简直一切的电子电路都需求安稳的直流电源，特别是在检定检修指示外表时，除了要有适宜的规范仪器外，还有必要要有适宜的直流电源及调理设备。传统的直流稳压电源现已具有了上述功用，且在稳压方面现已到达了很高的规范，能满意各种场合的需求。
在实践的产品开发设进程中，为了检测产品的相关功用参数，一般需求了解电流的改变状况，而传统的电源不能供给实时电流参数，此刻有必要运用万用表等仪器来丈量电流值，其进程繁琐，影响工程进度。因而，迫切需求一种具有传统稳压电源的功用，一起能显现电压、电流参数的电源设备。本文将以此为起点介绍一种能够调查电压、电流值实时改变的稳压电源。
本文介绍一种可视化直流稳压电源体系，体系以STC89C52RC单片机监测电压值，选用输出端压降办法核算电源输出电流，并将电源电压、电流值经过LCD液晶显现器实时显现。电源部分选用开关型稳压电路和线性稳压电路相结合的办法规划。
规划要求
可视化直流稳压电源主要给实验室等小功率电子设备供给作业电压，在输入电压220V、50Hz、电压改变规模+15%~-20%条件下应具有以下功用：
①输出电压可调规模为5V~12V；
②最大输出电流为1.5A；
③电压调整率≤0.2%；
④负载调整率≤0.1%；
⑤功率≥40%；
⑥具有过流及短路维护功用；
⑦实时显现电压、电流值。
可视化直流稳压电源规划的关键在于稳压以及电流、电压的准确显现。
规划方案
本体系以STC89C52RC为显现模块，主电路选用DC/DC变换器与线性调理器相结合的结构，既减小了输出纹波电流，又下降了体系的功耗。体系选用双积分A/D转化器ICL7135完成输出显现，单片机体系经过对输出电压的检测来读取显现电压和电流值，并经过用LCD液晶显现输出电压电流值。
硬件主电路体系的结构如图1所示。220V、50Hz电压经过变压器降压及整流滤波后得到所需直流电压，该电压经过开关电源电路完成电压调理。电子滤波器进一步下降开关电源的输出纹波。从电子滤波出来的电压经过精细电阻后便是输出电压。在精细电阻前后别离进行两次电压采样，经过A/D转化后送入单片机。单片机将输出采样电压作为体系的输出电压送入LCD上显现。一起单片机还将输出采样电压与比较采样电压进行减法运算，将压降值经过精细电阻转化为电流值也送入LCD显现。
图1 硬件主电路体系结构图 硬件体系
1电源主电路规划
主电路选用开关电源（DC/DC变换器）和线性调整晶体管相结合的结构，电路原理如图2所示。开关电源部分运用的是L4960芯片。该芯片最大输出电流为2.5A，输出电压规模为5.1~40V，具有较高的开关频率（典型应用为100kHz），功率可达90%，芯片内部具有过热维护、过流维护的功用，只需很少的外部元件就可构成大电流输出的开关电源。芯片的技能功用能够满意规划要求。
图2 电源主电路图
220V、50Hz的电经变压器降压及整流滤波后得到大约24的直流电压，该电压加到开关电源的输入端。L4960的输出电压由下式核算：
Uo=UREF（1+R4/R3）=5.1×（1+R4/R3） （1）
体系要求输出电压能到达12V，考虑到线性调理部分的压降，该电路的最高输出电压规划在15V左右。反应引脚（2脚）引进到电子滤波器（线性调理器）回路，依据输出电流和负载电阻的巨细，主动下降输出电压来减小线性调理器的功耗。R4选用10K电位器调理，由式（1）不难算出，当R3=1K时，U0 = 5.1~15V.
图2中的电子滤波器（即线性调理器）由R6、C7和VT1组成。仅由R4和C7组成的RC低通滤波器虽然能减小U0输出的纹波电压，但其带负载才能很差。为此增加了一级射随器VT1，它选用电流放大系数的达林顿晶体管TIP122，来进步低通滤波器带负载的才能。图2中C7的巨细对滤波作用影响明显，该值为100μF时纹波电流很小，但小电流输出时的动态呼应较慢，故本规划中的C7取值为10μF.
