新型穩(wěn)壓可調(diào)電源的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種新型穩(wěn)壓可調(diào)電源，其主要技術(shù)特點(diǎn)是：包括單片機(jī)控制模塊、變壓整流電路、穩(wěn)壓濾波電路、充放電電路和滑動(dòng)變阻器；所述的單片機(jī)控制模塊包括單片機(jī)及與其相連接的AD轉(zhuǎn)換模塊、復(fù)位電路和時(shí)鐘震蕩電路，所述變壓整流電路的輸入端與220V交流市電相連接，該變壓整流電路的輸出端與穩(wěn)壓濾波電路相連接，該穩(wěn)壓濾波電路與AD轉(zhuǎn)換模塊、滑動(dòng)電阻器相連接,該穩(wěn)壓濾波電路通過(guò)單置雙向開(kāi)關(guān)與充放電電路相連接，該充放電電路的輸出端與負(fù)載相連。本實(shí)用新型采用單片機(jī)控制模塊對(duì)穩(wěn)壓電源進(jìn)行調(diào)整控制，并通過(guò)充放電電路實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的充放電功能，具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、操作方便快捷、成本低廉等特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】新型穩(wěn)壓可調(diào)電源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型屬于穩(wěn)壓電源【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種新型穩(wěn)壓可調(diào)電源。

【背景技術(shù)】
[0002]穩(wěn)壓電源是電氣設(shè)備常用的模塊，其性能直接影響電氣設(shè)備的穩(wěn)定性，尤其是穩(wěn)壓可調(diào)電源具有可調(diào)節(jié)輸出電壓的功能，滿(mǎn)足了電氣設(shè)備的各種功能需求。現(xiàn)有的穩(wěn)壓可調(diào)電源通常交流變壓器并通過(guò)分立元件實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制功能，這種穩(wěn)壓可調(diào)電源存在的問(wèn)題是:功能簡(jiǎn)單、難于控制、可靠性低、干擾大、精度低且體積大、復(fù)雜度高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能豐富、性能穩(wěn)定且易于控制的新型穩(wěn)壓可調(diào)電源。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種新型穩(wěn)壓可調(diào)電源，包括單片機(jī)控制模塊、變壓整流電路、穩(wěn)壓濾波電路、充放電電路和滑動(dòng)變阻器；所述的單片機(jī)控制模塊包括單片機(jī)及與其相連接的AD轉(zhuǎn)換模塊、復(fù)位電路和時(shí)鐘震蕩電路，所述變壓整流電路的輸入端與220V交流市電相連接，該變壓整流電路的輸出端與穩(wěn)壓濾波電路相連接，該穩(wěn)壓濾波電路與AD轉(zhuǎn)換模塊、滑動(dòng)電阻器相連接，該穩(wěn)壓濾波電路通過(guò)單置雙向開(kāi)關(guān)與充放電電路相連接，該充放電電路的輸出端與負(fù)載相連。
[0006]而且，所述的單片機(jī)控制模塊還包括一 LED顯示屏，該LED顯示屏與單片機(jī)相連接用于顯示當(dāng)前的電壓值。
[0007]而且，所述的變壓整流電路包括依次連接的整流橋、第一二極管導(dǎo)通濾波電路、74L15降壓電路、第二二極管導(dǎo)通濾波電路和74L05降壓電路。
[0008]而且，所述的穩(wěn)壓濾波電路由LM317模塊及其外圍電路連接構(gòu)成。
[0009]而且，所述的單片機(jī)采用AT89C52芯片；所述的AD轉(zhuǎn)換模塊采用ADC0808芯片。
[0010]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0011]1、本實(shí)用新型采用單片機(jī)控制模塊對(duì)穩(wěn)壓電源進(jìn)行調(diào)整控制，解決了傳統(tǒng)可調(diào)穩(wěn)壓電源存在的功能簡(jiǎn)單、難于控制、可靠性低、干擾大、精度低且體積大、復(fù)雜度高等問(wèn)題，具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)。
[0012]2、本實(shí)用新型可以通過(guò)LED顯示屏實(shí)現(xiàn)高精度電壓的具體數(shù)值顯示功能，使用者能夠直觀地看到當(dāng)前的電壓值，操作方便快捷。
