FFF简易数控直流电源设计

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1、简易数控直流电压源指导老师：胡均万老师设计小组：F组组员：向华、汤威、/nj金城、邓海滨、罗文牢简易数控直流电源设计任务设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。其原理示意图如下:二.设计要求1.基本要求（1）输出电压：范围0〜+9.9V,步进0.IV,纹波不大于10mV；（2）输出电流:500mA；（3）输出电压值由数码管显示；（4）由“+”、“一”两键分别控制输岀电压步进增减；（5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输!B±15V,+5VO2.发挥部分（1）输出电压可预置在0〜9.9V之间的任意一个值；（2）用自动扫描代替人工按键，实现输岀电压变化（步进0.IV不变）；（3）

2、扩展输出电压种类（比如三角波等）。一、方案设计与论证根据数控直流电源的题目要求，提出以下设计方案：为达到设计任务，将整个电源分为五个部分：显示部分，数模转换部分，键盘控制部分，稳压放大部分，电流保护部分。系统原理框架图如下图1・2所示。图1-2由图示，数控电源是由键盘电路来控制输入。键盘把需要的电压值键入然后送到单片机。通过D/A转换得到电压，经行稳压放大后输岀。电路增加了过流保护和电压预置功能。1、显示部分显示输出直接对电压的量化值进行译码输出，但这样是对D/A转换前的输入值经行显示，和电源输出值是有一定偏差。因此，改用对转换之后的电压经行采样经行A/D转换返回cpu经行输出显示。AD

3、使用7135,7135是采用CMOS!艺制作的单片4位半A/D转换器，其所转换的数字值以多次扫描的方式输岀，只要加上译码器，数码管就可以显示。译码器使用CD4060oCD4060计数为14级2进制计数器，在数字集成电路中可实现的分频次数最高，而且CD4060还包含振荡电路所需的非门，使用更为方便。A输-能功CRXi—rL除数持清计保2、o键盘部分键盘设计如图1■所示，键盘选择使用4*4键盘，通过键盘可以实现以下控制功能:123清零456+789—0小数点输入单步1.电压值直接输入，然后按输入键将数值送入cpu,输入范围是0~9.9V,如果超过范围则输入无效，不执行输入。2.实现单步功能，

4、按单步键后，在按“+”“一”键，实现单步增或单步减。3.实现一键清零功能，键入清零键，输出电压清零，等待下一步的指令。实现不同功能的转换3、数模转换部分及稳压放大部分在DAC输出后电路的放大我们想出两种方案，（1）方案一：使用串联反馈稳压放大电路数模转换使用DA集成器件经行转换，在设计吋采用了DAC0832,DAC0832的转换精度高并且价格合适。DAC0832属于电流输出型DA,输出电流随输入的电压控制字线性变化。若要得到电压，需外接一片运放来实现电流到电压的转换。而运放的输入端输入电流对转换精度影响很大，故采用了LM336,—5V作为基准电压源。此时，DAC0832满幅输出时是5.0

5、V,由于最大电压控制字是198（设计是由两个控制字代表0.1V）oD/A最大输出电压是3.882VC13.3ufRV110K•4D1基准电压电路LM336-5V0放大电路（2）方案二：直接釆用电压放大电路由于电压输出是0〜9.9V,步进是0.1V,所以要求DAC0832的数据输入范围可以提供100个调整步进。对应输出范围为0.0—1.92V,然后进行放大。放大电路包括电压放大和电流放大。电压放大电路由运算放大器组成，电流放大电路采用三极管，其作用是降低数控电源的输出电阻，当输出电流较大，负载电阻较小时，输出电压而不会下降太大。运放的反馈來自数控电源的输出端，从而进

6、一步降低输出电阻。但这种方案虽然简单，但其输出电流较小。不能达到500mA,同时在基准电压处没有加延时电路，需另加延时电路。电路放大精度也难以达到要求。所以没有采用这种方案。■154、电流保护部分过流保护通过软件过流保护和硬件检测。过流保护可通过单片机的中断来实现。正常工作时Q4管截止，当电流超过保护电流值时（再设计时将保护电流设为600MA）,R11的电压将大于0.75,调节R14,使这吋Q4管集电极电压升高，Q4通，使Q5管导通，此时返回给单片机的电平变为低电平，屮断程序执行，电压输出开始延时，系保护电路5、电压预置由连个拔码开关来控制，在开机时，决定要的电压，按下开关，送到选择器7

7、4LS157,把BCD码送到单片机，达到电压预置。6、供电电源供电源使用±15V和+5v输出，所以分开制作。电路如下图所示