一、數(shù)顯穩(wěn)壓電源原理

　　元件參數(shù)：

　　B：220V/25V、150W

　　D0：50V、6A全橋

　　C1：4700μF/50V

　　C2：0.1μF

　　R1：1K

　　LED1：普通發(fā)光管

　　D1、D2：1N4001

　　D3：1N4007

　　R2：240Ω

　　R3：4.7K

　　V1：2N3055

　　R4：200Ω、5W

　　D4：1N4001

　　原理圖見圖1。220V交流電經(jīng)變壓器變壓、整流、濾波后變?yōu)?0V直流電壓，再經(jīng)LM317三端可調(diào)穩(wěn)壓器使電壓處于1.25～30V間某一值，經(jīng)D3、V1后，電壓變?yōu)?.05～28.8V間某值;其中R1為LED1限流電阻。D1、D2用來保護(hù)LM317。V1為2N3055，是功率用低頻大功率三極管，最大電流為15A，最大功率115W，最大輸入電壓60V，工作溫度為20℃～70℃。數(shù)字顯示電路采用外圍元件極少的CMOS集成電路ICL7107為核心元件。

　　二、ICL7107介紹

　　ICL7107內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理

　　ICL7107工作支持元件最少為5個(gè)電容器、4個(gè)電阻器、1個(gè)電位器以及顯示器，加上±5V電源，ICL7107就變成一個(gè)完整的3位半數(shù)字電壓表。

　　ICL7107內(nèi)部包括模擬電路和數(shù)字電路兩大部分，二者是互相聯(lián)系的。ICL7107用雙積分的方法實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換。一方面由控制邏輯產(chǎn)生控制信號，按規(guī)定時(shí)序?qū)⒍嗦纺M開關(guān)接通或斷開，保證A/D轉(zhuǎn)換正常進(jìn)行;另一方面模擬電路中的比較器輸出信號又控制著數(shù)字電路的工作狀態(tài)和顯示結(jié)果，如圖2所示。

　　為了使ICL7107電路正常工作，還必須正確選擇外部條件。

　　1.積分電阻RINT。為保證ICL7107在輸入電壓范圍內(nèi)線性工作，外接的積分電阻要選擇得足夠大，可由式RINT=VFS/IINT決定VFS為滿度電壓（即200mV），IINT為積分電流（一般為4μA），故這里選RINT為50KΩ左右。

　　2.積分電容CINT。CINT的取值主要決定于A/D轉(zhuǎn)換器的額定轉(zhuǎn)換速率和積分器額定積分電流，以積分輸出不飽和為原則。通常選用0.1～0.22μF的聚苯乙烯或聚碳酸酯介質(zhì)的電容器。

　　3.自動(dòng)穩(wěn)零電容CAZ。當(dāng)滿度輸入VFS=200mV，即參考電壓為100mV時(shí)（分辨率1字/100μV），CAZ一般選用0.47mF。

　　4.參考電容CREF。一般選為0.1μF。

　　4.參考電容CREF。一般選為0.1μF。

　　5.振蕩器電容COSC。取定值為100pF，ROSC取100KΩ，可以近似地獲得每秒3次的A/D轉(zhuǎn)換速率，即獲得每秒3次讀數(shù)。

　　6.參考電壓VREF。選取為100mV（當(dāng)滿度顯示電壓為200mV時(shí)）。通常使用ICL7107A/D轉(zhuǎn)換器時(shí)，電源電壓V+=+5V，V-=-5V。顯示器采用共陽極LED管。

　　7.ICL7107可用標(biāo)準(zhǔn)的3位半LED顯示電路或四塊分立的八段LED顯示電路進(jìn)行顯示。這時(shí)百位除用來顯示百位數(shù)是1外，還可以顯示負(fù)號、工作電壓過低等符號。

　　8.ICL7107沒有專門的小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)信號，小數(shù)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)是將數(shù)碼管的共陽極接+5V。小數(shù)點(diǎn)接GND即可使小數(shù)點(diǎn)段發(fā)光。

　　圖 2 IGL7107 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　ICL7107的特點(diǎn)

