Acerca de la fuente de corriente CC del CNC
1 Diseño del hardware del sistema
Este sistema consta de un módulo de alimentación, un módulo de regulación de voltaje, un módulo de conversión D/A, un módulo de pantalla y teclado. La Figura 1 muestra el regulador de voltaje de control numérico de CC. Diagrama de bloques estructural de la fuente de alimentación.
1.1 Módulo de fuente de alimentación del sistema
En la Figura 1, la tensión dual de 17,5 V CA obtenida después de reducir la alimentación de red de 220 V mediante un transformador de 220 V/17,5 V se rectifica mediante un puente completo Finalmente, se pueden obtener dos voltajes de ±21 V. Uno de los voltajes de 21 V se suministra al tubo de ajuste y se utiliza como fuente de alimentación para la salida externa. El otro camino obtiene 15 V a través del regulador de voltaje de tres terminales. 7815, y luego obtiene un voltaje de 5 V a través del 7805. El voltaje de -21 V lo obtiene el regulador de voltaje de tres terminales MC7915 para obtener el voltaje de -15 V, que se utiliza como fuente de alimentación de trabajo del propio sistema.
1.2 Módulo de ajuste de voltaje
El circuito del módulo de ajuste de voltaje en esta fuente de alimentación regulada se muestra en la Figura 2. El tubo de ajuste adopta la forma de un tubo compuesto (compuesto por Q1 y Q3) para lograr una gran salida de corriente. Dado que el diseño requiere Iomax=0,5 A, Iomin=0 A, Pm=(Vimax-Vomin)Iomax=(18-0). )× 0,5=9 W, por lo tanto, el tubo de ajuste en este circuito se puede seleccionar como TIP41 (su Icmax=6 Agt; Iomax=0,5 A; Pcw=65 Wgt; 9 W, VCEOmax=100 Vgt; 18 V). Por supuesto, también se puede utilizar 2N5832.
La amplificación comparativa del circuito está diseñada utilizando el amplificador operacional NE5534. Este dispositivo tiene las características de alta relación de rechazo de modo, velocidad de respuesta rápida y alta velocidad de respuesta. Al diseñar, el circuito de muestreo divisor de voltaje puede estar compuesto por R10, R11A y R12, y se requiere que R10/(R11A R12) = 1/4, es decir, cuando el voltaje de salida existe △UO = 0,05 V, △ Ua=0,04 V, que es consistente con la salida del DAC (10/255=0,04V=1LSB) cambia constantemente. De hecho, después de la conversión DAC para convertir la corriente en voltaje y amplificar el voltaje, el voltaje de 10 V obtenido se puede enviar al terminal no inversor del comparador NE54534 como voltaje de referencia para comparar. Dado que DAC0832 es un convertidor D/A de 8 bits, tiene 255 pasos. Por lo tanto, cuando la CPU controla el DAC para que cambie en 1LSB, el cambio correspondiente en Va es 0,04 V, por lo que la cantidad de cambio ajustable de Uout es 0,05 V (tamaño de paso). El circuito de retroalimentación negativa compuesto por NE5534, Q1, Q3 y un circuito de muestreo puede lograr el propósito de ajustar el voltaje de salida (estabilización de voltaje).
La protección de sobrecorriente en el circuito se completa con R9 y 02. Cuando Iogt; 0.7A, VR9=R9Io≥1×0.7=0.7 V, en este momento Q2 se enciende y desvía la base del tubo de ajuste Q3, lo que aumenta la resistencia de TIP41 y reduce el voltaje de salida, alcanzando así. con fines de protección de la corriente. Si es necesario, también se puede conectar un LED rojo como indicador de sobrecorriente. La protección contra cortocircuitos de este sistema se completa con un fusible.
1.3 Módulo de conversión D/A
El circuito de conversión de digital a analógico en este sistema se muestra en la Figura 3. Consiste en DAC0832, amplificador operacional de baja deriva de dos etapas μA714 y circuito VREF. DAC0832 y el amplificador operacional U3A convierten los datos binarios de 8 bits enviados por la CPU en un voltaje de 0 ~ -5 V, y luego los amplifican inversamente 2 veces a través del amplificador operacional U3B para obtener un voltaje de 0 ~ 10 V. Por lo tanto, la resolución de conversión del DAC es 10/(28-1)=0,04 V, es decir, el cambio en la salida de datos de la CPU al DAC es de 1 bit y el cambio en el voltaje de salida del DAC es 0,04 V. El circuito VREF proporciona el voltaje de referencia para el DAC y el ajuste de R5A puede mantener el voltaje de referencia en 5 V.
1.4 Módulo de pantalla y teclado
El circuito de pantalla y teclado de voltaje en esta fuente de alimentación se muestra en la Figura 4. Cuando el voltaje de salida está limitado por R13 y muestreado por R14, se puede enviar al TLC2453-1 para la conversión de analógico a digital.
El TLC2453-1 en la Figura 4 es un convertidor A/D serial de 12 bits y 11 canales con resolución de 12 bits, un tiempo de conversión de 10 μs, 11 canales de entrada analógica, 3 modos de autoprueba integrados y un tasa de muestreo de 66 kbps, error lineal ±1LSBmax, con salida de resultado de conversión EOC y puede ser salida unipolar o bipolar. Longitud de datos de salida programable a través de su MSB o LSB programable. La frecuencia de reloj de TLC2453-1 es 4,1 MHz. La señal de muestreo del voltaje de salida de la fuente de alimentación Uo se ingresa desde IN0. El terminal de reloj de E/S, el terminal de entrada de datos, el terminal de salida de datos de conversión y el terminal de selección de chip del chip son respectivamente. conectados con P2.3 y P2.3 del microcontrolador AT89S51, P2.2, P2.1, P2.0 se conectan y luego salen del puerto P0 después de ser procesados por el microcontrolador. Después de ser impulsado por la resistencia 9A472J. La pantalla LCD de caracteres SMC1602A muestra el voltaje de salida. La frecuencia del oscilador de cristal del microcontrolador AT89S51 en el circuito es de 12 MHz y P1.0~P1.3 están conectados al botón regulador de voltaje. Al aumentar el voltaje, llame de forma aproximada a S1 con un paso de 1 V y llame de forma fina a S2 con un paso de 0,05 V; cuando disminuya el voltaje, llame de forma aproximada a S3 con un paso de 1 V y llame de forma fina a S4 con un paso de 0,05; v. De esta forma, el voltaje de salida se puede ajustar al voltaje requerido mediante su combinación orgánica.
2 Diseño del software del sistema
El flujo principal del programa de este circuito se muestra en la Figura 5.
3 Conclusión
La fuente de alimentación CC estabilizada con voltaje controlado numéricamente que se proporciona en este artículo utiliza un modo de retroalimentación de circuito cerrado compuesto por hardware para estabilizar el voltaje. El circuito utiliza NE5534, que tiene una alta relación de rechazo de modo, una velocidad de respuesta rápida y una alta velocidad de respuesta, como comparador, mejorando así la confiabilidad y precisión de la regulación de voltaje y se utiliza un módulo de conversión A/D de 12 bits para completar el voltaje; Medición. El uso de una pantalla de cristal líquido LCD mejora la precisión de la medición y las capacidades de visualización intuitiva. El voltaje de salida preestablecido de encendido de este circuito es de 5 V, y el voltaje de salida se puede ajustar paso a paso, siendo el paso mínimo de 0,05 V. Después de la prueba, el rango de voltaje de salida de este circuito puede alcanzar 0 ~ 18 V y la corriente nominal puede alcanzar 0,5 A. Puede usarse en la enseñanza experimental y en la práctica de ingeniería.