简易数控直流稳压电源设计与仿真

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1、简易数控直流稳压电源设计与仿真8简易数控直流稳压电源设计与仿真摘要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码管显示，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。关键词稳压电源；数控；数模转换；可逆计数第1章绪论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

2、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、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，一切向数字化和智能化方向发展。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，可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。第2章电路设计2.1电路设计方案本文介绍的简易数控

3、直流稳压电源共有六部分组成，其中输出电压的调节是通过“+”和“-”两个按键来操作的；步进电压精确到0.1V去控制可逆计数器分别作加，减计数；可逆计数器的二进制数字输出分两路运行，一路用于驱动数字显示电路，精确显示当前输出电压值；另一路进入数模转换电路（D/A转换电路）；数模转换电路将数字量按比例，转换成模拟电压，然后经过射极跟随器的控制,调整输出级，使输出稳定直流电压。由于题目是数控稳压电源，并且有精确的步进值，因而不适合采用普通的串并联方式的线性稳压电源。且由于电路结构简单，集成度高，可以很容易的实现精确

4、的递增和递减的功能控制。8随着数字器件的发展，构造一个精确的可逆计数器很容易实现。由于所要完成的逻辑功能并不复杂，因而没有采用单片机。可逆计数器的输出是依次递增或递减的数字量，经过D/A转换后变成模拟电压值。由于电压的数值可以把输出的模拟电压经过A/D转换再显示，也可以直接把D/A转换前的数字量直接经译码显示。在前一种方法中，由于要用到复杂的A/D转换及其控制电路，其精确度难以保证从而增加设计难度;在后一种方法中驱动数码管的信号直接由可逆计数器而来，所以不存在A/D转换间的误差问题，所以采用后一种方法。其原

5、理方框图和总体控制电路图如下图所示：图1简易数控直流稳压电源电路原理方框图2.2单元电路设计2.2.1“+”,“-”键控制的可逆计数器的设计工作原理：此部分电路主要用两个按钮开关作为输出电压增和减的调整键，与可逆计数器的加计数CPU时钟输入端和减计数CPD时钟输入端相连，可逆计数器采用两片四位十进制同步加/减计数集成块74LS192芯片级联而成。由于要求输出电压从0V到9.9V可以调节，所以级联的两个74LS192计数器总计数范围从00000000到10011001（即0～99）。而74LS192芯片本身为

6、十进制可逆计数器，所以只需两块这样的芯片级联就可以达到目的。元件选择：计数器部分采用的是十进制双时钟可预置数异步复位十进制（BCD8码）可逆计数器74LS192芯片。与它功能相同的还有其他芯片，比较容易找到。这里采用TTL逻辑电路而不采用CMOS数字电路的原因是TTL逻辑电路的输入阻抗低，具用良好的抗外界电磁干扰能力，而CMOS数字电路的输入阻抗极高，很容易被外界电磁场所干扰而误动作，这也是电子技术基础“数字部分”近30年来一直在讲TTL逻辑电路路而很少讲CMOS电路的原因。2.2.2数字显示电路的设计工作

7、原理：在数字测量仪表和各种数字系统中，都需要将数字量直观的显示出来。一方面供人们直接读取测量和运算的结果；另一方面用于监视数字系统的工作情况。因此，数字显示电路是许多数字设备不可缺少的部分。数字显示电路通常由译码器、驱动器和显示器等部分组成。其中的数码的显示方式一般有三种：第一种是字型重叠式；第二种是分段式；第三种是点阵式。目前以分段式应用最为普遍，主要器件是七段发光二极管（LED）显示器。它可分为两种，一是共阳极显示器（发光二极管的阳极都接在一个公共点上），另一是共阴极显示器（发光二极管的阳极都接在一个公

8、共点上，使用时公共点接地）。由于前一级电路采用两级可逆计数器，且其输出仅代表电压值代码而不是代表具体电压，故而不用考虑与D/A转换间存在的结合问题；而直接去显示，所以电压显示非常方便，直接采用两块74LS48芯片驱动显示。元件选择：与74LS48芯片功能相同的还有74LS47芯片。它的引脚排列与74LS48的引脚排列一模一样，两者的功能也差不多。使用时要注意：74LS47芯片是用来驱动共阳极显示器的，74LS48