0-30V数控稳压电源

电子技术课程设计报告0-30V数控稳压电源所在学院：电气工程与自动化学院姓名：贺猛学号：310608020608专业班级：自动化08-6班指导老师：2010年9月8日摘要随着时代的发展，数字电子技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，本文将介绍一种数控直流稳压电源，本电源由模拟电源、显示电路、控制电路、河南理工大学本科课程设计报告--1数模转换电路、放大电路四部分组成.准确说就是模拟电源提供各个芯片电源、数码管、放大器所需电压;显示电路用于显示电源输出电压的大小。同时分析了数字技术和模拟技术相互转换的概念。与传统的稳压电源相比具有操作方便，电源稳定性高以及其输出电压大小采用数码显示的特点。它能保证在电网电压波动或负载发生变化时，输出稳定的电压。一个低纹波、高精度的稳压源在仪器仪表、工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值。本设计给出的稳压电源的输出电压范围为0～30V，额定工作电流为1A，并具有+、-步进电压调节功能。此外，还可用LCD液晶显示器显示出其输出电压值。本文所介绍的数控直流稳压电源与传统的稳压电源相比，具有操作方便，电压稳定度高的特点，其输出电压大小采用数字显示，主要用于要求电源精度比较高的设备，或科研实验电源使用，并且此设计，没有用到单片机，只用到了数字技术中的可逆计数器，D/A转换器，译码显示等电路，具有控制精度高，制作比较容易等优点。随着人们生活水平的不断提高,数字化控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数控制直流稳压电源就是一个很好的典型例子,但人们对它的要求也越来越高,要为现代人工作、科研和生活提供更好的，更方便的设施就需要从数字电子技术入手，一切向数字化智能化方向发展。目录1概述..............................................................31.1设计概述.....................................................31.2、设计目的及要求.............................................3河南理工大学本科课程设计报告--21.3技术指标：...................................................32数控稳压电源的总体设计方案.......................................42.1设计方案方框图...............................................42.2方案选择与论证...............................................43各部分功能模块设计（功能描述）...................................73.1元件供电电源部分.............................................73.2D/A转换输出部分电路图.......................................93.3数字显示与数字控制部分......................................104元器件的介绍....................................................114.1模拟部分：.................................................114.2数字部分：.................................................115设计时遇到的问题.................................................12解决问题：通过仔细温习课本，复习数字电路的一些相关的知识，并不时的请教同学和老师，利用网络搜索有关的内容以及图书馆查资料等，这些问题都得到圆满的解答。.........................................................126心得体会........................................................13参考文献...........................................................13附1系统原理总图................................................14河南理工大学本科课程设计报告--31概述1.1设计概述本文所介绍的数控直流稳压电源与传统的稳压电源相比，具有操作方便，电压稳定度高的特点，其输出电压大小采用数字显示，主要用于要求电源精度比较高的设备，或科研实验电源使用，并且此设计，没有用到单片机，只用到了数字技术中的可逆计数器，D/A转换器，译码显示等电路，具有控制精度高，制作比较容易等优点。随着人们生活水平的不断提高,数字化控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数控制直流稳压电源就是一个很好的典型例子,但人们对它的要求也越来越高,要为现代人工作、科研和生活提供更好的，更方便的设施就需要从数字电子技术入手，一切向数字化智向发展。1.2、设计目的及要求（1）选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源，电源变压器只做理论设计。合理选择集成稳压器，完成全电路理论设计（2）综合运用电子技术课程中所学的理论知识完成课程设计。（3）通过查阅手册和文献资料，提高独立分析和解决实际问题的能力。（4）熟悉常用电子器件的类型和特征，并掌握合理选用的原则。（5）学会电子电路的安装与调试技能。1.3技术指标：（1）输出电压0~30V。（2）输出电流1A。（3）信波抑制比Srips66Db。（4）输出电压调节偏差0.05V。（5）输出过流保护功能。（6）具有3位电压显示功能。显示设定的电压值。（7）具有电压调整按键：电压↑键和电压↓键。河南理工大学本科课程设计报告--42数控稳压电源的总体设计方案2.1设计方案方框图小功率的稳压电源的组成如下图所示，它由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。其基本逻辑框图如下：2.2方案选择与论证这次课程设计中，选用了两个方案。2.2.1对一个0-30V的精密可调电源电路进行改造。用D/AC加运放的方法来控制精密可调电路的输出电压调整端，进而达到要实现的效果。变压器整流电路路滤波电路路稳压电路路河南理工大学本科课程设计报告--5方案一精密可调电源模拟部分优点：思路简单，调试方便，所用元件较少。缺点：10位的D/AC价格太贵，需做双电源供电（必须为D/AC提供+5V电源），整个方案的成本高。0V输出难。仿真软件无法顺利仿真（早Protel的环境下缺少仿真库件），需手工焊接验证方案的可行性。改进方案：用拨动开关加电阻网络的方法将输出电压分为三等份，第一份0-9.9V。第二份10-19.9V，第三份20-29.9V。这样改进之后，只需用到8位的D/AC，且需要8位256级里面的前100级就可以控制输出电压的变化。降低了制作成本，简化了控制方法，提高了控制的精度。结论：在实验的过程中，由于LM723集成IC的局限，输出电压的范围只能是+2V至+54V。曾试过再V-端加悬浮-2V电压的方法，试图将输出的最小电压降低为0V。但是考虑到输出电压与之前个元器件的公地问题，实验证明这种方面行不通，输出电压的值为3.2V至22.5V。且在能力的范围内无论如何改进都达不到要求的输出电压值。所以这个方案最终以失败告终。2.2.2将D/AC输出的电压直接进行运算放大河南理工大学本科课程设计报告--6方案二数字部分（简化图）优点：思路清晰、简单，成本较低，用Protel99SE可以仿真，仿真证明了方案的可行性。缺点：所用元件较多，手工焊接麻烦，容易出错。由于仿真加上手工焊板的实践证明了方案的可行性，所以采用此方案。河南理工大学本科课程设计报告--73各部分功能模块设计（功能描述）3.1元件供电电源部分3.1.1+32V输出河南理工大学本科课程设计报告--83.1.2双15V与+5V输出河南理工大学本科课程设计报告--93.2D/A转换输出部分电路图河南理工大学本科课程设计报告--103.3数字显示与数字控制部分（电阻RES为10KΩ）河南理工大学本科课程设计报告--114元器件的介绍4.1模拟部分：30V,1A变压器两个；电阻若干，不同阻值的精密可调电阻若干个；整流桥堆两个；三级管：TL431，2N3055；运算放大器：NE5532，LM324；集成可调稳压器：MC7815，MC7805，MC7915。4.2数字部分：8位D/A转换器，DAC0832；集成带LED数码显示器译码功能计数器：HCC40110BF；同步加/减4位计数器：74LS193；集成与非门电路：74LS00；集成与门电路：74LS08；7段数字显示LED。详细的单元电路设计与计算说明,元器件选择和电路参数说明见上图河南理工大学本科课程设计报告--125设计时遇到的问题学贵以致用，通过几天的音响自动关机设计过程，将从书本上学到的知识应用于实践，学会了初步的电子电路的一般设计方法和步骤,虽然过程中遇到了一些困难，但是在解决这些问题的过程无疑也是对自己自身专业素质的一种提高。遇到的问题有（1）用protel软件画电路图时所画的电路拷到word上时，图的显示非常小，而且不很容易读出以及怎么样消除背景图案等等。（2）在分析电路图的组成和原理时遇到一些数字电子方面的问题。例如：该设计在逻辑上是否可行，该芯片用的是否合适以及元件大小的选择等等。解决问题：通过仔细温习课本，复习数字电路的一些相关的知识，并不时的请教同学和老师，利用网络搜索有关的内容以及图书馆查资料等，这些问题都得到圆满的解答。河南理工大学本科课程设计报告--136心得体会通过本次课程设计，进一步熟悉了数字逻辑电路技术的相关知识以及各芯片的功能，是自己所学的理论知识得到巩固，认识到了自己所学的专业知识的实用性和重要性，并且是自己对Protel99的操作更加熟练，对今后的学习起了很大的作用。这次课程设计，使我认识到了我的很多不足，也使我学到了很多东西，希望今后类似这样的课程设计会更多，让我多一些机会锻炼自己的创新能力！参考文献【3】孙余凯,轻松解读数字实用电路.北京：中国矿大出版社,2007.【4】高吉祥,电子技术基础实验与课程设计.北京:电子工业出版社,2002.【5】康华光,电子技术基础（数电部分）（第五版）.北京：高等教育出版社,2006.【6】阎有运,电子技术实践.徐州：中国矿大出版社,2007.河南理工大学本科课程设计报告--14附1系统原理总图