[0013]3、本實(shí)用新型增加的充放電電路可以實(shí)現(xiàn)電容上電荷的充放，來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓值得升降過(guò)程，不但可以用于電源提供所需電壓，也可以用于對(duì)負(fù)載的充放電，而且此電源制作簡(jiǎn)單，成本較低。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的電路方框圖；
[0015]圖2為單片機(jī)與AD轉(zhuǎn)換模塊、LED顯示屏的電路連接圖；
[0016]圖3為變壓整流電路的電路方框圖；
[0017]圖4為穩(wěn)壓濾波電路的電路圖；
[0018]圖5為充放電電路的充電狀態(tài)連接圖；
[0019]圖6為充放電電路的放電狀態(tài)連接圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步詳述:
[0021]一種新型穩(wěn)壓可調(diào)電源，如圖1所示，包括單片機(jī)控制模塊、變壓整流電路、穩(wěn)壓濾波電路、充放電電路和滑動(dòng)變阻器。所述的單片機(jī)控制模塊包括單片機(jī)及與其相連接的LED顯示屏、AD轉(zhuǎn)換模塊、復(fù)位電路和時(shí)鐘震蕩電路，單片機(jī)控制模塊由穩(wěn)壓濾波電路輸出的5V電源供電。在本實(shí)施例中，單片機(jī)采用AT89C52芯片；時(shí)鐘震蕩電路用來(lái)維持單片機(jī)的運(yùn)行；AD轉(zhuǎn)換模塊采用ADC0808芯片，該ADC0808芯片采集穩(wěn)壓濾波電路的電壓信號(hào)并進(jìn)行模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換并傳送給單片機(jī)；LED顯示屏能夠?qū)崿F(xiàn)電壓值的顯示功能。所述變壓整流電路的輸入端與220V交流市電相連接，該變壓整流電路對(duì)220V交流市電進(jìn)行變壓整流，將雙向的交流電壓值變?yōu)閱蜗虻慕涣麟妷涸龠M(jìn)行降壓，該變壓整流電路的輸出端與穩(wěn)壓濾波電路相連接，該穩(wěn)壓濾波電路與AD轉(zhuǎn)換模塊、充放電電路、滑動(dòng)電阻器相連接，穩(wěn)壓濾波電路對(duì)電壓進(jìn)行穩(wěn)壓濾波處理，通過(guò)AD轉(zhuǎn)換模塊采用穩(wěn)壓濾波電路的電壓值并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換傳送給單片機(jī)，通過(guò)滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)可以調(diào)節(jié)穩(wěn)壓濾波電路的輸出電壓值，進(jìn)而可以改變電壓值上升時(shí)電壓的起點(diǎn)電壓值，穩(wěn)壓濾波電路與充放電電路之間設(shè)有單置雙向開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)充放電切換控制功能，充放電電路的輸出端與負(fù)載相連，穩(wěn)壓濾波后的電壓對(duì)負(fù)載進(jìn)行充放電。
[0022]單片機(jī)與AD轉(zhuǎn)換模塊、LED顯示屏的具體電路連接關(guān)系如圖2所示，單片機(jī)采用AT89C52芯片，AD轉(zhuǎn)換模塊采用ADC0808模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，ADC0808芯片通過(guò)ADDA、ADDB、ADDC來(lái)確定模擬信號(hào)的輸入通道，ADDA、ADDB、ADDC與AT89C52芯片P3 口的P3.3、P3.4、P3.5相連，所以當(dāng)通道確定后P3.3、P3.4、P3.5就確定了。INO?IN7分別由000、001、010、011、100、101、110、111來(lái)表示，高位是ADDC，低位是ADDA。經(jīng)過(guò)ADC0808模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)由8位輸出端OUTl?0UT8輸出到AT89C52芯片的Pl.0?Pl.7上，數(shù)字信號(hào)通過(guò)Pl 口傳入單片機(jī)AT89C52中，單片機(jī)的PO 口為輸出端口，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)采樣量化，從PO 口輸出，PO 口與LED顯示屏的ABCDEFGDP相接，單片機(jī)的P2.0、Ρ2.1、Ρ2.2、Ρ2.3與LED的四個(gè)位信號(hào)相接，由P2 口的四個(gè)輸出線確定顯示LED的哪個(gè)位。
