电子课设简易数控稳压源
数控直流稳压电源的设计和制作

数控直流稳压电源的设计和制作数控直流稳压电源,是一种集数字化控制、直流电源稳定输出功能于一体的电子制品,它广泛应用于各类实验、测试、仪器、通讯系统及各种机电设备中。
今天我们就来谈谈数控直流稳压电源的设计和制作的具体过程。
一、设计1.稳压芯片选型在设计数控直流稳压电源中,首先要选用一款适合的稳压芯片。
常见的稳压芯片有LM317、LM350、LM338等,选择其中的一种根据自己的需求进行选择。
例如,LM317适合安装功率较低的电路,LM350适合于安装功率较大的电路,而LM338的输出电流可达5A以上,是一种非常适合于实验室及大功率稳压电源设计的芯片。
2.规划电源输出模块在设计中需要考虑输出模块的功能设置与实际需要相符,因此需要详细了解电源输出模块的所有类型,包括DC稳压输出、DC包络线输出、交流输出、多路并联输出等的优劣之处,然后选用适合自己需要的类型进行设计。
3.阻容电路的设计在电源输出中需要设计阻容电路,其目的是为了保护电源不受怠工放置,以及电源的过载保护等,详见下面内容。
二、制作1.准备器材在制作数控直流稳压电源之前,需要准备相应的器材和材料,例如PCB板、元器件、焊接工具等。
2.电源输出模块的焊接在制作中需要用到数控直流稳压电源输出模块,首先在PCB板上进行焊接,接下来安装电容、二极管等元器件,进行一定量的基础防护。
3.安装稳压芯片安装稳压芯片需要考虑其散热问题,此时应该做好散热片附加硅脂,以保证芯片处于稳定状态。
4.接线在焊接和装配完成后,接线工作是必要的。
在接线时,必须要认真看清接线图,把电路板上的元器件和接线线路进行一一对应,以便拼接时不会出现误差。
5.开机测试制作数控直流稳压电源时,一定要经过开机测试。
在开机时,应该观察电源的工作状态是否正常,电压是否稳定,是否存在短路等问题。
这样可以在实际应用时更加安全和稳定。
以上就是数控直流稳压电源的设计和制作的具体过程,每一步都要做好方案设计和操作步骤的准备工作,以确保电源的稳定运行。
简易数控直流电压源报告

题目: 串联型直流稳压电源设计专业电子信息工程班级 09电信一班学号 090507128姓名黄志诚指导老师郭海燕摘要直流稳压电源一般由电源变压器,整流滤波电路及稳压电路组成。
变压器把高交流电变为需要的低压交流电。
整流器把交流电变为直流电。
经滤波后,稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。
本次设计主要采用串联型直流稳压电路,通过220V 、50HZ交流电压经电源变压器降压后,通过桥式整流VD1—VD4整流成直流电再经过滤波电容平滑直流电,减少直流电纹波系数。
最后,通过稳压器稳压,将输出电压稳定在5V。
关键词:整流、滤波、电压源、过流保护2目录1 系统设计 (3)1.1设计要求 (3)1.1.1 设计任务................................... 错误!未定义书签。
1.1.2、基本要求 (4)1.1.3、发挥部分 (4)1.1.4 测试要求................................... 错误!未定义书签。
1.1.5 系统框图................................... 错误!未定义书签。
1.2方案论证与比较 (4)1.2.1电压采样模块 (10)1.2.2 稳压模块 (10)1.2.3 过载保护模块 (11)1.2.4 最终方案 (6)2.单元电路分析 (6)2.1D/A转换模块 (6)2.1.1工作原理 (6)2.1.2 参数选择 (7)2.2电压放大模块 (7)2.2.1 工作原理 (7)2.2.2 参数选择 (7)2.3稳定电压源及电压采样模块 (8)2.3.1 工作原理 (8)2.3.2 参数选择 (8)2.4过载保护模块 (9)2.4.1工作原理 (9)2.4.2 参数选择 (9)3.软件设计 (15)3.1实现功能....................................... 错误!未定义书签。
数控直流稳压电源设计

