一种传感器电源电路的制作方法

本实用新型涉及电源领域，尤其涉及一种传感器电源电路。

背景技术：

传感器按照故障类型可以分为偏差故障、冲击故障、开路故障、漂移故障、短路故障、周期性干扰和非线性死区故障。其中，偏差故障的故障原因为：偏置电流或偏置电压等；冲击故障的故障原因是：电源和地线中的随机干扰，浪涌、电火花放电，D/A变换器中的毛刺等；开路故障的故障原因：信号线断、芯片管脚没连上等；漂移故障的故障原因：温等；短路故障的故障原因：污染引起的桥路腐蚀、线路短接等；周期性干扰的故障原因：电源50Hz干扰等；非线性死区故障的故障原因：放大器饱和、含有非线性环节等。其中偏差故障、冲击故障和周期性故障都与电源有关，可见电源质量与传感器的状态有很大的联系。现在市面上的稳压电源的分类方法繁多，若不能为传感器设计输出精度高的电源电路，容易造成传感器故障，市面上电源，普遍存在输出电压不可调或者电压调节精度不高的问题。因此，为解决上述问题，本实用新型提供了一种输出电压可调、电压精度高并且输出电压稳定的电源电路。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提出了一种输出电压可调、电压精度高并且输出电压稳定的电源电路。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种传感器电源电路，其包括变压器、整流电路和滤波器，还包括第一稳压电路、第二稳压电路、第三稳压电路、数字电位计和单片机；

变压器、整流电路、滤波器、第一稳压电路和第二稳压电路顺次电性连接，第三稳压电路分别与整流电路和单片机电性连接，数字电位计分别与第二稳压电路和单片机电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，整流电路包括第一整理桥和第二整流桥；

第一整流桥的1端和3端分别与变压器二次侧的第一抽头电性连接，第一整理桥的2端和4端分别与滤波器电性连接；

第二整理桥的1端和3端分别与变压器二次侧的第二抽头电性连接，第二整理桥的2端和4端分别与滤波器路电性连接。

进一步优选的，滤波器包括有极性电容C13、有极性电容C27和电容C28；

有极性电容C13的正极与第一整流桥的2端电性连接，有极性电容C13的负极与第一整流桥的4端电性连接；

有极性电容C27的正极和电容C28的一端分别与第二整流桥的2端电性连接，有极性电容C27的负极和电容C28的另一端分别与第二整流桥的4端电性连接。

进一步优选的，第一稳压电路包括LM7805芯片、二极管D12、稳压二极管D13和有极性电容C24；

LM7805的Vin引脚与有极性电容C13的正极电性连接，LM7805的Vout引脚分别与二极管D12的正极和有极性电容C24的正极电性连接，二极管D12的负极和有极性电容C24的负极分别与LM7805的GND引脚电性连接，LM7805的GND引脚通过稳压二极管D13接地。

进一步优选的，第二稳压电路包括MAX1792芯片、电容C25、有极性电容C28和电阻R48；

MAX1792芯片的1引脚分别与有极性电容C24的正极和电容C25的一端电性连接，电容C25的另一端接地，MAX1792芯片的2引脚与1引脚电性连接，MAX1792芯片的3引脚接地，MAX1792芯片的3引脚通过电阻R48与MAX1792芯片的8引脚电性连接，MAX1792芯片的8引脚分别与有极性电容C28的正极和MAX1792芯片的7引脚电性连接，有极性电容C28的负极接地，MAX1792芯片的6引脚和8引脚分别与数字电位计电性连接。

进一步优选的，数字电位计包括AD5142芯片；

AD5142芯片通过SPI通信总线与单片机电性连接，AD5142芯片的A1引脚与MAX1792芯片的8引脚电性连接，AD5142芯片的B1引脚与MAX1792芯片的6引脚电性连接，AD5142芯片的B2引脚接地，AD5142芯片的W1和W2引脚分别与单片机电性连接。