[0023]單片機(jī)控制模塊中的ADC轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)了模擬量與數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換，由于被測(cè)電壓的最大值為5V，ADC0808是8位的AD轉(zhuǎn)換模塊，所以量化精度是5/256 = 19.53125mV。充放電電路的輸出端將模擬電壓值傳入到ADC0808的INO?IN7的8個(gè)模擬量輸入端的任意一個(gè)，通道的選擇是由ADDA、ADDB, ADDC模擬通道選擇地址信號(hào)來(lái)決定的，ADDA為低位，ADDC為高位，如選擇IN4，則ADDA、ADDB, ADDC三位通道選擇地址信號(hào)的設(shè)置值為100。模擬量通過(guò)IN4通道將模擬量傳入AD轉(zhuǎn)換模塊，START為啟動(dòng)控制輸入端口，當(dāng)AD轉(zhuǎn)換模塊的START值為高電平的時(shí)候AD開(kāi)始轉(zhuǎn)換，ALE為地址鎖存控制信號(hào)端口.這兩個(gè)信號(hào)端可連接在一起，當(dāng)通過(guò)軟件輸入一個(gè)正脈沖，便立即啟動(dòng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)脈沖輸出端口，OE為輸出允許控制端口，這兩個(gè)信號(hào)亦可連結(jié)在一起表模/數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)束。OE端的電平由低變高，打開(kāi)三態(tài)輸出鎖存器，將轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上0UT1、0UT2、0UT3、0UT4、0UT5、0UT6、0UT7、0UT8，數(shù)字量通過(guò)單片機(jī)在 LED 上顯示。
[0024]如圖3所示，變壓整流電路包括依次連接的整流橋、第一二極管導(dǎo)通濾波電路、74L15降壓電路、第二二極管導(dǎo)通濾波電路、74L05降壓電路。220V交流市電經(jīng)一個(gè)雙向開(kāi)關(guān)連接到整流橋進(jìn)行整流，將雙向的交流電壓經(jīng)過(guò)整流橋變成單向的正交流電壓值，通過(guò)第一二極管單通電容濾波后得到信號(hào)良好的電壓值，由74L15降壓至15V再通過(guò)第二二極管導(dǎo)通電容濾波由74L05降壓至5V，5V電壓用來(lái)提供單片機(jī)芯片內(nèi)部沒(méi)有顯示的VCC電壓以及電路中的5V電壓。74L15降壓后的15V信號(hào)輸出端接入穩(wěn)壓濾波電路的輸入端，將直流電壓進(jìn)行穩(wěn)壓控制。
[0025]如圖4所示，穩(wěn)壓濾波電路由LM317模塊及其外圍電路連接構(gòu)成，該LM317模塊為可調(diào)節(jié)3端正電壓穩(wěn)壓器，在輸出電壓范圍為1.2V到37V時(shí)能夠提供超過(guò)1.5A的電流，該穩(wěn)壓器非常易于使用，只需要兩個(gè)外部電阻來(lái)設(shè)置輸出電壓。當(dāng)穩(wěn)壓器離電源濾波器有一定距離時(shí)Cin是必需的，Co對(duì)穩(wěn)定性而言不必要，但是可以改進(jìn)瞬態(tài)響應(yīng)。Vout的電壓計(jì)算公式如下:Vout= 1.25v(l+R2/Rl)+IAdjR2。要解決LM317穩(wěn)壓塊最小穩(wěn)定工作電流的問(wèn)題，可以通過(guò)設(shè)定Rl和R2阻值的大小,而使LM317穩(wěn)壓塊空載時(shí)輸出的電流大于或等于其最小穩(wěn)定工作電流，從而保證LM317穩(wěn)壓塊在空載時(shí)能夠穩(wěn)定的工作。此時(shí)，只要保證V0/(R1+R2)彡1.5mA，就能保證LM317空載時(shí)穩(wěn)定工作。Rl的最大取值為Rl ^ 0.83ΚΩ，R2的最大取值為R2?23.74ΚΩ，在使用317穩(wěn)壓塊的輸出電壓計(jì)算公式計(jì)算其輸出電壓時(shí)，必須保證Rl ( 0.83K，R2 ( 23.74K兩個(gè)不等式同時(shí)成立，才能保證空載時(shí)LM317穩(wěn)定工作。