课程设计说明书课程名称:模拟电子技术课程设计题目:数控直流稳压电源设计学生姓名:专业:电子信息工程班级:电信10-2学号:指导教师:日期: 2012 年 11 月 23 日数控直流稳压电源设计一、设计任务与要求1.功能与主要技术指标⑴输出电压:0∽9.9V步进可调,调整步距0.1V;⑵输出电流:≤500mA;⑶精度:静态误差≤1%FSR,纹波≤10mV;⑷显示:输出电压值用LED数码管显示;⑸电压调整:由“+”、“-”两键分别控制输出电压的步进增减;⑹输出电压预置:输出电压可预置在0∽9.9V之间的任意一个值;⑺其它:自制电路工作所需的直流稳压电源,输出电压为±15V,+5V; 2.数控直流稳压电源组成框图之一操作人员通过按键对系统发出电压调整指令,该指令与输出电路的状态信号一起送入数控部分电路,经过处理后产生符合指令要求的输出电压信号,并经输出电路功率驱动后输出。
当输出电路的输出电流超过极限值时,由过流保护电路产生的信号送入数控电路,关闭系统的电压输出,对系统的输出电路进行保护。
另外,数控部分还产生显示信息送入显示电路,将输出电压或其它信息报告给操作人员。
图1提示:⑴用可预置的加减计数器和D/A实现电压预置和电压步进控制;⑵用集成运放实现功率扩展或用三端集成稳压电源;⑶可用电压比较器实现过流控制;二、方案设计与论证根据设计任务要求,数控直流稳压电源的工作原理框图如上图1所示。
主要包括这几部分:自制稳压电源、数控部分电路、显示电路、模拟/数字转换电路(D/A变换器)、过流保护及输出电路部分。
数字控制部分用“+”、“-”按键控制可逆计数器,计数器的输出输入到D/A变换器,经D/A器转换成相应的电压,此电压经过放大到合适的电压值后,去控制稳压电源的输出,使稳压电源的输出电压以0.1V的步进值增减。
方案一:采用7805构成直流电源采用7805构成直流电源的电路如图2所示,改变RP阻值使7805的公共端的电压在-5V到10V之间可调,则7805的输出端电压就可实现0-15V之间可调了。
「数控直流稳压电源的设计与实现」

「数控直流稳压电源的设计与实现」数控直流稳压电源是一种应用广泛的电子设备,用于为各种电子设备提供稳定的直流电源。
本文将讨论数控直流稳压电源的设计与实现过程。
首先,设计一个数控直流稳压电源需要了解其基本原理。
该电源根据输入电源的不稳定性,通过电路设计和控制算法,将电源输出稳定在设定的电压值上。
主要包括输入稳压电路、反馈控制电路、功率放大电路等。
接下来,我们需要选择合适的元件来实现电源电路。
在选取稳压管、二极管等传统元件的同时,可以考虑使用集成稳压芯片和开关电源元件,以提高电源的效率和稳定性。
此外,还需要选取合适的功率放大器和控制器,以保证电源的输出电流和电压稳定性。
在电路设计完成后,需要进行仿真测试。
通过使用SPICE软件等工具,对电源电路进行仿真,以验证电路的工作原理和稳定性。
这包括输入电压范围、输出电流范围等参数的测试。
在完成电路设计和仿真测试后,需要进行电路的实际制作和调试。
这包括设计电路板、焊接元件、连接线路等步骤。
在制作完成后,需要对电路进行调试,检查是否存在电流短路、线路接错等问题,并进行修复。
最后,进行电源的性能测试。
通过连接相关的负载设备,测试电源的输出电压和电流是否稳定,并满足设计要求。
同时,通过使用示波器、数字万用表等测试仪器,验证电源的电压波形、纹波情况等参数。
总结起来,数控直流稳压电源的设计与实现包括了选取合适的元件、电路设计和仿真测试、制作和调试电路以及性能测试等步骤。
通过合理的设计和精确的调试,可以实现一个高品质的数控直流稳压电源。
实验四:设计一个数控直流稳压电源

实验四:设计一个数控直流稳压电源学号: xxxxxxxxx姓名: xxx专业(班级):0310409(电子)指导老师:王老师,谭老师摘要:电源是各种电子、电器设备工作的动力,是自动化不可或缺的组成部分,直流稳压电源是应用极为广泛的一种电源。
近年来,随着微机,中小型计算机的普及和航空航天数据通信,交通邮电等事业的讯速发展,当代对电源的需要不仅日益增大,而且对电源的性能、效率、重量、尺寸和可靠性以及诸如程序控制、电源通/断、远距离操作和信息保护等功能提出了更高的要求。
本课题做了一个简易的稳压直流电源。
要求如下:1、要求:0-12V输出可调。
2、输出电流1A。