进一步优选的，第三稳压电路包括LM7805芯片、LM7812芯片、二极管D15、二极管D14、电容C29和有极性电容C30；

LM7812芯片的IN引脚分别与二极管D15的正极和有极性电容C27的正极电性连接，LM7812芯片的OUT引脚分别与二极管D15的负极、二极管D14的正极和LM7805芯片的IN引脚电性连接，LM7805芯片的OUT引脚分别与二极管D14的负极、二极管C29的一端和有极性电容C30的正极电性连接，电容C29的另一端、有极性电容C30的负极、LM7805芯片的GND引脚和LM7812芯片的GND引脚均接地。

进一步优选的，单片机为STC12C5A16S2；

STC12C5A16S2的P0.0和P0.1引脚分别与AD5142芯片的W1和W2引脚一一对应电性连接，AD5142芯片的SYNC、SDI、SDO和SCLK引脚分别与STC12C5A16S2的P1.4-P1.7引脚一一对应电性连接，STC12C5A16S2的VCC引脚与LM7805芯片的OUT引脚电性连接。

本实用新型的一种传感器电源电路相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)通过设置第一稳压电路和第二稳压电路，使得电源电路输出的电压更稳定，第一稳压电路为第二稳压电路提供稳定的工作电压，使第二稳压电路工作效率更高，第二稳压电路根据数字电位计的阻值调节输出的稳定并且固定的电压值，为传感器提供良好的电源，减少传感器故障发生的概率；

(2)通过设置数字电位计和单片机，可以通过单片机准确调节数字电位计的电阻值，提高第二稳压电路输出更精确的电压值，利用单片机调节数字电位计阻值的方法代替传统旋转旋钮调节的方式，使得调节的方式更方便；

(3)整个装置可以通过单片机准确调节数字电位计的阻值，使得第二稳压电路输出电压值更精确，通过第二稳压电路，可以输出多种固定直流电压，增强了电源的通用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种传感器电源电路的结构图；

图2为本实用新型一种传感器电源电路中第一稳压电路和第三稳压电路的电路图；

图3为本实用新型一种传感器电源电路中第二稳压电路和数字电位计的电路图；

图4为本实用新型一种传感器电源电路中单片机的引脚图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型的一种传感器电源电路，其包括变压器、整流电路、滤波器、第一稳压电路、第二稳压电路、第三稳压电路、数字电位计和单片机。

在本实施例中，变压器是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。

整流电路，利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。在本实施例中，如图2所示，整流电路包括第一整理桥和第二整流桥；其中，第一整流桥为传感器提供直流电，第二整流桥为单片机提供直流电。具体的，第一整流桥的1端和3端分别与变压器二次侧的第一抽头电性连接，第一整理桥的2端和4端分别与滤波器电性连接；第二整理桥的1端和3端分别与变压器二次侧的第二抽头电性连接，第二整理桥的2端和4端分别与滤波器路电性连接。

滤波电路，将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压，亦可减少以高次谐波为主的干扰源，从而改善电源波形。在本实施例中，由于包含了两路整流桥，因此也包含了两路滤波电路，如图2所示，其中一路滤波电路包括有极性电容C13，另一路滤波电路包括有极性电容C27和电容C28。具体的，有极性电容C13的正极与第一整流桥的2端电性连接，有极性电容C13的负极与第一整流桥的4端电性连接；有极性电容C27的正极和电容C28的一端分别与第二整流桥的2端电性连接，有极性电容C27的负极和电容C28的另一端分别与第二整流桥的4端电性连接。

第一稳压电路和第三稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化，第一稳压电路为第二稳压电路提供恒定的电压，第二稳压电路的功能是实现输出可调固定电压的目的，为不同传感器提供不同等级的工作电压，避免传感器因工作电压不同而需设计不同的电源电路的问题。