需求指出，运用晶体管电子滤波器（亦称有源滤波器），可在相同滤波功用下运用较小的滤波的滤波电容C7，取得选用大电容的滤波作用。其等效电容约为β·C7，β为达林顿管VT1的电流放大系数。
该电子滤波器引进了对开关电源电压的操控功用，当负载电阻很小时需求较低的输出电压（如5V），假如U0坚持15V不变，当输出电流很大时（如2000mA），VT1的功耗会到达24W，有必要为VT1装置很大的散热片。参加VT2和R5后，当调整管VT1的C-E结压差过大（大约3个PN结压降之和，即 2.1V）时，会使VT2导通，发生附加的操控电流进入FB端，使U0主动下降，这时VT1的功耗将下降到大约4W，大大进步了电源的功率。
在体系的输出端规划了一个精细电阻，体系在精细电阻两头都对电压进行了采样，用于检测输出电压和电流。当然，体系对精细电阻的精度、功率、阻值温度系数和散布参数各项目标都比较高，不然电流检测准确度就会遭到很大的影响。现在，金属箔精细电阻的精度可达10-6，温度系数可达±0.3×10-6/℃，散布%&&&&&%可低于0.5pF，散布电感可低于0.1μH，现已能够满意规划需求。 2 显现部分电路规划
本规划的操控中心运用AT89C51单片机，因为外部设备大多选用串行接口，单片机的外围电路就非常简略，只需外接晶体振荡器和复位电路即可。
显现电路的规划如图3所示，用89C52的P2口作为数据线，用P0.1、 P0.2、P0.3别离作为LCD的E、R/W、RS.其间E是下降沿触发的片选信号，R/W是读写信号，RS是寄存器挑选信号本模块规划关键如下：
显现模块初始化，首要清屏，再设置接口数据位为8位，显现行数为1行，字型为5×7点阵，然后设置为全体显现，撤销光标和字体闪耀，最终设置为正向增量办法且不移位。向LCD的显现缓冲区中送字符，程序中选用2个字符数组，一个显现字符，另一个显现电压数据，要显现的字符或数据被送到相应的数组中，完成后再一致显现。首要取一个要显现的字符或数据送到LCD的显现缓冲区，程序延时2.5ms，判别是否够显现的个数，不行则地址加一取下一个要显现的字符或数据。
图3 LCD与89C52的接口
3 通讯电路模块
89C52内部已集成通讯接口URT，只需扩展一片MAX232芯片将输出信号转化成RS-232协议规则的电平规范即可。MAX232是一种双组驱动器/接纳器，如图4所示，每个接纳器将EIA/TIA-232-E电平输入转化为5V的TTL/CMOS电平。每个驱动器将TTL/CMOS输入电平转化为EIA/TIA-232-E电平。EIA接口把5V转化为 -8~-15V电位，0V转化为8~15V，再经RXD输出，接纳时由RXD输入，把 -8~-15V电位转化为5V，8~15V转化为0V.
图4 MAX232引脚功用图 软件体系
体系主程序如下图5所示。体系初始化端口，扫描电源输出电压（即输出采样电压和比较采样电压），然后核算压降从而核算出电源输出电流，再将电压、电流输出到端口，调用显现子程序，显现电压、电流值。
图5 主程序流程图
显现子程序如下图6所示。显现子程序是针对%&&&&&%L7135A/D与单片机接口电路规划的软件。程序开端后规划显现器，对LCDM1602B进行一次清屏，使其各个指令、数据寄存器的值进行清空，屏幕不显现任何字符。然后进行榜首行方位的设置，显现对应的“电流”、“电压”等字符，再进行第二行方位设置，显现电压、电流值。
图6 显现子程序流程图
结束语
可视化直流电稳压源除了具有传统的稳压电源的功用之外更是增加了电压、电流的可视化功用，在运用进程中省去了检测电流的繁琐进程，简略、便利、方便。本电源能够广泛地应用于各类电子实验室，尤其是企业研制部门的实验室，关于缩短产品研制周期有很活跃的含义。