3、键盘调整输出电压4、能数字显示输出电压的数值要求掌握:通过实验的设计掌握综合电子系统的设计方法关键词:直流、数控、稳压任务提出与方案论证1.1 基准电源部分实验要求为0-12V输出可调,本课题采用分立元件构成12V基准稳压电源,输入到DAC0808作为参考电源,实现电压的调控。
1.2 调控输出部分用at89c51单片机控制数字输入D/A转换器(DAC0808)实现可调输出,从而实现电压从0-12V的变化。
1.3 数值显示部分本课题采用单片机和数码管显示电源电压输出值。
总体设计2.1 系统框图图1-12.2 基准电压源VoBR1W005GC11mR14.9kR3100R4100Q12N2222D1ZPD10RL46%RV11kQ22N2222R210kR810k Volts+12.0图1-22.3 控制转换电路基准稳压电源 控制转换电路输出显示电路控制信息D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0Vo-15VA26VREF+14VEE3A15IOUT4A37A48A59A610A711A812VREF-15COMP16U5DAC0808C0.1u-15VR_35kR_4103267415U2LF35115VVolts+11.7图1-32.3输出显示电路A D E F G12B C H图1-4详细设计3.1总体电路UP DOWND7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D0A HBCDEFG A D E F G 12B C HUP DOWN VoV o12XTAL218XTAL119ALE 30EA31PSEN 29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR 16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51R_110kR_210k-15V234567891RP1RESPACK-8A26VREF+14VEE3A15IOUT 4A37A48A59A610A711A812VREF-15COMP 16U5DAC0808C0.1u-15V R_35kR_4103267415U2LF35115VBR1W005GC11mR14.9kR3100R4100Q12N2222D1ZPD10RL46%RV11kQ22N2222R210kR810k Volts+11.7Volts+12.03.2 程序源代码#include <AT89X51.H>#define up P3_0 #define down P3_1 #define d P0#define uint unsigned int #define uchar unsigned char #define d1 P3_2 #define d2 P3_3 #define dd P2uchar tab[]={0x3F, 0x06 , 0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};void delay(unsigned char);void display(uchar);void main(){uchar k=0;uchar t=0x00;d1=1;d2=1;dd=0x00;d=t;while(1){if(k){d=t;delay(20);k=0;}if(up==0){delay(50);if(up==0)t+=1;k=1;}if(down==0){delay(50);if(down==0)t-=1;k=1;}display(t);}}void delay(unsigned int m){uint i,j;for(i=0;i<m;i++)for(j=0;j<m;j++);}void display(uchar n){uchar a,b,c;c=n/21;a=c/10;b=c%10;d1=0;dd=tab[a];delay(20);dd=0x00;d1=1;d2=0;dd=tab[b];delay(20);dd=0x00;d2=1;}总结通过实验,加深了对稳压源定时器的了解,让我更进一步的提高了动手能力,第一次实现对它的应用,觉得蛮有成就感的,真正做发哦了理论与实践相结合,对知识实现了活学活用,掌握了基本的研究方法,还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。
