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文檔簡介
1、電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告0-30V數(shù)控穩(wěn)壓電源所在學(xué)院:電氣工程與自動化學(xué)院姓 名: 賀猛 學(xué) 號: 8 專業(yè)班級: 自動化08-6班 指導(dǎo)老師: 2010年9月8日摘要隨著時代的發(fā)展,數(shù)字電子技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活,工作,科研,各個領(lǐng)域,本文將介紹一種數(shù)控直流穩(wěn)壓電源,本電源由模擬電源、顯示電路、控制電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、放大電路四部分組成.準(zhǔn)確說就是模擬電源提供各個芯片電源、數(shù)碼管、放大器所需電壓;顯示電路用于顯示電源輸出電壓的大小。同時分析了數(shù)字技術(shù)和模擬技術(shù)相互轉(zhuǎn)換的概念。與傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源相比具有操作方便,電源穩(wěn)定性高以及其輸出電壓大小采用數(shù)碼顯示的特點(diǎn)。它能保證在電網(wǎng)電壓波動或負(fù)載發(fā)生變化
2、時,輸出穩(wěn)定的電壓。一個低紋波、高精度的穩(wěn)壓源在儀器儀表、工業(yè)控制及測量領(lǐng)域中有著重要的實(shí)際應(yīng)用價值。本設(shè)計(jì)給出的穩(wěn)壓電源的輸出電壓范圍為030 V,額定工作電流為1 A,并具有+、-步進(jìn)電壓調(diào)節(jié)功能。此外,還可用LCD液晶顯示器顯示出其輸出電壓值。本文所介紹的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源與傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源相比,具有操作方便,電壓穩(wěn)定度高的特點(diǎn),其輸出電壓大小采用數(shù)字顯示,主要用于要求電源精度比較高的設(shè)備,或科研實(shí)驗(yàn)電源使用,并且此設(shè)計(jì),沒有用到單片機(jī),只用到了數(shù)字技術(shù)中的可逆計(jì)數(shù)器,D/A轉(zhuǎn)換器,譯碼顯示等電路,具有控制精度高,制作比較容易等優(yōu)點(diǎn)。隨著人們生活水平的不斷提高,數(shù)字化控制無疑是人們追求的目標(biāo)
3、之一,它所給人帶來的方便也是不可否定的,其中數(shù)控制直流穩(wěn)壓電源就是一個很好的典型例子,但人們對它的要求也越來越高,要為現(xiàn)代人工作、科研和生活提供更好的,更方便的設(shè)施就需要從數(shù)字電子技術(shù)入手,一切向數(shù)字化智能化方向發(fā)展。目錄1 概述31.1設(shè)計(jì)概述31.2、設(shè)計(jì)目的及要求31.3技術(shù)指標(biāo):32 數(shù)控穩(wěn)壓電源的總體設(shè)計(jì)方案42.1設(shè)計(jì)方案方框圖42.2方案選擇與論證43 各部分功能模塊設(shè)計(jì)(功能描述)73.1元件供電電源部分73.2 D/A轉(zhuǎn)換輸出部分電路圖93.3數(shù)字顯示與數(shù)字控制部分104 元器件的介紹114.1 模擬部分:114.2 數(shù)字部分:115設(shè)計(jì)時遇到的問題12解決問題:通過仔細(xì)溫習(xí)
4、課本,復(fù)習(xí)數(shù)字電路的一些相關(guān)的知識,并不時的請教同學(xué)和老師,利用網(wǎng)絡(luò)搜索有關(guān)的內(nèi)容以及圖書館查資料等,這些問題都得到圓滿的解答。126 心得體會13參考文獻(xiàn)13附1 系統(tǒng)原理總圖141 概述1.1設(shè)計(jì)概述本文所介紹的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源與傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源相比,具有操作方便,電壓穩(wěn)定度高的特點(diǎn),其輸出電壓大小采用數(shù)字顯示,主要用于要求電源精度比較高的設(shè)備,或科研實(shí)驗(yàn)電源使用,并且此設(shè)計(jì),沒有用到單片機(jī),只用到了數(shù)字技術(shù)中的可逆計(jì)數(shù)器,D/A轉(zhuǎn)換器,譯碼顯示等電路,具有控制精度高,制作比較容易等優(yōu)點(diǎn)。隨著人們生活水平的不斷提高,數(shù)字化控制無疑是人們追求的目標(biāo)之一,它所給人帶來的方便也是不可否定的,其中數(shù)
5、控制直流穩(wěn)壓電源就是一個很好的典型例子,但人們對它的要求也越來越高,要為現(xiàn)代人工作、科研和生活提供更好的,更方便的設(shè)施就需要從數(shù)字電子技術(shù)入手,一切向數(shù)字化智向發(fā)展。1.2、設(shè)計(jì)目的及要求(1)選擇變壓器、整流二極管、濾波電容及集成穩(wěn)壓器來設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源,電源變壓器只做理論設(shè)計(jì)。合理選擇集成穩(wěn)壓器,完成全電路理論設(shè)計(jì)(2)綜合運(yùn)用電子技術(shù)課程中所學(xué)的理論知識完成課程設(shè)計(jì)。(3)通過查閱手冊和文獻(xiàn)資料,提高獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力。(4)熟悉常用電子器件的類型和特征,并掌握合理選用的原則。(5)學(xué)會電子電路的安裝與調(diào)試技能。1.3技術(shù)指標(biāo):(1)輸出電壓030V。(2)輸出電流1A。(3)
