《数控直流稳压电源》课程设计说明书 002.docx
《《数控直流稳压电源》课程设计说明书 002.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《数控直流稳压电源》课程设计说明书 002.docx(10页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
《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