数控直流稳压电源的设计和制作

数控直流稳压电源的设计与制作任务书——数控直流稳压电源1.基本功能实现:(2)可输出电流: 150mA。
(3)可输出电压值由数码管显示。
(4)由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减。
(5)为实现上述几部件工作,自制一稳压直流电源,输出输出± 15v,+5v。
2.扩展功能与创新:(1)输出电压可预置在0~10v之间的任意一值。
(2)用自动扫描代替人工按键,实现输出电压变化。
(3)扩展输出电压种类(比如三角波等)。
(4)扩展可输出电流:150mA。
(5)在扩展的基础上增加新的功能。
如与其他组雷同则不加分。
3.设计报告:(1)开题报告:包括可行性分析,方案比较,方案的确定,系统方框图,经费预算,组内分工,进程安排等。
(2)理论方案书:具体的原理图,逻辑分析,理论计算,电路仿真结果等。
(3)验证方案及验证结果:包括验证方案的原理,采取的措施,实际验证的结果等(4)设计总结:包括实践中出现的问题,解决方法,心得体会等。
(5)参考资料:包括采用的芯片,电路,参考书等。
摘要随着电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,电子设备与人们的工作、生活的关系益密切。
任何电子设备都离不开可靠的电源,它们对电源的要求也越来越高。
特别是随着小型电子设备的应用越来越广泛,也要求能够提供稳定的电源,以满足小型电子设备的用电需要。
本文基于这个思想,设计和制作了符合指标要求的开关稳压电源。
开关电源具有高频率、高功率密度、高效率等优点, 被称作高效节能电源。
由于开关稳压电源具有这些优点,基于这个思想设计了一个1~5V可调的低功率开关稳压电源,以满足小型电子设备的供电需要。
本文以开关电源的发展历史、发展现状以及发展趋势为线索,介绍了开关电源的一些新技术,技术指标,分类标准等。
并根据这些标准设计了一种满足小型电子设备供电需要的开关稳压电源。
电源设计的主要指标是:输入电压为AC220V,输入频率为50HZ,输入电压范围为AC165V~265V,输出电压为直流1~5V可调,输出最大电流为150mA,输出最大功率为2.25W。
简易数控直流稳压源报告书
• 综合以上二种方案分析, 以及考虑作品
的精度问题,最终选择方案一。11
主控图第十组解说完毕12谢谢13二:采用AD7543数/模转换器
• AD7543是12位的串行数/模转换器,虽然 其转换的时间较长,但这个影响并不是很大
,对题目的其它功能设计并没有影响,而且 它占用的I/O口线很少,只占用三条I/O口, 精度又高,当基准电压为5.12V时,其精度为 5.12/4094=0.00125V,正好符号题目中的要 求,又能增加创新功能故使用AD7543。
10
主控图
• 方案二:采用数字电路实现输出电压的控制 ,用加减计数器,通过加减键实现加计数 或减计数,将计数器的输出通过开关管驱 动继电器的电磁线圈,通过继电器来实现 电压检测电阻的切换,实现输出电压的控 制。用这种方法来实现,其优点是不用编 程,但其不足的之处是电路复杂,焊接工 程量大,一旦焊接错误,就会给检查硬件 带来很大的麻烦,而且调试也相对麻烦。
老师、同学们: 上午好!
我们制作的题目是:
3.课题三:简易数控直流稳压电源。 要求:①输出电压:范围0~+9.9V,步进0.1V,纹波 不大于10mV。
②输出电流:500mA。 ③具有输出电压显示功能。 ④由“+”、“-”两键分别控制输出电压步 进增减。 ⑤ 自制直流稳压电源±15V和+5V。
系统框图
进入电流转换论证 进入DA转换论证 进入控制系统论证
进入电源原理图
进入系统原理图
2
进入DA原理图
电源原理图
3
返回系统框图
主控制及显示原理图
4
返回系统框图
DA转换和扩流原理图
5
返回系统框图
一、系统基本方案
1.电流转换电压模块的设计
简易数控直流稳压源报告书
DA转换和扩流原理图
简易数控直流稳压源报告返书 回系统框图
一、系统基本方案
1.电流转换电压模块的设计
• 方案一:采用LM324来进行电流转换成电压 • 虽然LM324是四运放集成电路,其结构
相对简单,具有电源电压范围宽、静态功 耗小、单电源使用,但由于本作品要求电 压的精度较高,故在此设计中不采用此方 案。
简易数控直流稳压源报告书 AD转换图
3.数控电路的选择
• 方案一:用以AT89S52为核心的单片机控制 方案,通过编程,并通过按键来进行数据 的改变,并将改变的数据量传给AD7543进 行转换,输出电流信号,再转换成电压信 号,实现输出电压的步进等功能。运用这 种方案来实现题目的要求,其硬件电路的 设计简单,编程并不是很复杂,作品功能 的调试关键是只要能够调好AD7543的基准 源电压,作品的精度就能够实现。
简易案二:采用AD7543数/模转换器
• AD7543是12位的串行数/模转换器,虽然 其转换的时间较长,但这个影响并不是很大
,对题目的其它功能设计并没有影响,而且 它占用的I/O口线很少,只占用三条I/O口, 精度又高,当基准电压为5.12V时,其精度为 5.12/4094=0.00125V,正好符号题目中的要 求,又能A转化芯片的选择
• 方案一:采用DAC0832数/模转换器
• DAC0832是8位的并行数/模转换器,虽 然其转换时间短,产生的波形较好,但占 用的I/O口线多,至少要占用8条I/O口,而 且当基准电压为5V 时,其精度为 5/256=0.025V,精度不是很好,故在此不采 纳。
• 综合以上二种方案分析, 以及考虑作品
的精度问题,最终选择方案一。
简易数控直流稳压源报告书
主控图
课程设计——简易直流稳压电压
长安大学电子技术课程设计课落款称:简易直流稳压电源班级:32020804姓名:吴昌军指导教师:楚岩日期:2020-1-3前言电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的技术,效劳于各行各业。
数字式稳压电源与传统稳压电源电路相较,具有操作方便、电压稳固度高的特点。
目前,数字式直流稳压电源是电子技术经常使用的设备之一,普遍应用于咱们生活、工作、科研、各个领域。
本文将介绍一种数字式直流稳压电源,要求输出电压量程±12V,0V~+12V 持续可调;输出电压可数字显示,显示精度优于±0.1%;输出电流400mA。
其中,发挥部份为:电压调剂方式为:以0.1V为步进加或减;通过按键对可调电压输出一路进行预置数,0V~12V的任意一整数电压值可作为预置数。
作为第一次课程设计,整个资料搜集与工作进程有待提高。
第一步用一天时刻重点温习模电讲义中稳压电源部份,对直流稳压电压的原理,结构框图,变压、整流滤波、稳压三大部份有了初步了解。
第二步结合任务书的大体要求,用两天时刻查找搜集相关书籍与网络资料,在茫茫书海中找到核心资料,先确信整体方案为数控方式,再模块方案选择与论证,确立变压、单相桥式整流电容滤波、两路稳压输出、数控与数显的设计结构。
画出整个电路草图。
第三步,学习multisim 软件的电路原理图画法与电路仿真。
在该软件的学习与利用的进程中碰到一些大大小小的问题。
比如安装程序,熟悉各类工具的利用,元器件的查找,仿真起初难以出结果等等。
原理图和仿真完成后,第三步那么撰写报告。
整个课程设计进程,不仅使咱们更扎实的学习电子技术课程、学会仿真软件multisin;而且将理论知识与实践相结合,必然程度的锻炼了咱们的动手和电子设计能力,资料搜集能力,也达到了一种将知识活学活用的目的。
目录错误!未找到目录项。
鸣谢 (26)8元器件明细表及参考文献............................... 错误!未定义书签。
数控直流稳压电源设计
数控直流稳压电源设计绪论电源技术专门是数控电源技术是一门实践性专门强的工程技术,服务于各行各业。
电力电子技术是电能的最正确应用技术之一。
当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、操纵理论、材料等诸多学科领域。
随着运算机和通讯技术进展而来的现代信息技术革命,给电力电子技术提供了宽敞的进展前景,同时也给电源提出了更高的要求。
