赵雷数显式稳压电源.doc

直流稳压电源既是电器与电子设备中的重要部件,又是电子实验中不可缺少的基本设备。它分为固定式和可调式两种,数字电路实验只需+5V的固定电源,而模拟电路或数模混合电路实验一般需要可调电源。
可调电源的输出电压可以用指针显示,又可用数字显示。后者读数方便、准确。本课题将讨论一个简易的数显式稳压电源的设计。
设计原理
数显式稳压电源采用模/数转换的方法将直流稳压电源的输出电压以数字的形式显示出来。它主要由三大部分组成:直流稳压电源部分、A/D转换部分以及数字显示部分,如图6-2-1所示。,本节不再讨论。
直流稳压电源
A/D转换
数字显示

图6-2-1 数显式稳压电源的组成
A/D转换电路的设计
常见A/D转换器的转换电路转换方式有非积分式和积分式两类。如逐次逼近比较式A/D转换、斜坡电压式A/D转换等属于非积分式,其特点是转换速度快,抗干扰能力差。电压反馈型V/F变换、双计分式A/D转换则属于积分式,其特点是抗干扰能力强、测量精度高,但转换速度较低,在转换速度要求不太高的情况下,应用广泛。作为直流稳压电源的数据采集,积分式A/D转换器非常适合。
(1)位双计分式A/D转换器ICL7107。ICL7107是CMOS大规模集成芯片,只要外接少量元件就可实现A/D转换。芯片的外封装图如图6-2-2所示,引脚功能如下:
图6-2-2 ICL7107外封装图
1脚:V+=5V,电源正端。
26脚:V-=-5V,电源负端。
19脚:ab4,千位数笔段驱动输出端,由于位的计数满量程显示为“1999”,所以ab4输出端应接千位数显示器显示“1”字的b和c笔段。
20脚:POL,极性显示端(负显示),与千位数显示器的g笔段相连接(或另行设置的负极性笔段)。当输入信号的电压极性为负时,负号显示,如“-”;当输入信号的电压极性为正时,极性负号不显示,如“”。
21脚:BP,液晶显示器背电极,与正负电源的公共地端相连接。
27脚:INT,积分器输出端,外接积分电容C(一般取C=)。
28脚;BUFF,输入缓冲放大器的输出端,外接积分电阻R(一般取R=47kΩ).
29脚:AZ,积分器和比较器的反向输入端,接自校零电容CAZ(取CAZ=)。
30、31脚:IN_、IN+,输入电压低、高端。由于两端与高阻抗CMOS运算放大器相连接,可以忽略输入信号的注入电流,,以滤除干扰信号。
2~8脚:个位数显示器的笔段驱动输出端,各笔段输出端分别与个位数显示器对应的笔段 a~g相连。
9~14、25脚:十位数显示器的笔段驱动输出端,各笔段输出端分别与十位数显示器对应的笔段 a~g相连。
15~18、22~24脚:百位数显示器的笔段驱动输出端,各笔段输出端分别与百位数显示器对应的笔段 a~g相连。
,模拟公共电压端(接地端),一般与输入信号的负端,负基准电压端相接。
33,34脚:CREF_,CREF+,基准电容的负端、正端,通常取CREF =0. 1 u F。
35,36脚:VREF_,VREF+,外接基准电压的负端、正端,由电源电压分压得到。
37脚: