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帮忙看下这个电源电路是否可行

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楼主
我参加的一个维修电器的社团每月搞的一个电设小活动,给我们新会员的题目是设计一个0~15V连续可调,输出电流大于1A的稳压电源,可显示电压。
我第一次设计电路,可能有许多疏忽,请各位前辈指点!原理图如下,(单片机和显示部分未画)
[localimg=180,128]1[/localimg]
如上图所示,下半部分是从市电到18V和5V的电路,应该没太大问题,就是不知道7805后面的电容是否可以省略,省略后对运放、单片机工作是否有影响?
上半部分是用lm2576来实现稳压,左边基本是抄数据手册的,不知道是否可以省去最左边的电容(前面已经滤波过了,输出的电压能直接给lm2576用吗)?
lm2576右边第二个滤纹波的LC电路是否可以省去?
上半部分的右边是反馈电路(为了实现从0V可调),用一个减法器实现,但是为了省运放,在两个电位器外都没有用运放隔离,不知道最右边1/3.2的余量是否够?(下面的电位器调到略大于1.23V,余量由上面的电位器补偿)
……
我说的可能有些乱,前辈们有啥说啥吧,希望能提供改进建议。(不要太复杂,整体花费尽量小吧)

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沙发
zepanwucai|  楼主 | 2011-3-31 23:38 | 只看该作者
额,图没传好。。

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maychang| | 2011-4-1 13:22 | 只看该作者
1、18V用7805降到5V,功率损失太大(效率很低)。不建议使用这样的方案。
7805输出端电容不宜省略,即使是给另一块电路板供电,另一块板上的单片机等芯片两端已并联若干电容。
C1的容量标注为1m,不知道这是什么单位。电容的单位是法拉第(F)。
如果C1是1000uF,线性稳压输出电流要求1A,那么C1容量嫌小。
2、LM2576不可能输出到零。
C2与C1并联,容量若是C1的十分之一,那么对电路影响不大,可以省略。
第二级LC滤波可以省略。
两个运放,不知道你要干什么,好像两个运放都没有什么用。

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地板
zepanwucai|  楼主 | 2011-4-1 14:10 | 只看该作者
3# maychang
1.那不用7805的话用什么好呢?要求价格和附加元件都要较少。
C1是1mF,纹波在输出1A时大约为1/(2*52k*1m)≈10mV,我对纹波的直观概念不是很清楚,一般的直流稳压电源要求纹波在多少以下呢?如果10mV纹波太大,加上第二级LC滤波是否足够?
2.LM2576如果只按用户手册上的连接是最低输出1.23V的,但是右边电路我觉得可以把它最小输出电压降到0V左右啊。原理大致是(从右往左分析)输出电压通过分压电路一路传给AD转换模块测量电压,另一路通过电压跟随器(输入阻抗无穷,隔离作用,使AD转换结果准确),来到一个差分电路,由于R均为100k,所以即减法器。
电位器P1调节至分压略大于1.23V(因为这里没有设电压跟随器,电压会略有变化),电位器P2是用来设定电压(同样没有设电压跟随器,但因为前面是1/3.2分压,留有余量,应该可以达到15V),
所以feedback接收到的反馈电压是Vfb=Vref+δV+Vreal/3.2-Vset
其中Vref=1.23V,δV是一个较小电压,可通过Vset的适当增大抵消。这样就完成了基准电压平移,最小可输出0V电压(低压输出时效率可能较低)。
您说LM2576不能达到0V意思是它的占空比不能达到0吗?

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5
maychang| | 2011-4-1 14:22 | 只看该作者
4楼:
如果工频变压器可以修改,变压器应该用两个次级绕组,其中一组供LM2576,一组供7805。供7805这组,整流后电压有8V即可。
如果工频变压器不能改,那么固定输出这组也可以用LM2576。

LM2576是Buck变换器,这类变换器在负载很轻时输出不能稳定在要求数值,尤其是要求接近为零时。
当然,有各种方法降低输出,例如跳周期工作等等,但LM2576无法实现。
要输出从零开始可调,只能用线性调整电路。这需要两级电路,第一级是开关调整,第二级是线性调整。
或者放弃从零开始可调,而是从一个尽可能小的电压例如2V开始可调。

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zepanwucai|  楼主 | 2011-4-1 18:56 | 只看该作者
5# maychang
用线性调整电路的意思是用lm317之类的吗?
那要调到0V的话需要负压源啊,由于使用的是没有中心抽头的普通变压器,应该怎么由单电源得到有1A输出能力的负压源呢?
如果这个问题解决了的话,对于7805的问题也可以解决了,可以由220-18的变压器整流滤波得到约22V直流电,用某种方法分得5V和17V电压分别给单片机和稳压电路供电,其中5V为负压,顺便就能解决1.2V的负压来源。

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7
maychang| | 2011-4-1 19:21 | 只看该作者
6楼:
你提到的这些办法,是无法实现的。
“可以由220-18的变压器整流滤波得到约22V直流电,用某种方法分得5V和17V电压分别给单片机和稳压电路供电”
这个,没有“某种方法”。而且分了,5V也是负的,单片机电源不能与稳压电路共地。

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8
maychang| | 2011-4-1 19:22 | 只看该作者
使用工频变压器,本身就是大体积大重量高成本。

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9
zepanwucai|  楼主 | 2011-4-1 19:39 | 只看该作者
6楼:
你提到的这些办法,是无法实现的。
“可以由220-18的变压器整流滤波得到约22V直流电,用某种方法分得5V和17V电压分别给单片机和稳压电路供电”
这个,没有“某种方法”。而且分了,5V也是负的,单片机电源不能 ...
maychang 发表于 2011-4-1 19:21

虽然单片机电源没有和稳压电路共地,但是用单片机测取样电压应该不是问题啊,只要把取样电压反相,测出U,那么5-U就是在取样点上的电压(但这样经过这么多步可能精度不高)。
您说没有那种由单电源获得负压源的方法,我刚才找了下,不知道下面说的第三种方法经过一定改进是否可行?
http://www.**.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=1435491&bbs_page_no=1&bbs_id=3044
他用功放来得到负压源,我不知道通过调节左边同相端的电位是否能做到任意比例分压?还有功放类器件能否满足电流要求?

不过即使用这种方法实现我感觉还是太麻烦了,没有简洁美。您说用工频变压器缺点较大,那如果您来做这道题的话思路是怎样的呢?能否做到电路简洁,成本低,效率高?

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zepanwucai|  楼主 | 2011-4-1 19:49 | 只看该作者
7# maychang
虽然单片机电源没有和稳压电路电源共地,但是有个5V的平移关系,只要把取样电压反相,用单片机测得电压U后,显示5-U即可,但是这样步骤较多,可能不准确。
另外,我查了下,是有从单电源得到负电源的方法的,网址发不上来,搜一下“单电源供电回路中获得正负电源的特殊方法”,里面的第三种方法我觉得可以,
但我不知道是否能通过调节同相端电压得到任意分压,还有功放的电流是否足够。
但是即使用上面的方法完成了电路,也太麻烦,丧失了简洁美。您说工频变压器缺点多,那如果是您做这道题的话是什么思路呢?能否做到电路简洁,成本低,效率高?

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maychang| | 2011-4-1 19:57 | 只看该作者
9楼:
我无法知道出此题的人是怎么想的。

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zepanwucai|  楼主 | 2011-4-1 20:11 | 只看该作者
13# maychang
额,这种题目不是应该很常见吗?好像第一届全国大学生电设竞赛的第一题就是类似这个,只是用了有中心抽头的变压器。。
因为这个比较基础,部长才给我们新会员做练练手的。。
不过还是感谢您的回答,新手能找到一个耐心回答的前辈还是不容易的。
这还有个原理图,是我第一次给部长看时就被淘汰的,部长指出7805、串联稳压、器件太多是败笔,但是我不知道部长说的串联稳压不好是为什么,您能讲解一下吗?

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13
maychang| | 2011-4-1 20:39 | 只看该作者
如果是要用单片机实现键盘控制输出电压,那么OP1和OP3两个运放可以理解。
但两个运放的使用有错误。
你的图中,DAC0832需要5V电源。这个5V电源必须与30V电源共地。这里“用某种方法分得5V和17V电压分别给单片机和稳压电路供电”就不行。ADC0804也需要与30V共地的5V电源。

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zepanwucai|  楼主 | 2011-4-1 20:48 | 只看该作者
15# maychang
的确是用按键控制电压,两个运放为什么使用有误?
第一个是同相放大至0~20V,第二个串联稳压,放大至0~25.5V,
这应该不用负压源啊。
另外DAC和ADC和30V是共地的,图中标示地的图案是电气连通的。

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maychang| | 2011-4-1 20:57 | 只看该作者
13楼:
“两个运放为什么使用有误?”
DAC0832是电流输出型D/A,不能输出电压。

“另外DAC和ADC和30V是共地的”
如果“用某种方法分得5V和17V电压分别给单片机和稳压电路供电”就不行。

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zepanwucai|  楼主 | 2011-4-1 21:16 | 只看该作者
17# maychang
果然啊,我还把Iout1和Rfb短接了,真是傻掉了。。
我还是趁清明再仔细想想好的解决方案吧,太麻烦您讲解了,分全给您。

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