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1、数控直流稳压电源的设计一、设计任务和要求设计一个数控直流稳压电源。1.基本要求：1)利用实验室提供的低压交流电源，设计整流、滤波、稳压电路；2)至少能输出4个档：3V、5V、9V、12V，用数码管显示；3)输出电流要能达到1A以上，且纹波≤5mV。2.发挥部分：1)输出增加了一个7V的档，进而变为5个档；手动开关控制档的转换。2)用ADC0809（模/数转换器）将输出的电压模拟量转换为数字量并输出给译码显示电路以显示正确数字。二方案论证1.可调稳压控制部分方案一:直接由开关控制档位可调稳压电路5个单刀单掷开关手动控制开关,使输出电压分别为3V,5V,7V,9V,12V.此方法电
2、路简单,控制方便.方案二;由多路模拟开关在脉冲CP的作用下来控制开关可调稳压电路多路模拟开关CP脉冲由脉冲控制多路模拟开关,脉冲由信号源直接给定.此方法比依赖与信号源的CP,且不容易控制.综合的看上述两种方案,方案一电路简单,控制方便;方案二对CP的依赖性比较大,在实际应用方面不够灵活.因此对可调稳压器的控制部分应采用方案一.2.显示电路方案一:模拟量经模数转换电路输入后，输出转换成数字量，再利用一片共阴极七段显示器显示，结构框图如下：显示器译码器A/D转换电路→→→ 方案一方框图此方案的优点是比较直观，易懂，而且容易调试，也能满足题目中所给的要求，但是
3、当输出电压为12v时,显示器显示以乱码＂└┘＂代替，不利于读数。方案二：以方案一为基础，在经过模数转换输出后，加入一些简单的逻辑门，再利用两片共阴极七段显示器显示，结构框图如下：译码器1显示器１A/D转换电路↗→译码器2→显示器２↘→ 方案二方框图这种情况下，电路可以直接的显示两位十进制数，且不会出现乱码。也能满足其他的要求。 上述两个方案经实践证明均可行，但方案一不能很好的显示两位十进制数，故选择方案二。二、设计方案根据设计任务要求，数控直流稳压电源的工作原理框图如图1所示。它包括整流电路、滤波电路、可调稳压电路、数/模转换电路和译码示电路等五
4、个部分组成。经过整流、滤波、稳压电路后，可得到一个稳定的输出电压值，其中因为输入为低压交流电源,所以整流电路中不需变压器,而可调的稳压电路可通过换档得到不同的输出电压值；A/D转换器是将此模拟输出量转换为数字输出量，并送给译码显示电路显示出此值。整流电路滤波电路可调稳压电路A/D转换器译码显示电路图1数控直流电源框图三、电路设计1.整流、滤波电路设计电路如图2所示。整流电路结构为桥式电路；滤波选用电容滤波。首先确定整流电路结构为桥式电路；滤波选用电容滤波。电路如图2所示。图2整流滤波电路其中虑波电容可选择C=1000μF，50V的电解电容。高频瓷片电容C1=0.1uF,是为了滤
5、除高频干扰和改善电源的动态特性。其基本计算:电路的输出电压UI应满足:U≥Uomax+（UI-UO）min+△UI式中，Uomax为稳压电源输出最大值；（UI-UO）min为集成稳压器输入输出最小电压差；URIP为滤波器输出电压的纹波电压值（一般取UO、（UI-UO）min之和的10%）；△UI为电网波动引起的输入电压的变化（一般取UO、（UI-UO）min、URIP之和的10%）。U2=UI/ 1.1～1.2在桥式整流电路中，变压器，变压器次级电流与滤波器输出 电流的关系为：Ｉ2=(1.5～2)II≈(1.5～2)IO=1.5×0.5=0.75A1.稳压电路设计为了满足稳压电
6、源最大输出电流1A的要求，可调稳压电路选用三端集成稳压器CW317，该稳压器的最大输出电流可达1.5A，稳压系数、输出电阻、纹波大小等性能指标均能满足设计要求。要使稳压电源能在3～12V之间调节，可采用图3所示电路。图3.可调稳压电路手动控制开关s1,s2,s3,s4,s5.使输出电压分别为3V,5V,7V,9V,12V.下面以开关S1为例说明稳压源的调节作用:图中可调稳压源为CW317CW317的几个重要参数:输出电压可调范围：1.2～37V；最大输出电流：1.5A；电压调整率：0.01%/V；负载调整率：0.1%；输出与输入电压差允许范围：3～40V。R1=10K,Vo=1
7、.25*(1+R3/R1),所以只要控制R3/R1的比值就可以控制输出电压的大小,选择合适的电阻就可以实不同的档位.2.A/D转换器A/D转换器芯片ADC0809简介8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道抵制锁存用译码电路，其转换时间为100μs左右。图4《ADC0809引脚图》1).ADC0809的内部结构ADC0809的内部逻辑结构图如图5所示。图中多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换，这是一种经济的多路数据采集方法。地
