《数控直流稳压电源》课程设计说明书 002.docx
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《数控直流稳压电源》课程设计说明书002
《数控直流稳压电源》课程设计说明书
题目数控直流稳压电源设计
课程名称电子线路综合课程设计
系院
专业
班级
学生姓名
学号
设计地点
指导教师
设计起止时间：
2014年11月3日至2014年11月14日
一、课程设计（论文）题目
数控直流稳压电源
二、课程设计（论文）使用的原始资料（数据）及设计技术要求
一、设计要求：
1、运用数字、模拟电子知识设计电路
2、设计出的直流稳压电源要求输出精度高，步进电压在0.1V左右，调整方便
3、使用通用器件
4、要求输出电压在0~9.9V
二、技术指标：
1、工作电压：
2-6V（典型5V）
２、工作电流：
4.5mA（5V时），2.5mA（3V时）
３、输出稳压值：
0-9.9V
４、步进电压值：
0.1V
５、输出纹波电压值：
≤10mV
６、输出电流：
5A
三、课程设计（论文）工作内容及完成时间
11月3日：
讲课设内容,安排任务
11月4日：
查资料,确定方案,设计方案论证
11月5日-7日：
画出系统方框图，进行原理图设计
11月8日-12日：
用PROTEL画出原理图，制作实物
11月13日-14日：
整理设计说明书
四、主要参考资料
[1]康华光.电子技术基础[M].第4版.北京:
高等教育出版社,1998;
[2]唐竞新.数字电子电路[M].第1版.北京:
清华大学出版社,2003;
[3]吴立新.实用电子技术手册[M].北京:
机械工业出版社;
[4]杨长春.论数字技术[J].《电子报》合订本.成都：
四川科学技术出版社，2003.12
学院专业班
学生：
日期：
自2014年11月3日至2104年11月14日
指导教师：
助理指导教师（并指出所负责的部分）：
教研室：
电子工程教研室主任：
目录
一、需求分析1
二、系统总体设计1
三、系统详细设计2
四、调试与维护3
五、结束语（包括小组任务分工）6
六、参考文献7
七、指导教师评阅7
数控直流稳压电源设计
1.需求分析
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，其中数控制直流稳压电源就是一个很好的例子，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，智能化方向发展。
数控直流稳压电源操作方便，电压稳定度高，其输出电压大小采用数字显示，便于观察选择。
该数控直流稳压电源只用到了数字技术中的4位十进制可逆计数器，BCD十进制译码器，数码管和七段译码器等电路，具有控制简便，制作比较容易等优点。
二.系统总体设计
1.数控直流稳压电源工作原理图如下：
2.经过讨论我们决定采用串联型稳压电路,串联稳压电路原理图如下:
3.系统详细设计
1.总原理图如下:
2.所需原件清单:
元件序号
型号
主要参数
数量
备注
R1，R2,R6
两端电阻
1K,1k,1k
3
接按键及输出部分
R3,R5
两端电阻
500Ω
2
接NE5534
R4
两端电阻
100Ω
1
接NE5534
RV1，RV3
可调电阻
500Ω
2
接DAC0832管脚8
RV2
可调电阻
10k
1
接NE5534
R7
两端电阻
4.7k
1
接调整输出部分电路
C1
极性电容
100uf
1
接调整输出，滤波
Q1，Q2
三极管NPN
2
接调整输出，放大
SW1，SW2
按键
2
计数调整按键
74LS192
双时钟
2
可预置数
74LS248
译码器
2
驱动数码管
DAC0832
双缓冲
2
8位数/模转换
NE5534
单路opamp
2
高效低噪声运放
7SEG
共阳
2
七段共阳数码管
3.“+”、“-”键控制的可逆计数器的设计
