数控直流稳压源的课程设计

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1、数控直流稳压源的设计1系统描述即设计要求数控直流稳压电源是将家用电220V的交流电转换成直流电压，然后通过微控制器将直流电压分成不同的范围进行输出，即实现多范围直流电压输出。本次试验将220V的家用交流电转换成5V直流电压，再通过微控制器将5V的直流电压分成不同的范围输出，如：1V，2V，3V，4V，5V。1．1数控直流稳压电压的作用现在社会电子器件使用的电源基本上都是直流电源，范围一般在0——12V左右，例如小孩的玩具车，开发板的供电电压等等。然而我们生活中用电为220V的交流电，绝对不能作为电子器件的电源。因此，这就需要我们备有直流电源，但是直流电源的

2、型号很多，有时只需一种无法满足我们的需要，为了克服这个问题，数控直流电源就孕育而生。它基本上能够满足绝大多数电子器件的供电要求。因此学会制作数控稳压直流电源对生活的用处很大。1.1.1实现目标数控直流稳压电源主要有稳压电路和控制电路两部分组成。稳压电路主要完成的任务是将220V的交流电压稳定的输出为5V的直流电压；控制电路的主要任务是将5V的直流电压通过控制器分别输出0.5V，1.0V，1.5V，2.0V，2.5V，3.0V，3.5V，4.0V，4.5V，5V的直流电压。162方案论证实现数控直流稳压电源的方法有很多，根据要求的精度来分大致可以分为简易数控

3、直流稳压电源和高精度数控直流稳压电源。我所设计的为简易数控直流稳压电源，其精度不很高。开始为制定的大致方案分为两类：开环式数控直流稳压电源和闭环式数控直流稳压电源。2.1开环式数控直流稳压电源和闭环式数控直流稳压电源开环式数控直流稳压电源，顾名思义，就是整个系统没有形成一个环路，是开放的。它通过微控制器控制一个数模转换器件（DAC）将5V的直流电压转换成不等范围的直流电压直接输出，而没有再通过模数转换器（ADC）反馈到微控制器去控制数码管的输出，此时数码管的输出主要有测量好电压的程序控制。此方案简单容易操作，成本比较低，然而数码管显示的电压与实际输出的电压

4、有误差。闭环式数控直流稳压电源不仅用到数模转换器件输出电压，而且输出的电压还要经过模数转换器反馈到为控制器中去控制数码管的显示。这样数码管显示电压与实际数模转换器件输出的电压相符合，其精度高，误差小，但是由于另加了模数转换器使其成本增加。模数和数模转换器易受到外界的影响，加上手工焊接工艺，受到外界的影响更大，出现不稳定。考虑到制作成本和对精度的要求以及整个系统的稳定性，我选用开环式数控直流稳压电源的设计方案。163硬件设计开环式数控直流稳压电源主要稳压电路和控制电路两部分组成。稳压电路主要有变压器、整流桥、稳压器件（7805）组成来实现交流变直流的功能；稳

5、压电路主要有单片机（89C51）、数模转换器（ADC0832）、数码管组成来实现直流电压的步进输出。3.1系统的原理方框图降压明11V变压器~220V整流和滤波78055V89C51DAC0832控制步进显示开环式数控直流稳压电源框图稳压电路各部的波形如下：220V交流电降压后的波形整流后波形滤波后的波形16从上面的波形的变化可以看出：220V的交流电经过降压器降低幅度（U1=Ui/N），然后经过整流桥变成变化的直流电（U2=0.9*U1），在经过滤波电路形成变换缓慢的直流电（U3=1.2*U1），最后经过稳压器件输出稳定的5V直流电压。微控制器通过程序控

6、制DAC0832的输出，从而实现步进电压的输出，然后通过数码管显示。3.2元器件选型按照实验的要求，稳压电路输出的为5V的直流电压，因此稳压管选用7805。稳压器件（7805）输出的为5V直流电压，其输入电压一般为9-15V之间。假设降压器的输出为U1，滤波电容的耐压值应大于，而滤波后的平均电压为1.2*U1，通过计算U1的值大约在7.5~9.5之间，及降压器的匝数比N=220/(7.5~9.5)。一般取稳压器件的输入电压为11V左右，因而选用降压器的匝数比为24。滤波电容的耐压值至少为15V，因此我选择的滤波电容为100uf,耐压值为25V。而整流桥选用

7、的是用4个1n4001二极管组成的整流桥。控制电路的微控制器选用的为单片机89C51，数模转换器件使用的为DAC0832。DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片，与微处理器完全兼容。此DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。由于DAC0832输出的是电流，而要求输出的为电压，因此需要外接运算放大器或电阻将电流输出转换成电压输出，而采用外接电阻是，输出的电压很难控制，因为不好找到一种对应的线性关系。为了量测方便我选用合适的

8、外接运算放大器。由于显示电压精确到小数点后一位，因为我选用2个共阴