在本实施例中，如图2所示，第一稳压电路包括LM7805芯片、二极管D12、稳压二极管D13和有极性电容C24；具体的，LM7805的Vin引脚与有极性电容C13的正极电性连接，LM7805的Vout引脚分别与二极管D12的正极和有极性电容C24的正极电性连接，二极管D12的负极和有极性电容C24的负极分别与LM7805的GND引脚电性连接，LM7805的GND引脚通过稳压二极管D13接地。其中，LM7805芯片输出﹢5V直流电压，有极性电容C13和有极性电容C24分别为输入端和输出端的滤波电容，二极管D12是输出保护二极管就按，一旦LM7805芯片输出电压低于稳压二极管D13时，二极管D12导通，将输出电流旁路，从而保护LM7805芯片输出级不被破坏。

如图3所示，第二稳压电路包括MAX1792芯片、电容C25、有极性电容C28和电阻R48；具体的，MAX1792芯片的1引脚分别与有极性电容C24的正极和电容C25的一端电性连接，电容C25的另一端接地，MAX1792芯片的2引脚与1引脚电性连接，MAX1792芯片的3引脚接地，MAX1792芯片的3引脚通过电阻R48与MAX1792芯片的8引脚电性连接，MAX1792芯片的8引脚分别与有极性电容C28的正极和MAX1792芯片的7引脚电性连接，有极性电容C28的负极接地，MAX1792芯片的6引脚和8引脚分别与数字电位计电性连接。其中，MAX1792芯片输入电压范围为2.5-5.5V，输出电压可以固定输出1.5V、1.8V、2.5V、3.3V和5.0V电压，通过调节数字电位计的电阻值，调节输出电压，电阻R46为上拉电阻。

数字电位计，高精度调节电阻的阻值，通过用单片机调节数字电位计阻值的方法代替传统旋转旋钮调节的方式，使得第二稳压电路输出值更精确。在本实施中，如图3所示，数字电位计包括AD5142芯片；具体的，AD5142芯片的SYNC、SDI、SDO和SCLK引脚分别与STC12C5A16S2的P1.4-P1.7引脚一一对应电性连接，AD5142芯片的A1引脚与MAX1792芯片的8引脚电性连接，AD5142芯片的B1引脚与MAX1792芯片的6引脚电性连接，AD5142芯片的B2引脚接地，AD5142芯片的W1和W2引脚分别与STC12C5A16S2的P0.0和P0.1引脚一一对应电性连接。其中，A1和B1是一个电阻的两端，W1是其中间滑片，A2和B2是另一个电阻的两端，W2是其中间滑片，通过STC12C5A16S2调节W1和W2，控制数字电位计的电阻值，数字电位计输出的电阻值为精确电阻值，使得MAX1792芯片输出固定电压值更精确，减少电源精度不高对传感器的影响。

在本实施例中，单片机不仅可以调节数字定位器输出的电阻值，还可以作为传感器探测系统的中心控制器。如图4所示，本实施例单片机选用STC12C5A16S2。

如图2所示，第三稳压电路包括LM7805芯片、LM7812芯片、二极管D15、二极管D14、电容C29和有极性电容C30；具体的，LM7812芯片的IN引脚分别与二极管D15的正极和有极性电容C27的正极电性连接，LM7812芯片的OUT引脚分别与二极管D15的负极、二极管D14的正极和LM7805芯片的IN引脚电性连接，LM7805芯片的OUT引脚分别与二极管D14的负极、二极管C29的一端和有极性电容C30的正极电性连接，电容C29的另一端、有极性电容C30的负极、LM7805芯片的GND引脚和LM7812芯片的GND引脚均接地，STC12C5A16S2的VCC引脚与LM7805芯片的OUT引脚电性连接。其中，二极管D14和二极管D15用于负压差保护，防止压差击穿稳压器的be结使单片机永久失效，有极性电容C27、电容C28、电容C29和有极性电容C30使输出电压波纹限制在一定范围内。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。