随着数控电源在电子装置中的普遍使用,一般电源在工作时产生的误差,会阻碍整个系统的精确度。
电源在使用时会造成专门多不良后果,世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。
只有满足产品标准,才能够进入市场。
随着经济全球化的进展,满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。
数控电源是从80年代才真正的进展起来的,期间系统的电力电子理论开始建立。
这些理论为其后来的进展提供了一个良好的基础。
在以后的一段时刻里,数控电源技术有了长足的进展。
但其产品存在数控程度达不到要求、辨论率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。
因此数控电源要紧的进展方向,是针对上述缺点不断加以改善。
单片机技术及电压转换模块的显现为精确数控电源的进展提供了有利的条件。
新的变换技术和操纵理论的不断进展,各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用,到90年代,己显现了数控精度达到0.05V的数控电源,功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。
从组成上,数控电源可分成器件、主电路与操纵等三部分。
目前在电力电子器件方面,几乎都为旋纽开关调剂电压,调剂精度不高,而且经常跳变,使用苦恼数字化智能电源模块是针对传统智能电源模块的不足提出的,数字化能够减少生产过程中的不确定因素和人为参与的环节数,有效地解决电源模块中诸如可靠性、智能化和产品一致性等工程问题,极大地提高生产效率和产品的可爱护性。
电源采纳数字操纵,具有以下明显优点:1)易于采纳先进的操纵方法和智能操纵策略,使电源模块的智能化程度更高,性能更完美。
2)操纵灵活,系统升级方便,甚至能够在线修改操纵算法,而不必改动硬件线路。
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目录1 选题背景 (2)1.1 指导思想 (2)1.2 方案 (2)1.3 基本设计任务 (3)1.4 发挥设计任务 (3)1.5 电路特点 (3)2 电路设计 (3)2.1 总体方框图 (3)2.2 直流供电部分 (4)3 各主要电路及部件工作原理 (4)3.1 74HC192 电路 (4)3.2 CD4511 简要说明 (5)3.3 DAC0832 电路 (5)3.4 CD4538 电路 (5)4 原理总图 (7)5 元器件清单 (8)6 调试过程及测试数据 (8)6.1 计数及显示部分的调试 (8)6.2 模拟电源部分调试 (8)6.3 控制部分的调试 (9)6.4 整体调试 (9)7 小结 (10)8 设计体会及今后的改进意见 (11)8.1 设计体会 (11)8.2 存在的问题及改进方案 (12)参考文献 (13)1 选题背景直流电源的应用在生活中非常广泛。
它为许多用电器直接提供能量。
特别是电子产品,大多为36V以下的低压。
然而生活中电压多为220V 交流,不能为这些用电器直接供电。
数控直流电源解决了这些问题,给我们带来了极大的方便。
1.1 指导思想首先将220V 交流电通过变压器变为25V 左右的低压,再通整流桥把交流变为直流,再经过大容量的滤波电容加到稳压管的输入端,稳压管输出端接一与定值电阻串联的电位器,使输出电压可调。
这为数控部分和运放提供稳定的直流电压。
数控直流电源的主要部分是控制,用按动开关为加减计数器提供脉冲,再用数码管做显示部分,显示计数器的当前值,(即输出电压的大小)再将计数器连接到DAC0832 上把数字量变为模拟量,控制功放管的基极来控制输出电压。
1.2 方案方案一:此电源主要有两部分组成,一部分直流电源供电部分,另一部分为数字控制部分,直流供电部分将220V 交流电通过变压器变为25V 左右的低压,再通整流桥把交流变为直流,再通过大容量的滤波电容加到稳压管的输入端,稳压管输出端接一与定值电阻串联的电位器,使输出电压可调。
