基于ICL7107的多路多用儀表的設(shè)計(jì)

1、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

1.1、設(shè)計(jì)目標(biāo)

本次設(shè)計(jì)是以ICL7107芯片為核心設(shè)計(jì)一個(gè)可以同時(shí)測(cè)量多路電流和多路電壓的數(shù)字式儀表。因?yàn)樵?a href="http://www.ttokpm.com/v/tag/9240/" target="_blank">繼電保護(hù)中某些數(shù)據(jù)要同時(shí)測(cè)量才有意義，本次設(shè)計(jì)正好可以滿足繼電保護(hù)的這些要求，具體要實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)目標(biāo)：

1）最基本的功能是同時(shí)測(cè)量多路電壓和電流;

2）負(fù)載電流超過定值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并自動(dòng)切斷本路電源;

3）低廉的生產(chǎn)成本，較高的可靠性;4）數(shù)字化顯示，易于讀數(shù)。

1.2、總體方案

本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)框圖見圖1。

圖1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖

在圖1中，24/48V直流電源模塊由兩塊獨(dú)立的24V直流電源組合而成，根據(jù)負(fù)載要求可以組合成24V或者48V的直流電源。為突出本論文的重點(diǎn)，把一些輔助功能如保護(hù)等劃入到電源模塊中。5V直流電源是一個(gè)二次側(cè)為M+N個(gè)獨(dú)立繞組的變壓器，經(jīng)過整流濾波產(chǎn)生5V直流電源，給數(shù)字表中的ICL7107芯片供電。系統(tǒng)框圖中為什么用粗黑色線連接5V電源和各路電表，而不象24/48V直流電源那樣共正負(fù)極連接，在系統(tǒng)集成時(shí)會(huì)具體介紹原因。

2、系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

2.1、ICL7107性能簡(jiǎn)介

ICL7107芯片是高性能、低功耗、雙積分型三位半A/D轉(zhuǎn)換器。它集成了A/D轉(zhuǎn)換的模擬部分電路如緩沖器、積分器、電壓比較器、正負(fù)電壓參考源和模擬開關(guān)，數(shù)字電路部分如振蕩器、計(jì)數(shù)器、鎖存器、譯碼器、驅(qū)動(dòng)器和邏輯控制電路等，可直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（LED）。

2.2、數(shù)字式電壓表設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)的數(shù)字式電壓表采用單+5V供電和外接參考源方式，設(shè)計(jì)原理圖見圖圖2。

圖2 ?電壓表原理圖

由于系統(tǒng)正常工作電壓為24V或48V，結(jié)合ICL7107芯片是三位半轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)的數(shù)字式電壓表量程為99.9V，小數(shù)點(diǎn)固定在圖2中的2號(hào)數(shù)碼管上。如圖2所示輸入端采用99K和1K分壓電路，當(dāng)輸入最大值99.9V時(shí)，經(jīng)過分壓電路分壓后進(jìn)入芯片的電壓約為1V。