数控直流可调稳压电源是使用数字电位器X9511,配合高精度运算放大器OP07和集成稳压器LM317或LM338,设计并制作的。此电源可以实现稳压电源的电压从零或某一电压值开始以一定的步长均匀增加,或从某一电压值开始以一定的步长均匀减小到零。
一、电源特点
1.输出电压0-15V,输出电流1.5A
2.输出电压从某一电压值开始以一定的步长均匀增加,或从某一电压值开始以一定的步长均匀减小到零。
二、数控直流可调电源原理
数控直流可调电源的电路如下图所示。X9511是按钮控制、线性输出的数字电位器,内部包含了31个电阻阵列,32挡输出滑动端。滑动端由输入到反向PU、反向PD引脚的负脉冲控制,它向VL或VH端滑动,滑动端的位置可以被存储在非易失性的存储器EEPROM中,使其上电后能自动恢复到原来的位置。当计数器计数到最大值“31”时,反向PU按键失效,计数到最小值“0”时,反向PD按键失效。X9511的工作电压是+5V,滑动端最大工作电流约为3mA。运算放大器OP07的电源电压为±18V,运放OP07-1的R1=R2=R3=10KΩ,用作反相跟随器;运放OP07-2这一级调节W1可以改变放大倍数,即改变输出电压的步长值W1*Vw/R4;第三级是差动放大器,W3是调零电位器,可以调节前面放大器总的零点。
LM317类稳压器的输出起始电压为1.25V左右,为使稳压电源的输出电压起始值从0V开始,故在OP07-3之反相端(3)脚引入+1.25V左右的稳定电压,此电压取自基准电压源MCl403。MCl403属于高准确度、低温漂(10PPm1/℃),采用激光修正的带隙基准电压源,其输入电压范围为4.5V-15V,输出电压的典型值为2.500V。W2(1OKΩ)属于精密多圈电位器,如果输出起始电压要求从某一值开始,可调节W2改变0P07-3的输出V3(因为V3=V+—v-),从而改变输出电压的起始值。
下图稳压电路中Vi接经过变压器整流后的输出,C1、C3为滤波电解电容,电解电容的容量大小和输出电流有关,电解电容的工作电压和输入、输出电压有关;C2、C4为高频滤波电容,C5用于滤除OP07输出中的纹波和干扰。D1是保护二极管,防止输入端发生短路时容性负载上积存的电荷向稳压器放电;鉴于Vi或Vo短路时,C5会通过LM317内部放电而损坏芯片,故增加D2为C5提供泄放回路。
根据LM317稳压器的内部电路结构和工作原理可知,稳压器的输出电压在元件允许工作范围内可写为Vo=V3(V),即输出电压Vo和X9511的滑动端电压呈线性关系。