另一部分为数控部分用按动开关为加减计数器提供脉冲,再用数码管做显示部分,显示计数器的当前值,(即输出电压的大小)再将计数器连接到DAC0832 上把数字量变为模拟量,控制功放管的基极来控制输出电压。
这个方案是把DA 输出的电流信号连接到运放上变为电压信号,两个DA 都是如此,只不过十位连接的运放电压输出大小保持不变,而个位连接运放输出电压变为0.1 倍。
再用一加法器把十位电压与个位电压加起来。
来控制功放管的基极继而控制输出电压大小。
方案二:此电源也主要有两部分组成,一部分直流电源供电部分,另一部分为数字控制部分,而它的主要功能由单片机来实现,数字控制部分简单易行,但需要编程。
且不符合此次课程实际的要求。
我们选择了方案一,它囊括了数模电的许多知识,而且从理论上简单易懂。
用到了单稳态触发器去除电路当中抖动,稳定输出数值,用了加减计数器是输出电压增加或减少,且使输出电压以0.1 步进,数值大小用数码管来显示。
加减计数器的输出接到数模转换器DAC0832,把数字变为模拟量,DA的输出接到运放放大器上,并用求和电路把两个DA 的电压加起来,(即把个位和十位加起来),用求和后的电压控制功放管的基极。
功放管的集电极接直流供给电源,为电路提供功率。
电路基本设计好,使用时通过两个按动开关,控制两个加减计数器,加减计数器输出几,数码管显示多少,输出电压也对应为几伏。
让我们学会用理论指导实践,理论与实践相结合,从实践当中升华理论知识。
1.3 基本设计任务设计并制作一个数控稳压电源。
电源设有“电压增”(UP)和“电压减”(DOWN)两个键,按UP 时输出电压步进增加,按DOWN 时步进减小。
具体要求如下:(1) 输出电压为0~9.9V,步进为0.1V;(2) 输出电压的误差≤±0.05V;(3) 用LED 数码管显示输出电压的设定值;(4) 最大输出电流≥1A。
1.4 发挥设计任务输出电压可在0~9.9V 范围任意预置。
1.5 电路特点我们选的数控直流电源这个课题,既涉及数电的知识,又有模电知识。
这个数控稳压电源实际上是用按键让加减计数器变化来控制输出电压的大小。
也就是用数电部分的数字量去控制模拟部分的输出量。
我们用了两片10 位加减计数器74HC192,两片数模转换器即DAC0832作为数字部分的控制。
两片计数器分别于两个模数转换器连接,两片计数器都是从0——9 变化,一片作为个位控制,另一片作为十位控制,通过数模转换器后输出为电流量。
再通过运放转换为电压的形式输出。
一个运放输出接1K的电阻,另一个运放接10K 的电阻同时接到加法器上,加法器上的反馈电阻位1K.再通过功放管。
就这样转化成了所需要的模拟量。
又用数码管作为显示部分。
数码管上显示输出的量。
就这样很容易的做成了数控直流电源,实现数字量控制模拟量。
2 电路设计2.1 总体方框图2.2 直流供电部分直流供电部分将220V 交流电通过变压器变为25V 左右的低压,再通整流桥把交流变为直流,再通过大容量的滤波电容加到稳压管的输入端,稳压管输出端接一与定值电阻串联的电位器,使输出电压可调。
另一部分为数控部分用按动开关为加减计数器提供脉冲,再用数码管做显示部分,显示计数器的当前值,(即输出电压的大小)再将计数器连接到DAC0832 上把数字量变为模拟量,通过DAC 的转换公式选取合适的参考电压。
输出即为所需的量。
两片数模转换器DAC0832 作为数字部分的控制。
两片计数器分别于两个模数转换器连接,两片计数器都是从0——9 变化,一片作为个位控制,另一片作为十位控制,通过数模转换器后输出为电流量。
再通过运放转换为电压的形式输出。
一个运放输出接1K的电阻,另一个运放接10K 的电阻同时接到加法器上,加法器上的反馈电阻位1K.再通过功放管。
控制功放管的基极来控制输出电压。
就这样转化成了所需要的模拟量。
这个方案是把DA 输出的电流信号连接到运放上变为电压信号,两个DA 都是如此,只不过十位连接的运放电压输出大小保持不变,而个位连接运放输出电压变为0.1 倍。
再用一加法器把十位电压与个位电压加起来。
来控制功放管的基极继而控制输出电压大小。
3 各主要电路及部件工作原理3.1 74HC192 电路按键连到192的加减脉冲输入端。
通过按动按键作为输入脉冲。