[0026]穩(wěn)壓濾波電路的輸出端通過(guò)一個(gè)單置雙向開(kāi)關(guān)連接充放電電路，用來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓的充放過(guò)程。如圖5所示，當(dāng)穩(wěn)壓濾波電路通過(guò)單置雙向開(kāi)關(guān)與充放電電路連接時(shí)，實(shí)現(xiàn)充電功能，在充電過(guò)程中，穩(wěn)壓濾波電路的輸出端為電容充電荷，電容上的電荷逐漸增多，導(dǎo)致電壓增大，進(jìn)而為負(fù)載提供充電。如圖6所示，當(dāng)穩(wěn)壓濾波電路通過(guò)充放電開(kāi)關(guān)切斷充放電電路連接時(shí)，實(shí)現(xiàn)放電功能，在放電過(guò)程中，電容上的電荷逐漸放電，電荷越來(lái)越少，電壓逐漸減小，實(shí)現(xiàn)放電功能。上述充放電過(guò)程主要是由電容上電荷的充放來(lái)實(shí)現(xiàn)的，實(shí)現(xiàn)電壓的升降過(guò)程，此過(guò)程是對(duì)傳統(tǒng)電源的一個(gè)改進(jìn)。
[0027]本實(shí)用新型在接通220V交流市電后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器進(jìn)行放電起點(diǎn)的設(shè)置，LED的電壓顯示范圍是O?5V，如調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器后的起點(diǎn)設(shè)為3.350V，將雙向開(kāi)關(guān)扳到下，與穩(wěn)壓濾波電路斷開(kāi)連接，輸出端的電壓值從3.350V開(kāi)始下降，當(dāng)下降到OV后，將雙向開(kāi)關(guān)扳到上，與穩(wěn)壓濾波電路相連，電容開(kāi)始從OV開(kāi)始充電，直到充電到3.350V停止充電。如若所需的電壓值范圍比O?5V大或者小，可以通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器的阻值進(jìn)行調(diào)節(jié)，所顯示的電壓范圍的值如果大于5V可以通過(guò)改變程序中電壓值的范圍進(jìn)行電壓最大值設(shè)置。本實(shí)用新型的使用方法非常簡(jiǎn)單，易于操作，參數(shù)的改變非常簡(jiǎn)單，可以根據(jù)需要改變。
[0028]需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型所述的實(shí)施例是說(shuō)明性的，而不是限定性的，因此本實(shí)用新型包括并不限于【具體實(shí)施方式】中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種新型穩(wěn)壓可調(diào)電源，其特征在于:包括單片機(jī)控制模塊、變壓整流電路、穩(wěn)壓濾波電路、充放電電路和滑動(dòng)變阻器；所述的單片機(jī)控制模塊包括單片機(jī)及與其相連接的AD轉(zhuǎn)換模塊、復(fù)位電路和時(shí)鐘震蕩電路，所述變壓整流電路的輸入端與220V交流市電相連接，該變壓整流電路的輸出端與穩(wěn)壓濾波電路相連接，該穩(wěn)壓濾波電路與AD轉(zhuǎn)換模塊、滑動(dòng)電阻器相連接，該穩(wěn)壓濾波電路通過(guò)單置雙向開(kāi)關(guān)與充放電電路相連接，該充放電電路的輸出端與負(fù)載相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型穩(wěn)壓可調(diào)電源，其特征在于:所述的單片機(jī)控制模塊還包括一 LED顯示屏，該LED顯示屏與單片機(jī)相連接用于顯示當(dāng)前的電壓值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型穩(wěn)壓可調(diào)電源，其特征在于:所述的變壓整流電路包括依次連接的整流橋、第一二極管導(dǎo)通濾波電路、74L15降壓電路、第二二極管導(dǎo)通濾波電路和74L05降壓電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型穩(wěn)壓可調(diào)電源，其特征在于:所述的穩(wěn)壓濾波電路由LM317模塊及其外圍電路連接構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型穩(wěn)壓可調(diào)電源，其特征在于:所述的單片機(jī)采用AT89C52芯片；所述的AD轉(zhuǎn)換模塊采用ADC0808芯片。
【文檔編號(hào)】H02M7/219GK204068432SQ201420376494
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】趙全明, 安桂雪, 李石峰, 趙強(qiáng), 龐麗麗 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué)