16位的可是足够了。
5.闭环反馈
   实现稳压的反馈常用两种:一种是模拟运放比较直接控制,一种是AD采样值经过单片机PID计算再通过DA控制输出,好多人认为这才叫真正的数字化电源,然而有致命的缺点,反应速度受AD和MCU及DA的影响,如果要有很好的调整率,就要高速的AD高速的MCU高速的DA,甚至用DSP,这样成本太高了,即使这样也解决不了另外一个致命缺陷,MCU如果死机,电压就失控,所以宁愿选择模拟运放反馈的,虽然老套,但是电压调整率好,更稳定。
6.保护功能
    实验用的电源,负载不确定,经常会出现短路,必须要加短路保护功能,市面上的成品电源大都是短路后迅速切断电源的,这种电路的缺点就是如果负载是电动机或大电容,启动时近似短路,就很容易进入短路保护而断电,所以采用限流式短路保护电路,就是当负载阻抗很小时,把电流限制在设定的数值上,短时间工作在大电流恒流状态,这样启动电流大的负载也能稳定的工作,如果输出电流一直大,那么功率管会很快温度升高,当升高到预定保护值时,温度保护启动,强制关断电源。
7.采样电阻对输出电压的影响
输出电流采样电阻的压降不在稳压电路的电压反馈采样范围,消除了由于电流采样电阻的压降引起的负载端电压降低,但是电压采样的分压电阻的电流会从电流采样电阻流过,导致电流测量有底数,解决办法是尽量加大分压电阻的阻值,但不能影响输出电压的稳定性,另外的办法就是把底数从采样读数中减出去,实现起来也挺麻烦,因为采样电阻值不变,但是电流会随输出电压变,可以用I=U/R计算出电流底数。
8.运放的选择
   运放本来可以用单电源的运放,但是想要从0V起调,轨对轨的运放又没用过,就干脆麻烦一点用双电源运放OP177,仪表用的性能不错,也可以用OP07,便宜,不过正好手头有OP177,就用它了。
单片机的复位电路是51和AVR兼容的,JTAG接口用于AVR调试,DIP40的封装89C51或M162都通用。
用12864的液晶屏也有点骚包,不过有现成的,就用它了。
5V单独设一组输出,很多数字电路都用5V供电,方便。
9.电源变压器
电源变压器是在广州淘街定做的方牛,150W,78元,不算贵
输入:220V ac
输出:15V+15V+15V+15V/2.2A
      9V/2A
初级和次级间加屏蔽层
抽头式输出适合分档调压,还能组成全波整流电路,和桥式整流电路相比只有两个二极管工作,二极管的功耗降为一半,输出电压也提高1V左右。



原理图和布线图(Protel 99 SE 格式)
点击此处下载 ourdev_367033.rar(文件大小:750K) (原文件名:0-30V 4A数控稳压电源.rar)

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