6、信波抑制比Srips66Db。(4)輸出電壓調(diào)節(jié)偏差0.05V。(5)輸出過流保護(hù)功能。(6)具有3位電壓顯示功能。顯示設(shè)定的電壓值。(7)具有電壓調(diào)整按鍵:電壓鍵和電壓鍵。2 數(shù)控穩(wěn)壓電源的總體設(shè)計(jì)方案2.1設(shè)計(jì)方案方框圖小功率的穩(wěn)壓電源的組成如下圖所示,它由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四部分組成。其基本邏輯框圖如下:變壓器整流電路路濾波電路路穩(wěn)壓電路路2.2方案選擇與論證這次課程設(shè)計(jì)中,選用了兩個方案。2.2.1對一個0-30V的精密可調(diào)電源電路進(jìn)行改造。用D/AC加運(yùn)放的方法來控制精密可調(diào)電路的輸出電壓調(diào)整端,進(jìn)而達(dá)到要實(shí)現(xiàn)的效果。方案一 精密可調(diào)電源模擬部分優(yōu)點(diǎn):思路簡單,
7、調(diào)試方便,所用元件較少。缺點(diǎn):10位的D/AC價格太貴,需做雙電源供電(必須為D/AC提供+5V電源),整個方案的成本高。0V輸出難。仿真軟件無法順利仿真(早Protel的環(huán)境下缺少仿真庫件),需手工焊接驗(yàn)證方案的可行性。改進(jìn)方案:用撥動開關(guān)加電阻網(wǎng)絡(luò)的方法將輸出電壓分為三等份,第一份0-9.9V。第二份10-19.9V,第三份20-29.9V。這樣改進(jìn)之后,只需用到8位的D/AC,且需要8位256級里面的前100級就可以控制輸出電壓的變化。降低了制作成本,簡化了控制方法,提高了控制的精度。結(jié)論:在實(shí)驗(yàn)的過程中,由于LM723集成IC的局限,輸出電壓的范圍只能是+2V至+54V。曾試過再V-端
8、加懸浮-2V電壓的方法,試圖將輸出的最小電壓降低為0V。但是考慮到輸出電壓與之前個元器件的公地問題,實(shí)驗(yàn)證明這種方面行不通,輸出電壓的值為3.2V至22.5V。且在能力的范圍內(nèi)無論如何改進(jìn)都達(dá)不到要求的輸出電壓值。所以這個方案最終以失敗告終。2.2.2將D/AC輸出的電壓直接進(jìn)行運(yùn)算放大方案二 數(shù)字部分(簡化圖)優(yōu)點(diǎn):思路清晰、簡單,成本較低,用Protel99SE可以仿真,仿真證明了方案的可行性。缺點(diǎn):所用元件較多,手工焊接麻煩,容易出錯。由于仿真加上手工焊板的實(shí)踐證明了方案的可行性,所以采用此方案。3 各部分功能模塊設(shè)計(jì)(功能描述)3.1元件供電電源部分3.1.1 +32V輸出3.1.2
9、雙 15V與+5V輸出3.2 D/A轉(zhuǎn)換輸出部分電路圖3.3數(shù)字顯示與數(shù)字控制部分(電阻RES為10K)4 元器件的介紹4.1 模擬部分:30V,1A變壓器兩個;電阻若干,不同阻值的精密可調(diào)電阻若干個;整流橋堆兩個;三級管:TL431,2N3055;運(yùn)算放大器:NE5532,LM324;集成可調(diào)穩(wěn)壓器:MC7815,MC7805,MC7915。4.2 數(shù)字部分:8位D/A轉(zhuǎn)換器,DAC0832;集成帶LED數(shù)碼顯示器譯碼功能計(jì)數(shù)器:HCC40110BF;同步加/減4位計(jì)數(shù)器:74LS193;集成與非門電路:74LS00;集成與門電路:74LS08;7段數(shù)字顯示LED。詳細(xì)的單元電路設(shè)計(jì)與計(jì)算說
10、明,元器件選擇和電路參數(shù)說明見上圖5設(shè)計(jì)時遇到的問題學(xué)貴以致用,通過幾天的音響自動關(guān)機(jī)設(shè)計(jì)過程,將從書本上學(xué)到的知識應(yīng)用于實(shí)踐,學(xué)會了初步的電子電路的一般設(shè)計(jì)方法和步驟,雖然過程中遇到了一些困難,但是在解決這些問題的過程無疑也是對自己自身專業(yè)素質(zhì)的一種提高。遇到的問題有(1)用protel軟件畫電路圖時所畫的電路拷到word上時,圖的顯示非常小,而且不很容易讀出以及怎么樣消除背景圖案等等。(2)在分析電路圖的組成和原理時遇到一些數(shù)字電子方面的問題。例如:該設(shè)計(jì)在邏輯上是否可行,該芯片用的是否合適以及元件大小的選擇等等。解決問題:通過仔細(xì)溫習(xí)課本,復(fù)習(xí)數(shù)字電路的一些相關(guān)的知識,并不時的請教同學(xué)和老師,利用網(wǎng)絡(luò)搜索有關(guān)的內(nèi)容以及圖書館查資料等,這些問題都得到圓滿的解答。6 心得體會通過本次課程設(shè)計(jì),進(jìn)一步熟悉了數(shù)字邏輯電路技術(shù)的相關(guān)知識以及各芯片的功能,是自己所學(xué)的理論知識得到鞏固,認(rèn)識到了自己所學(xué)的專業(yè)知識的實(shí)用性和重要性,并且是自己對Protel99的操作更加熟練,對今后的學(xué)習(xí)起了很大的作用。這次課程設(shè)計(jì),使我認(rèn)識到了我的很多不足,也使我學(xué)到了很多東西,希望今后類似這樣的課程設(shè)計(jì)會更多,讓我多一
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