数控直流稳压电源电源课设.docx
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数控直流稳压电源电源课设
目录
1选题背景2
1．1指导思想2
1．2方案论证2
1．3基本设计任务2
1．4发挥设计任务3
1．5电路特点3
2电路设计3
2.1总体方框图3
2.2工作原理4
3各主要电路及部件工作原理4
3.1555单稳态触发电路4
3.2NE5532NE5534简要说4
3.3DAC0832简要说明5
3.474LS192简要说明6
4原理总图7
5元器件清单7
6调试过程7
6.1通电前检查7
6.2数电部分调试8
6.3模电部分8
7小结8
8设计体会及今后的改进意见9
8.1体会9
8.2本方案特点及存在的问题和改进意见9
参考文献10
正文
1选题背景
数字化控制无疑是当今人们追求的目标之一，它所给人带来的方便生活，其中数控制直流稳压电源就是一个，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、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。
数控制流稳压电源与传统的稳压电源相比，具有操作性简便，电压稳定度高的特点，其输出电压大小采用数字显示，主要用于要求电源精度比较高的设别，或科研试验用电源，并且此设计，并没有用到单片机，只用到了数字技术中的可逆计数器，D/A转化器，译码显示等电路，具有控制精度高，制作比较容易等优点。
1．1指导思想
1．2方案论证
方案一：
用两片可逆计数器和D/A实现电压预置和电压步进控制，使用各自转换电压后，经过加法器相加；
方案二：
用一片可逆计数器和D/A实现电压预置和电压步进控制，但需要用门电路对两片可逆计数器进行二进制数向两位十进制数的转换；
综合考虑，虽然方案二只用了一片D/A芯片（D/A是本次设计最贵的芯片），但是如果使用门电路转换，电路接线变得复杂，而且门电路芯片的价格加起来也不是很经济，所以我们采用了第二种方案。
1．3基本设计任务
数控直流稳压电源设计（A）设计一个数控直流稳压电源。
具体要求如下：
（1）输出电压：
0-9.9V步进可调，调整步距0.1V；
（2）输出电压值用LED数码管显示；
（3）电压调整：
由“+”、“-”两键分别控制输出电压的步进增减；
提示：
（1）（方案一）用可逆计数器和D/A实现电压预置和电压步进控制，用线性稳压电源实现；
（2）（方案二）用三端集成稳压块实现可控电源；发挥部分：
输出电压可在0-9.9V范围任意预置。
参考元器件：
74HC190,DAC0832，三极管S8050/8550，3DD15等.
1．4发挥设计任务
输出电压可在0~9.9V范围任意预置。
1．5电路特点
数控直流电源，既有数电的知识，又有模电知识。
这个数控稳压电源实际上是用按键让加减计数器变化来控制输出电压的大小。
也就是用数电部分的数字量去控制模拟部分的输出。
我们用了两片10位加减计数器74ls192,两片数模转换器DAC0832作为数字部分的控制。
两片计数器分别于两个模数转换器连接，两片计数器都是从0—9变化，一片作为个位控制，另一片作为十位控制，通过数模转换器后输出为电流量。
再通过运放转换为电压的形式输出。
一个运放输出接5K的电阻，另一个运放接100k的电位器同时接到加法器上，加法器上的反馈电阻也用100K的电位器.再通过运算放大器。
就这样转化成了所需要的模拟量。
又用数码管作为显示部分。
数码管上显示输出的量。
实现数字量控制模拟量。
2电路设计
2.1总体方框图
2.2工作原理
此数控直流稳压电源共有五个部分，输出电压的调节时通过+、-两键操作，步进电压精确到0.1V，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。
3各主要电路及部件工作原理
3.1555单稳态触发电路
图3-1
如图，由公式
T=1.1RC（1-1）
得到单稳态延迟时间为56ms左右，足够进行按键消除抖动的作用
3.2NE5532NE5534简要说明
图3-2图3-3
如图3-2，图3-3，为NE5534NE5532的引脚图，NE5532集成两片运算放大器，NE5534是可调零的运算放大器，用它实现电流相电压的转换和个位十位电压比例相加输出结果的功能了，外接的电位器可以进行精确度的调节。
3.3DAC0832简要说明
图3-4
DAC0832芯片主要功能引脚的名称和作用如下：
d7～d0：
8位二进制数据输入端；
ILE：
输入锁存允许，高电平有效；
CS：
片选信号，低电平有效；
WR1，WR2：
写选通信号，低电平有效；
XFER：
转移控制信号，低电平有效；
Rf：
内接反馈电阻，Rf=15KΩ；
IOUT1，IOUT2：
输出端，其中IOUT1和运放反相输入相连，IOUT2和运放同相输入端相连并接地；
Vcc：
电源电压，Vcc的范围为+5V～+15V；
