數(shù)控直流電源報告

1、數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計報告 日期：年月日數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計報告西華大學(xué)鄧久兵鄭祥洲喻翌摘要：本系統(tǒng)是以lm317為基礎(chǔ)，用程控的方法實現(xiàn)電輸出1.25v到15v,步進(jìn)為0.1v，共137級的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源。采用負(fù)阻抗變換器（lm324的運(yùn)放功能）將模擬開關(guān)集成電路cd4066數(shù)控實現(xiàn)137級電阻2k至275k變換為137級20至2.75k作為可調(diào)三端集成穩(wěn)壓電路lm317輸出電壓的調(diào)節(jié)電阻，來調(diào)節(jié)直流電壓的步進(jìn)輸出。該電源可用ttl電平直接驅(qū)動，調(diào)整方便，輸出電壓范圍大。關(guān)鍵詞：穩(wěn)壓、數(shù)控、負(fù)阻抗變換一、 系統(tǒng)方案1、 系統(tǒng)的總體框架根據(jù)題目要求，本系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)包括四個部分：程控部分、電壓調(diào)

2、節(jié)部分、穩(wěn)壓部分、顯示部分，（如圖一）下面對各部分方案進(jìn)行論證。電壓調(diào)節(jié)部分cd4066程控部分at89s52穩(wěn)壓部分lm317顯示部分圖一：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2、 程控部分 采用at89s52控制cd4066來調(diào)節(jié)穩(wěn)壓部分的輸出和實現(xiàn)對輸出電壓的顯示。3、 穩(wěn)壓部分：采用lm317可調(diào)三端集成穩(wěn)壓器。（如圖二）9 圖二輸出電壓調(diào)節(jié)范圍在1.25v至37v,輸出電流最大1.5a。輸出電壓uout=1.25(1+r1/r2)+iadjr2,當(dāng)iadj小于100ua時，uout=1.25(1+r1/r2)，因此只需要精確控制r2的阻值就可以控制輸出電壓。4、 電壓調(diào)節(jié)部分 方案一: 采用模擬開關(guān)集成電路

3、cd4066作為穩(wěn)壓部分r2的調(diào)節(jié)裝置。 方案二：采用8個繼電器控制電阻的連接方式作為穩(wěn)壓部分r2的調(diào)節(jié)裝置。 綜上：本系統(tǒng)采用模擬開關(guān)cd4066，來縮小電路的體積，減少電平的干擾。5、 顯示部分 采用液晶1602對輸出電壓顯示在屏幕上。二、 理論分析與計算1、 穩(wěn)壓部分r2阻值的變化范圍本設(shè)計基本要求輸出電壓在2v至15v，輸出電流為1.5a,步進(jìn)為0.1v。為便于r2阻值的選取r1=250,則r2設(shè)計為20至2.75k,以20為步進(jìn)值，共137級可調(diào)數(shù)控電阻。2、 電壓調(diào)節(jié)部分 cdco66為四路模擬開關(guān)，分a組、b組、c組、d組?？刂贫丝捎蓆tl電平驅(qū)動，工作原理：以a組為例，當(dāng)con

4、_a為高電平時，a i/o與a o/i內(nèi)部直接相連，其導(dǎo)通電阻為200，當(dāng)con_a為低電平時，a i/o與a o/i內(nèi)部開路，起電阻為20m。則本設(shè)計采用兩個cd4066串聯(lián)來實現(xiàn)137級可調(diào)電阻數(shù)控。因此只要用ttl電平就可以分別控制8組模擬開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷，（圖3）為cdco66的外圍電路 ，其外圍電阻的選取如圖所示： 圖三因模擬開關(guān)cd4066存在導(dǎo)通電阻200，關(guān)斷電阻20m本設(shè)計采用負(fù)阻抗變換器將模擬開關(guān)集成電路cd4066數(shù)控實現(xiàn)137級電阻2k至275k變換為137級20至2.75k作為可調(diào)三端集成穩(wěn)壓電路lm317輸出電壓的調(diào)節(jié)電阻，負(fù)阻抗變換器采用lm324運(yùn)算放大器實現(xiàn)，

5、（圖四）為負(fù)阻抗變換電路，根據(jù)運(yùn)算放大器的工作特點可得：輸入阻抗ui/ii= -r1rl/r2。因此改變電阻r1、r2就可以改變變換比例，由于是負(fù)阻抗變換器，本設(shè)計采用兩級實現(xiàn)變換比例1/100。電阻取值r1=1k,r2=10k。圖四三、 系統(tǒng)電路設(shè)計 根據(jù)上述設(shè)計，把137級20至2.75k數(shù)控可調(diào)電阻同可調(diào)三端穩(wěn)壓集成電路lm317結(jié)合，從而實現(xiàn)137級數(shù)控直流穩(wěn)壓電源，得到總的設(shè)計圖（如圖五）圖五四、 系統(tǒng)軟件設(shè)計按鍵掃描 系統(tǒng)基于單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)keilc51，軟件流程圖（如圖六所示）系統(tǒng)預(yù)置初始電壓電壓細(xì)調(diào)減少電壓細(xì)調(diào)增加電壓粗調(diào)減少電壓粗調(diào)增加 圖六五、 系統(tǒng)測試 實驗測試的數(shù)據(jù)如下

6、：p0uoutp0uoutp0uoutp0uoutp00xff1.280xef2.880xdf4.390xcf5.990xbf0xfe1.380xee2.980xde4.490xce6.090xbe0xfd1.480xed3.080xdd4.590xcd6.190xbd0xfc1.580xec3.180xdc4.690xcc6.290xbc0xfb1.680xeb3.280xdb4.790xcb6.390xbb0xfa1.780xea3.380xda4.890xca6.490xba0xf91.880xe93.480xd94.990xc96.590xb90xf81.980xe83.580xd85

7、.090xc86.690xb80xf72.080xe73.680xd75.190xc76.790xb70xf62.180xe63.780xd65.290xc66.890xb60xf52.280xe53.880xd55.390xc56.990xb50xf42.380xe43.980xd45.490xc47.090xb40xf32.480xe34.080xd35.590xc37.20xb30xf22.580xe24.180xd25.690xc27.30xb20xf12.680xe14.280xd15.790xc17.40xb10xf02.780xe04.380xd05.890xc07.50xb0u

8、outp0uoutp0uoutp0uoutp0uout7.60xaf9.210x9f10.820x8f12.420x7f14.037.70xae9.310x9e10.920x8e12.520x7e14.137.80xad9.410x9d11.020x8d12.620x7d14.237.90xac9.510x9c11.120x8c12.720x7c14.3380xab9.610x9b11.220x8b12.820x7b14.438.10xaa9.710x9a11.320x8a12.930x7a14.548.210xa99.810x9911.420x8913.030x7914.648.310xa8

9、9.910x9811.520x8813.130x7814.748.410xa710.010x9711.620x8713.230x7714.848.510xa610.110x9611.720x8613.330x7614.948.610xa510.210x9511.820x8513.430x7515.048.710xa410.320x9411.920x8413.530x7415.148.810xa310.420x9312.020x8313.630x7315.258.910xa210.520x9212.120x8213.730x7215.359.010xa110.620x9112.220x8113.830x7115.459.110xa010.720x