直流可变毫伏电压发生器的制作

1、直流可变毫伏电压发生器的制作在现代工业中， 不仅仪表的使用得到广泛应用， 微电压采样 监控也成为自动化控制中不可缺少的重要环节， 那么如何得到一 个毫伏级电压对仪表的表头进行整定， 及模拟控制电路中的采样 电压，对监控电路的灵敏进行测试，就是很有必要的。一、总体思路用电池产生一个直流电源通过 MC34063升压至一个稳定值了，用一个固定电阻与一个精密电位器分压出一个毫伏级电压后 送运算放大器进行放大后输出并由数字表进行显示， 。实物如图 1-1 所示：二、电源的产生想要得到一个方便、 实用的毫伏级电压发生器， 首先要解决 的是要有一个稳定的电压源， 用四节五号电源能够得到一个相对 稳定的电源，

2、但是电池电压会随着使用次数的增加而慢慢降低， 使得精确度不断发生变化，在这可以增加一个升压式开关电源， 使得电池在万耗尽前都能保证提供一个稳定的电压，采用MC34063开关电源升压电路， MC34063是一种开关型高效 DC/DC 变换集成电路。内设置有大电流的电源开关， 34063能够控制的 开关电流达到 1.5A ；它的内部含有具有温度补偿的基准电压源、 比较器、 具有限电流电路的占空比可控的振荡器、 驱动器和大电 流输出开关管。 参考电压源是温度补偿的带隙基准源， 振荡器的振荡频率由 3 脚的外接定时电容决定； 开关晶体管由比较器反向 输入端与振荡器相连的逻辑控制线路置成ON并由与振荡器

3、输出同步的下一个脉冲设置成 OFF。MC34063芯片组成的升压电路原理图如图1-2所示，当芯片内的开关管（T1晶体管）导通时，电源经取样电阻R3电感L1。 芯片MC34063的1脚接二极管CR1后通过电容C3接地，2脚、4 脚则直接接地；此时电感 L1 开始存储能量，而是由上述电路中 的100uF的电容C3对负载提供能量。当T1开关管关断时，电源 和电感同时给负载和100uF的电容C3提供能量。电感在释放能 量期间， 由于其两端的电动势极性与电源极性相同， 相当于两个 电源相串联， 因而负载上得到的电压高于电源电压。 开关管导通 与关断的频率称为芯片的工作频率， 只要芯片的频率相对负载的 时

4、间足够高，负载便可以获得连续的直流电压。 LM358构成的比 较器对输入电源电压进行比较，用来指示电池组电压低于 3.5V 时，指示灯不亮。三、电源调节与驱动利用电阻分压原理，从 5V直流电源上分压出毫伏级电压， 电路原理图如图1-3所示，R10 （56K欧）与R11（ 1K欧）串联 后在R11（ 1K欧）上并一个RP1（ 1K欧）的精密电位器，现实信 号从 0 毫伏到 44.2 毫伏的可变电压，将得到微弱的信号送到运 算放大器的正向比较端（ 5 脚），把运算放大器正向放大电路， R9与R12为2K欧姆，运放的放大倍数为 2倍，那么运放的输出（7脚）就可以得么一个 0 毫伏到 88.4 毫伏的

5、可调电压，如果 在R12的两端并上一个2K欧姆的，使运放的放大倍数提高到3,那么运放的输出（ 7 脚）就可以得到一个 0毫伏到 132.6 毫伏的 可调电压。直流经电阻分压出来的毫伏电压经过放算放大器后不 仅扩展了信号范围，还使驱动能大大的得到提高。四、信号指示指示部分采用 ICL7107 集成电路， ICL7107 是目前广泛应用 于数字测量系统， 是一种集三位半转换器段驱动器位驱动器于一 体的大规模集成电路， 能够直接驱动共阳极数字显示器， 够成数 字电压表， 此电路简洁完整， 它采用的是双积分原理完成 A/D 转 换，全部转换电路用 CMO大规模集成电路设计。芯片第一脚是 供电，正确电压

6、时 DC5V刚好满足MC34063升压后的电压值。 同时 ICL7107 芯片数字电压表具有以下九大特点： 1. 显示数据 直观，度数准确。 2. 准确度高。 3. 分辨率高。 4. 测量范围宽。 5. 扩展能力强。 6. 测量速率高。 7. 输入阻抗高。 8. 集成度高， 微功耗。ICL7107 数字电压表的设计电路如图 1-4（附后）所示，芯 片内部主要包括 8 个单元：（ 1 ）时钟振荡器， （ 2）频分器；（ 3） 计数器；（ 4）锁存器； （ 5）译码器；（ 6）异或门相应为驱动 器；（7）控制逻辑；（8）LCD显示器。时钟振荡器由ICL7106 内部相反器F1、F2以及外部阻容元件

7、 R4 C1组成。若取R4为 100 千欧， C1 为 101 ，则测量速率约为 2.5 次每秒。我们要产生的电压范围是 0-135mV,可以把ICL7107设计成 0-199.9mV档，所以芯片27, 28, 29引脚的元件数值，它们是 0.22皮法、47K、0.47皮法阻容网络，这三个元件属于芯片工作 的积分网络, 不能使用磁片电容。 芯片的 33 和 34 脚接的 0.1 皮 法电容也不能使用磁片电容。芯片第一脚是供电,正确电压是 DS5V第36脚是基准电压，正确数值是 100mV第26引脚是负 电源引脚，正确电压数值是负的，在-3V至-5V都认为正常，但是不能是正电压,也不能是零电压。

8、芯片第 31 引脚是信号输入 引脚，可以输入正、负199.9mV的电压，在一开始，可以把它接 地,造成 0 信号输入,以方便测试。芯片的电源地是 21 脚,模 拟地是 32 脚,信号地是 30 脚,基准地是 35 脚,通常使用情况 下,这 4 个引脚都接地。负电压产生电路：负电压电源可以从电 路外部直接使用 7905 等芯片来提供,但是这要求供电需要正负 电源，通常采用简单方法，利用一个+5V供电就可以解决问题。比较常用的方法是利用ICL7660或者是NE555等点录来得到。这 样需要增加硬件成本。我们用一只 NPN三极管，两只电阻，一个 电感来进行信号放大，把芯片38脚的真当信号串接一个 4

9、7K电阻连接到三极管B极，在三极管C极串接一个电阻（为了保护） 和一个电感 （提高交流放大倍数） ,在正常工作时, 三极管的 C 极电压为 2.4V 到 2.8V 为最好。 这样, 在三极管的 C 极有放大 的交流信号，把这个信号通过2只4u7电容和2支1N4148二极管。构成倍压整流电路,可以得到负电压供给 ICL7107 的 26 脚 使用。这个电压，最好是在-3.2V到-4.2V之间。如果上面的所有连接和电压数值都是正常的，也没有 短路或者 开路 故障，那么，电路就应该可以正常工作了。利用一个 电位器和指针万用表的电阻 X1挡，我们可以分别调整出 50mV 100mV 190mV三种电压来，把它们依次输入到ICL7107的第31脚，数码管应该对应 50.0 、1000.0、190.0 的数值，允许有 2- 3 个字的误差。如果差别太大，可以微调一下VR1来改变36脚的电压。a5g5、a6g6、a6g6、bc8分别为个位、十位、百 位、千位的笔段驱动端，接至LCD的相应笔段电极。千位 b、c段在LCD内部连通。当计数值 N1999时显示器溢