LM317是一款輸出可變電壓的三端穩(wěn)壓塊,，通過調(diào)節(jié)控制端電壓,，而改變輸出端的電壓，LM317的控制端電壓與輸出端電壓的基準電壓約為1.25V. 只要給輸出端-1.25-13.75V的電壓值,，我們就可以得到0-15V的輸出電壓,。控制端電壓我們可以通過單片機最小系統(tǒng)實現(xiàn)智能控制,，將DA信號運算放大調(diào)整到-1.25-13.75V,。

一：設(shè)計方案

以穩(wěn)壓芯片LM317為主要的恒定電壓輸出，通過MSP-430153系列單片機作為控制系統(tǒng),，完成信號的采樣和數(shù)值的顯示,，以實現(xiàn)恒定電壓輸出的動態(tài)調(diào)整。該方案制作簡單,，成本較低,，適合于初學者學習和制作。本設(shè)計分為：①整流,；②穩(wěn)壓輸出,；③單片機最小系統(tǒng)；④集成運算放大,；⑤過流保護電路,；⑥系統(tǒng)供電網(wǎng)絡(luò)。該方案原理方框圖如圖1所示,。

①整流電路

采用橋式整流,，充分地利用了電源，提高了電源的利用率,，比起半波整流輸出電壓提高了一倍,。如圖2：

②LM317穩(wěn)壓輸出

LM317在沒有容性的負載情況下能夠穩(wěn)定輸出，但在有容性的負載時容易發(fā)生自激,。為了,，抑制自激，在輸出端加一個1uF的電解電容C29,。但當輸出端短路時放電電流可能會損壞穩(wěn)壓塊,，因此，在輸入輸出極接一個二極管D16即可,。C47為消除控制電壓的紋波大小,，但同樣，在短路時會,，放電電流會通過LM317的調(diào)整管和基準放大管而損壞穩(wěn)壓塊,，故在控制端好輸出端加一個保護二極管D19。如圖3

③單片機最小系統(tǒng)

單片機最小系統(tǒng)為整個系統(tǒng)的核心,，包括信號的采集,，輸入輸出的空制等。

④集成運算放大器

集成運算放大器采用LM324,利用差動放大電路,，將DA輸出信號（0-2.5v）放大到-1.25-13.75V反饋給LM317的控制端,，是其輸出電壓在0-15V的變化范圍之內(nèi)。如圖4

⑤過流保護電路

過流保護電路分軟件保護和硬件保護兩部分,，軟件保護為輔助保護,，硬件保護為主要保護.

軟件保護通過程序控制,，不斷查詢采樣到的信號看是否超過設(shè)定的最大值，如果超了

由單片機執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序,，將信號發(fā)送給驅(qū)動電路,，斷開整個回路.

硬件保護電路利用繼電器的工作原理，當電流過大時,，將采集到的信號（采集到的信號為200mV）經(jīng)過放大到使三級管導通（0.7v）,驅(qū)動繼電器工作,。此時繼電器的常閉觸點斷開，整個電路停止供電,。但帶來了一個問題就是,，整個回路一但停止供電，那么繼電器也就不在工作而自動復(fù)位,，如果,，電路還處于功率過大或者電路狀態(tài)的話，那么,，驅(qū)動電路又將驅(qū)動繼電器工作而形成惡性循環(huán),，不斷的斷開-復(fù)位-斷開，如果,，長期這樣將會損壞繼電器達不到保護電路的目的,。在這種情況，可以利用繼電器的自鎖功能來解決這一難題,，要想繼電器一直工作就必須給它持續(xù)供電,，這樣，我們就這好通過常開觸點另外供電,，一但電路電流過大,，繼電器工作常閉觸點斷開，整個回路斷開,，但常開觸點閉合另外給繼電器供電而實現(xiàn)繼電器的自鎖功能,。已達到真正保護電路的效果（繼電器復(fù)位需加一個復(fù)位開關(guān)執(zhí)行手動復(fù)位）如圖5

⑥系統(tǒng)供電網(wǎng)絡(luò)

系統(tǒng)供電網(wǎng)絡(luò)分別采用7815, 7805, 7905穩(wěn)定輸出15V, 5V和-5V的電壓為整個系統(tǒng)供電。如圖6