　　1.ICL7107是31/2位雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器，屬于CMoS大規(guī)模集成電路，它的最大顯示值為士1999，最小分辨率為100uV，轉(zhuǎn)換精度為0.05士1個(gè)字。

　　2.能直接驅(qū)動(dòng)共陽極LED數(shù)碼管，不需要另加驅(qū)動(dòng)器件，使整機(jī)線路簡化，采用士5V兩組電源供電，并將第21腳的GND接第30腳的IN。

　　3.在芯片內(nèi)部從V+與COM之間有一個(gè)穩(wěn)定性很高的2.8V基準(zhǔn)電源，通過電阻分壓器可獲得所需的基準(zhǔn)電壓VREF。

　　4.能通過內(nèi)部的模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)零和自動(dòng)極性顯示功能。

　　5.輸入阻抗高，對輸入信號無衰減作用。

　　6.整機(jī)組裝方便，無需外加有源器件，配上電阻、電容和LED共陽極數(shù)碼管，就能構(gòu)成一只直流數(shù)字電壓表頭。

　　7.噪音低，溫漂小，具有良好的可靠性，壽命長。

　　8.芯片本身功耗小于15mw（不包括LED）。

　　9.不設(shè)有一專門的小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)信號。使用時(shí)可將LED共陽極數(shù)數(shù)碼管公共陽極接V+.

　　10.可以方便的進(jìn)行功能檢查。

　　三、LM317簡介

　　LM317是常見的可調(diào)集成穩(wěn)壓器，輸出電壓范圍是1.25～37V，負(fù)載最大電流為1.5A。它的使用非常簡單，僅需兩個(gè)外接電阻來設(shè)置輸出電壓。此外，它的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率也比標(biāo)準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓器好。LM317內(nèi)置有過載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。如圖3所示。

　　圖3LM317結(jié)構(gòu)示意圖

　　1、2腳之間為1.25V電壓基準(zhǔn)，為保證穩(wěn)壓器的輸出性能，R1應(yīng)小于240Ω，改變R2阻值即可調(diào)整穩(wěn)壓電壓值。D1、D2用于保護(hù)LM317，以防Vin輸入為0時(shí)，C3存有的電流經(jīng)D1、D2返回LM317的3腳而損壞LM317。正常情況下，3腳電壓應(yīng)大于1腳電壓，同時(shí)，D2可以防止容性負(fù)載突然斷電時(shí)使LM317輸出電壓高于輸入端而損壞。按此接線方式輸出電壓為UO=1.25×（1+R2/R1），即輸出電壓取決于R2的阻值。改變R2的阻值，可以使輸出電壓由1.25連續(xù)變化到37V。

　　lm317主要參數(shù)

　　輸出電壓：1.25-37VDC；

　　輸出電流：5mA-1.5A；

　　芯片內(nèi)部具有過熱、過流、短路保護(hù)電路；

　　最大輸入-輸出電壓差：40VDC，

　　最小輸入-輸出電壓差：3VDC；

　　使用環(huán)境溫度：-10-+85℃。

　　存儲環(huán)境溫度：-65-+150℃。

　　LM317應(yīng)用電路

　　這個(gè)電路是LM317最基本的應(yīng)用電路，在使用的過程中要注意最小壓差不得小于4V和最大壓差不得大于37V，小于4V電路將不工作，大于37V將導(dǎo)致集成電路的損壞。

　　在需要使用大電流的情況下可用大功率管對電路進(jìn)行擴(kuò)流，這個(gè)電路是使用PNP型大功率三極管對LM317進(jìn)行擴(kuò)流。

　　這個(gè)電路是使用NPN型大功率三極管進(jìn)行擴(kuò)流，效果很好，我曾經(jīng)將電流擴(kuò)到5A，電路仍然工作穩(wěn)定。

　　具有限流保護(hù)的充電電路Iom=0.6/1=0.6A，調(diào)整R3可調(diào)整充電電流。

　　12V恒壓充電電路。

　　恒流電池充電電路。Io=1.25/24=52mA　改變電阻R1的數(shù)值，可提供不同的充電電流。