3.2 CD4511 简要说明CD4511 作为数码管的译码器,内部接有上拉电阻,译码器在较低工作电压情况下,如果数码管工作电流允许,可将译码器输出直接连到数码管上。
3.3 DAC0832 电路DAC0832 是一个8 位的数模转换器,把输入的数字量转化为所需的模拟量,只要选取合适的参考电压VREF 。
也是此设计方案中非常重要的一个芯片,将数字量转化为模拟量。
3.4 CD4538 电路CD4538 芯片内部有两个单稳态触发器。
用于按键的抖动消除,以免抖动带来的误操作,而造成显示不稳定,或者数字发生条约。
也是此电路准确输出电压的较为重要的原件。
4 原理总图5 元器件清单表5-16 调试过程及测试数据6.1 计数及显示部分的调试(1)初始上电数码管上显示0.0,按动一次“+”键,数码管显示0.1,再按动一次显示0.2,继续按动就会显示0.3,0.4,0.5,0.6……每按动一次“+”键数码管显示的示数就增加0.1。
当数码管显示9.9 时,在按动一次“+”键数码管示数回到0.0。
(2)初始上电时数码管上显示0.0,按动一次”-”键,数码管显示9.9,再按动一次数码管显示9.8,继续按动数码管依次显示9.7,9.6,9.5,9.4……总之,没按动依次”-”键,数码管显示的数值就会减0.1。
从以上调试结果可看出,“+”、”-”键没按动一次,显示部分步距为0.1,这说明计数及显示部分满足设计要求。
6.2 模拟电源部分调试(1)正电源的调试。
将电源插头接到220V 交流电插板。
用万用表测试模拟电源输出端的电压,万用表显示34V.2,旋动电位器使电源输出电压减小,当选到电压显示15.0V 时停止旋动电位器。
(2)负电源的调试。
由于数模转换器要用到-16V 参考电压,故做了一个负电源,调试时先将将负电源插头接到220V 交流点插孔。
再用万用表测试负电源输出端电压,万用表显示-34.8V,旋动电位器使电源输出值变到-16V,停止旋动电位器。
6.3 控制部分的调试上电后,按动“+”、“-”键使数码管显示不同示数,用万用表分别测试控制端输出电压数值。
数据记录如表6-3:表6-3可见控制部分输出电压与数码管显示示数基本相符,最大误差为0.03V.这表明控制部分设计方案合理。
6.4 整体调试将数控直流稳压电源各部分连接好,给个部分上电后,数码管显示0.0。
按动“+”、“-”键使数码管显示不同示数,用万用表分别数控直流稳压电源输出端输出电压数值。
数据记录如表6-4:表6-4从表记录的数据可看出,当数码管示数大于3.0 时,此数控直流稳压电源输出电压数值比较准确;当需要输出小3.0V 电压时,电源输出电压误差变大。
但最大误差为0.06V,满足误差小于0.1V 的设计要求。
7 小结这次课程设计遇到了很多问题,花费了很多时间,消耗了很多精力,但是也调动了学习的兴趣,体会到了设计的艰辛,也学到了很多平时学不到的知识,总之这次课程设计还是比较成功的。
刚开始做课程设计时,我们组进展一直很快,这主要得以与我与队友的密切合作,每次要进行某一部分时,我们都进行了明确的分工,先完成任务的总是给另一个提供帮助,始终保持步调的一直。
课程设计完后,我体会到了一个人,无论他时多么优秀,总是有他的局限性,很难把问题的方方面面都考虑到,必须相互协作才能更好的解决问题。
只要两人能够密切配合,就能得到1+1>2 的效果,如果配合不好,在设计中两个人有了严重分歧,这时应以完成任务为第一要务,一定要控制好个人的情绪。
负责两个人合作的结果只能是1+1<2,甚至是1+1<1 的效果。
但是过了两个周后,进展颇为艰难,主要是我们没有注意到一些细节问题,如DAC 参考电压应接-16V,而不是+16V,运放NE5532 应接+15V 和-15V 电压,我们当时接了+12V 和-12V,造成了一定的误差。
再加上马上有几门期末考试,花了很多时间去复习,就是这些问题耗费了很多的时间,以至于直到最后基本才交上电路板,这让我明白了在以后的设计中切不可掉以轻心,很简单的部分也应该认真去完成!设计方案模拟成功后,我和同学一起到电子市场买了很多电子元器件,在这个过程中,我们查了很多资料,比较了各种元器件的性能,为了降低设计成本,还和销售人员进行了谈判式的讨价还价。
最终通过各种渠道,买齐了各种元器件。