Vref：
参考电压，范围在-10V～+10V；
GND：
接地端。
DAC0832是一个8位的数模转换器，把输入的数字量转化为所需的模拟量，只要选取合适的参考电压VREF，便可以将将数字量转化为需要的模拟量。
3.474LS192简要说明
图3-5
如图3-5，其功能引脚如下
D0-D3：
置数输入
Q0-Q3：
计数输出
PL：
置数
MR：
清零
Tcu：
加法输入
Tcd：
减法输入
Vcc：
电源电压，Vcc的范围为+5V～+15V；
GND：
接地端。
4原理总图
图3-6
5元器件清单
名称
数量
名称
数量
74LS192
2
电位器（100K）
2
DAC0832
2
电解电容（100uF）
2
七段数码管
2
普通电阻
若干
CD4511
2
陶瓷电容
2
NE5534
1
74HC04
1
NE5532
2
拨码开关
1
点触开关
4
NE555
2
表1-1
6调试过程
6.1通电前检查
电路安装完毕后，用万用表短路档检查电路各部分接线正确，电源、元器件之间无短路，器件无接错现象。
6.2数电部分调试
1.检查线路是否正确，有没有焊点连在一起，是否有虚焊，检查无误后，接通电源。
测试主电源输出电压是否正确，检测主控电路、显示电路等的供电情况。
2.检测555输出电压是否正确，即3脚是否输出高电平。
3.检测192输出电压是否正确，可以通过只一个数，看输出电压的高低情况。
4.检查清零（复位）和置数的正确性，如果一切都好，计数应从00开始，按“+”数码管可以加法计数显示，按“-”数码管可以减法计数显示。
随时按下复位键可以迅速清零，调整拨码开关，选定自己需要的数字后按下置数键后即可显示除指数结果。
6.3模电部分
1.检测DAC0832的供电电压和参考电压是否正确，即参考电压应该为8V。
2.检测NE5532和NE5534的供电情况，并测两个输入和输出电压是否正确。
通电后置数到00，查看输出电压是否为零伏，在置数到99，观察结果，根据电位器的设置先调至9V将十位调准，再调至9.9V调整个位为0.9V，至此从00至99即可观察结果了。
7小结
本次课程设计遇到了很多问题，但是只要与队友分工明确，密切合作，便可以达到事半功倍的效果课程设计完后，我体会到了一个人，无论他时多么优秀，总是有他的局限性，很难把问题的方方面面都考虑到，必须相互协作才能更好的解决问题。
要这次课程设计是我们第一次做课程设计虽然耗费了大量时间，但是学到的东西很多，总的来说结果可以显示出来，开始由于对元件的不熟悉而浪费了大量的时间，最后从查看芯片手册和在网上查找元件的经典使用电路对将要使用的元器件有了更深刻的理解，在焊接电路板时，由于害怕接线特别多，所以规划了很长时间，最后得益于此，省去了不少麻烦，为电路的检查提供了方便，在调试过程中，出现的问题最多的是元器件本身除了问题，而非接线问题，于是芯片的交叉替换才让我们解决了最终的问题，让结果可以正确的显示出来了。
8设计体会及今后的改进意见
8.1体会
实践出真知。
这次课程设计深刻体会到“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行！
”的道理。
看
是简单的设计，动起手来总出问题。
很多时候，一看就会的问题，动起手来一作就错！
咋一看计数功能再简单不过，我们做时出现了很多问题，有以下几点体会
（1）在自己设计的同时，需要向周围的同学请教询问，可以解决很多问题，虽然条条大路通罗马，但是有时候同学的一句话可能让自己茅塞顿开；
（2）在实践之中才知道很多的理论知识掌握得并不熟练，经常要翻书，明白了只有当理论知识融于实践的时候，自己的知识才会升华，否则将会是一潭死水，掌握的知识还是会忘掉
（3）细节决定成败，在实验的时候，往往由于个别地方短路，或虚焊断路而导致结果出不来，所以需要认真分析现象，一步一步检查便会检查出来结果。
8.2本方案特点及存在的问题和改进意见
本方案用到了很多芯片，可以置数，清零，没有做PCB板，选用的电子元器件，精度不够高，这样噪声比较大。
对此，可以采用了以下改进措施：
（1）运放全部采用NE5534，NE5534有调零端，这样输出可以更加精确，简化了线路，可以减少干扰。
（2）采用RC消除抖动可以节省成本部分，也可简化硬件电路。
（3）采用稳压部分，用三端稳压或串联负反馈稳压让结果更加精确。
（4）十位数码管让小数点常亮，与结果更接近。
参考文献
【1】阎石.数学电子技术基础.清华大学.高等教育出版社.2006
【2】康华光.电子技术基础（模拟部分）.华中科技大学.高等教育出版社.2006
【3】马全喜.电子元器件与电子实习.机械工业出版社.2006
【4】何杜成、袁跃进.电机-光电显示-改进应用电路.山东科学技术出版社.2007
【5】李志健.数字电子技术基础实验任务书.陕西科技大学教务处.2007
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