通过开关A的闭和开，能使数码管显示以‘1’递增，响应的输出电压也以1V递增；通过开关B的闭和开，能使数码管显示以‘1’递减，响应的输出电压也以1V递减这个方案是把DA输出的电流信号连接到运放上变为电压信号，两个DA都是如此，只不过十位连接的运放电压输出大小保持不变，而个位连接运放输出电压变为0.1倍。
再用一加法器把十位电压与个位电压加起来。
来控制功放管的基极继而控制输出电压大小
4.数字显示电路设计
译码显示电路
译码器的作用是将计数器的计数结果进行二-十进制译码，并驱动数码管用十进制符号显示出来。
译码器采用BCD输入的4线-7段锁存译码器CC4511，显示器用七段共阴极半导体显示器SM4205，译码器和显示器之间应接限流电阻，防止电流过大烧坏数码管。
5.D/A转换电路的设计
D/A转换电路是将数字量转换成模拟量。
在此可采用权电阻网络D/A转换电路和电压可上下偏移的反相器构成。
运算放大器可采用LM324集成四运算放大器来完成。
6.调整输出电路的设计
电路可采用电容滤波的单向桥式整流电路。
四．调试与维护
1.自制稳压电源的仿真
在自制稳压电源设计中，我们采用TPAN-2P3S变压器将220V交流电压降压处理，再通过2W005G桥式整流电路得到正向电压，然后通过7805、7815三段稳压器电路，得到+5V、+15V的直流电源，再在+15V的基础上加一方向器即可得到需要的-15V直流电压
2.数显电路的仿真
74LS47D是驱动共阳数码管的译码驱动器，我们用逻辑电平开关来代替BCD码；调整开关SW1、SW2、SW3、SW4的状态，可以得到不同的BCD码组合。
运行仿真，“拨动开关”数码管的显示结果会随之变化，R1在实际应用电路中是一个较为有用的器件。
如果没有这只电阻，数码管极易受损坏。
在实际电路中，采用74LS248，分别改变各个开关的状态，观察显示值的变化并记录。
3.控制电路的仿真
控制电路采用了两个按键，分别为“+”和“-”，用来调节设定电压，可以以0.1V的步进增加或减少。
当按下“+”和“-”键，产生的脉冲输入到74LSl92的CP、UP端或DOWN端来控制74LSl92的输出是作加计数还是减计数。
4.数模转换电路的仿真
数模转换电路用四个单刀双掷开关按照二进制自然码顺序开关，使得每个开关都在运算放大器的同相端和反相端间切换，观察输出电压。
测试结果分析如图16所示，输出电压符合设计要求
5.输出电路的仿真
输出电路由运放NE5534和调整Q1构成，调整管采用大功率达林顿管2N6038（实际仿真中采用两个三极管来实现），运放和调整管组成射极跟随器，调整管的输出电压精确地与D／A转换器输出电压保持一致。
6.设计总体图仿真
数控直流稳压电源的主要包括自制稳压电源、数控部分电路、显示电路、模拟/数字转换电路（D/A变换器）、过流保护及输出电路部分。
数字控制部分用“+”、“-”按键控制可逆计数器，计数器的输出输入到D/A变换器，经D/A器转换成相应的电压，此电压经过放大到合适的电压值后，去控制稳压电源的输出，使稳压电源的输出电压以0.1V的步进值增减。
5．结束语
本设计制作完成了题目要求的基本部分，达到了预期目标。
本设计以可逆计数器和DA转换器为核心部件，通过运放和调整管能够稳定地输出步进电压并显示电压值。
最终实现了数控直流稳压电源。
本设计的优点：
结构简单、调节方便、输出电压稳定性强、纹波电压小。
缺点：
运放经常处于高温的状态，此部分有烧坏的可能，应该换一个性能好点的运放
六．参考文献
[1]童诗白，华成英.《模拟电子技术基础（第四版）》.高等教育出版社.
[2]王毓银.《数字电路逻辑设计（第二版）》.高等教育出版社.
[3]唐竞新.数字电子电路[M].第1版.北京：
清华大学出版社，2003.
[4]康华光.电子技术基础[M].数字部分.第4版.北京：
高等教育出版社,1998.
[5]《全国大学生电子设计竞赛获奖作品精选》,北京理工大学出版社.
七、指导教师评阅（手写）
成绩（百分制）：
指导教师评语：
指导教师签名：
年月日
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