简易数控直流稳压电源报告

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1、简易数控直流稳压电源报告一、概述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。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

2、工作、科研，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.本报告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，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转换器等电路，具有控制精度高，制作比较容易等优点。直流稳压电源是常用的电子设备，用以保证在电网电压波动或负载改变时，输出稳定的电压。低纹波、高精度的稳压电源在仪器仪表、工业控制及测量领域都有重要的实际应用价值。这里

3、设计的稳压电源输出电压范围为5--15V，额定工作电流为500mA，并具有“+”、“－”步进电压调节功能，最小步进电压为1V．纹波不大于10mV。二、方案论证数控直流稳压电源的工作原理框图如图1所示。主要包括数字控制部分、模拟/数字转换部分（D/A变换器）及可调稳压电源。数字控制部分用+、-按键控制可逆二进制计数器，二进制计数器的输出到D/A变换器，经D/A转换相应的电压，经放大后去控制稳压电源的输出，来实现输出电压值步进增减。方案：数控直流稳压电源的工作原理框图如图1所示。此电路分以下几部分：1、数字控制电路部

4、分。主要包括电压增减步进按键的设计，电脉冲的产生（应用SR锁存器产生单脉冲，也可应用555组成的多谢震荡器，本电路设计应用的前者）和可逆计数器（应用74LS193）。其主要部分就是可逆计数器。2、D/A变换器部分。从可逆计数器输出的步进变化到控制电压步进变化要经过一个D/A转换器来完成，D/A转换器电路是由反相加法器和电压可上下偏移的反相器构成。3、稳压调节部分。因为要满足稳压电源最大输出电流500mA的要求，可调稳压电路要选用三端集成稳压器LM7805CT，而且该稳压器除了最大输出电流满足设计要求外，输出电阻、

5、纹波大小、稳压系数等性能指标均满足要求。1图1数控直流稳压电源工作原理图4、输入电源的设计部分。市电接入变压器，经过变压器得到的二次侧电压为20V，在经过全桥整流和滤波电容得到要求的输入电压。三、电路设计1、数字控制电路部分涉及到一个由与非门连接而成的SR触发器。每当两个开关有打开或者关断的时候就会产生脉冲，并把脉冲输出给74LS193D。74LS193D的输出端将会把信号传递给D/A转换电路。电路原理图如下图2所示：数字控制部分的核心就是可逆计数器的使用。74LS193是双时钟4位二进制同步可逆计数器。74LS

6、193的特点是有两个时钟脉冲（计数脉冲）输入端CPU和CPD。在RD=0、LD＝1的条件下，作加计数时,令CPD＝1,计数脉冲从CPU输入；作减计数时，令CPU＝1，计数脉冲从CPD输入。2图2数字控制部分电路图此外，74LS193还具有异步清零和异步预置数的功能。当清零信号RD＝1时，不管时钟脉冲的状态如何,计数器的输出将被直接置零；当RD＝0,LD＝0时，不管时钟脉冲的状态如何，将立即把预置数数据输入端A、B、C、D的状态置入计数器的QA、QB、QC、QD端，称为异步预置数。2、D/A转换部分电路原理图如图3

7、所示：该电路由一个反向加法器和电压可上下偏移的反相器构成，输入端接到可逆计数器的输出端，计数器输出的高电平UH为5V，输出的低电平UL0V。由于运算放大器的虚短作用（UP=UN），可得到输出电压Uo1的表达式：Uo1=-Rf(Q0UH/8R+Q1UH/4R+Q2UH/2R+Q3UH/R)=-RfUH/23R(23Q3+22Q2+2Q1+20Q0)设Uo2=-Uo1【UIN】当D3D2D1D0（Q3Q2Q1Q0）=1111时要求UIN=10V即10=RfUH/23R*15当UH=5V时，Rf=1.067R即R=20

8、k，Rf由20k电阻和电阻为10k的电位器串联组成。电位器R10实现的是调节步进电压的作用，电位器R13是调节最小输出电压的作用。3图3Ｄ／Ａ转换部分电路图3、稳压调节部分图4稳压调节电路图4电路原理图如图４所示：可调稳压电路的设计主要是应用三端稳压器LW7805，输出电压和最大输出电流取决于所选用的三端稳压器。设运算放大器为理想器件，即：Up=UnUp=(R1/R1+R