0-30V數(shù)控穩(wěn)壓電源

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(dòng)化學(xué)院姓 名： 賀猛 學(xué) 號(hào)： 8 專業(yè)班級(jí)： 自動(dòng)化08-6班 指導(dǎo)老師： 2010年9月8日摘要隨著時(shí)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(gè)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(gè)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(shí)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(dòng)或負(fù)載發(fā)生變化

2、時(shí)，輸出穩(wěn)定的電壓。一個(gè)低紋波、高精度的穩(wěn)壓源在儀器儀表、工業(yè)控制及測(cè)量領(lǐng)域中有著重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)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(gè)很好的典型例子,但人們對(duì)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(shí)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(shí)，并不時(shí)的請(qǐng)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(huì)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(gè)很好的典型例子,但人們對(duì)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(shí)完成課程設(shè)計(jì)。（3）通過查閱手冊(cè)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(huì)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(gè)方案。2.2.1對(duì)一個(gè)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(jiǎn)單，

7、調(diào)試方便，所用元件較少。缺點(diǎn)：10位的D/AC價(jià)格太貴，需做雙電源供電（必須為D/AC提供+5V電源），整個(gè)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(dòng)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(jí)里面的前100級(jí)就可以控制輸出電壓的變化。降低了制作成本，簡(jiǎn)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(gè)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(gè)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(jiǎn)化圖）優(yōu)點(diǎn)：思路清晰、簡(jiǎn)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(cuò)。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(gè)；電阻若干，不同阻值的精密可調(diào)電阻若干個(gè)；整流橋堆兩個(gè)；三級(jí)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(shí)遇到的問題學(xué)貴以致用，通過幾天的音響自動(dòng)關(guān)機(jī)設(shè)計(jì)過程，將從書本上學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，學(xué)會(huì)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(duì)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(shí)所畫的電路拷到word上時(shí)，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(shí)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(shí)，并不時(shí)的請(qǐng)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(huì)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(shí)以及各芯片的功能，是自己所學(xué)的理論知識(shí)得到鞏固，認(rèn)識(shí)到了自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)的實(shí)用性和重要性，并且是自己對(duì)Protel99的操作更加熟練，對(duì)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(shí)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(huì)更多，讓我多一