数控电压源与数控电流源设计.

R3作用？ 反馈的类型？
调节电阻R3可以运放的放大倍数。AU(空)＝-(R3+R2)/R1 电压串联负反馈 韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源 2 稳压芯片实现电压数控
LM317 1 Vin Vout Adjust Iadj 3 Rw 2 U0 R1 240
RW RW Vo (1 ) *1.25 I adj * RW (1 ) *1.25 R1 R1
要求： a. 输出电压：0V到+10V/DC可调，步进为0.1V，误差的绝对 值小于1%； b. 最大输出电流：1A； c. 电压调整率小于1%（输入电压变化范围+3V~+12V，满 载）； d. 负载调整率小于1%（输出电压为+9V，负载电流变化范 围0.1A~1A）； e. 纹波电压（峰-峰值）小于输出电压的0.5%（满载时）；
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数控电压源与数控电流源 1 DA转换器实现电压数控
Vr D Vref Iout DAC Vout
MCU
D Vout N Vref 2
转换器位数N对输出电压分辨率的影响？ 思考题：1.假如Vout的电压范围为0~－5V，如何通过电 路转换，变为－5V~5V范围 2.如何利用AD转换器实现电压幅度程控？ 韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源 1 DA转换器实现电压数控
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数控电压源与数控电流源 1 DA转换器实现电压数控Vin
MCU
D Vref Iout DAC
Vout
D Vout N Vin 2
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数控电压源与数控电流源 1 DA转换器实现电压数控 利用DA转换器实现的数控电源电压输出，存在输出电 流小、带负载能力差的缺点。
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数控电压源与数控电流源
方案一：开关调整型 恒流源，如图3-14所示， 电源Ui(交流或直流)通过 开关S和滤波回路向负载 提供电流。这个电流也流 过标准电阻RS，而放大器 A将RS上的电压降IogRS 和基准电压US比较，并对 电子开关S进行控制以保 持输出电流Io的稳定。
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数控电压源与数控电流源 方案二：连续调整型恒流源， 其结构示意图如图3-15所示， 其中A是放大器，它的一个 输入端接基准电压US，另 一个输入端加入反馈电压 IogRS，由于放大器的作用， 最终使输出电流在标准电阻 RS上的压降和基准电压近 似相等，因此得到，由此可 见，连续调整型恒流源的输 出电流仅由基准电压和标准 电阻决定，而与电源电压和 负载变化无关。
Fra Baidu bibliotek
用DA转换器实现的数控电压的系统结果：
微处理器 DA转换器 射极跟随器 AD转换器 键盘 显示
LCD
MCU
DA
I/V转 换 AD
电压 放大
射极 跟随
键盘
负载
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数控电压源与数控电流源
数控电流源
数控电压＋V/I转换
数控电 压源
V/I转 换
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数控电压源与数控电流源
Vin MCU D Vref Iout DAC Vout
5V MCU D Vref Iout DAC 射极 Vout 跟随 器
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数控电压源与数控电流源 1 DA转换器实现电压数控
5V
18V R1 1K Vin R2 1K R5 5K R4 1K R3 5K Vout RL
MCU
D Vref Iout DAC
数控电压源与数控电流源
一、数控电压源的原理
1.概念 ：直流输出电压的数值可进行数字控制的电压源
参数：
步进间距：电压最小的分辨率
电压范围：直流电压的输出大小范围 输出电流：最大的输出的电流，衡量带负载能力 稳波电压： 误差
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数控电压源与数控电流源
一、数控电压源的原理
2.实例：设计并制作一个简易数控稳压电源
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数控电压源与数控电流源
方案三：组合调整型恒流源， 如图3-16所示。它将前两 种方案结合起来，综合了 两者的优点，即在开关调 整稳压电路后紧接连续调 整型恒流源电路。这样一 来，开关电路输出的脉冲 纹波经后接的连续调整电 路调整后，最终输出的电 流十分稳定，但系统也更 加复杂。
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数控电压源与数控电流源
3 PWM实现电压数控
PWM
R1 C1
R2 V out C2 R3
R1、R2、C1、C2有什么作用？ 低通滤波 运放有什么作用？ 阻抗变换，起缓冲作用 PWM＝0，VOUT=0V PWM=100%,VOUT最大输出 韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源
三种方法实现的数控电压源的优缺点分析： DA转换器 稳压芯片 PWM
数控电压源与数控电流源 电流源方案
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数控电压源与数控电流源
恒流源电路
恒流源电路由比较放大器、调整管、负载和采样电阻4部分组 RL为负载，RS为采样电阻，场效应晶体管IRFP为调整管， 成 LM358为比较放大器，采用一个稳压二极管稳定场效应晶体管 的Ugs，起到保护调整管的作用。LM358用正负12V供电，调 整管IRFP用独立电源正18V供电，以满足其大功率的要求。输 出电压不大于10V，输出电流范围最大为2000mA，所以负载 RL在0～5之间，采样电阻RS如前所述取0.1。从采样电阻RS的 上端引入深度负反馈到比较放大器的负级，采样电压也通过 ADC输入到单片机处理；比较放大器的正极与DA模拟输出相 连，通过LM358的比较放大作用以及调整管IRFP的调节作用 使输出电流达到稳定。
Iadj小于100uA
改变RW可以改变输出的电压 韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源
2 稳压芯片实现电压数控
LM317 1 Vin Vout Adjust 3 R1 R2 1k D0 1k R3 1k D1 R4 1k D2 D3 R5 1k D4 R6 1k R8 1k D5 R9 1k D6 D7 2 R Vo
设计任务
1.基本要求 1)输出电流范围：200～2000mA。 2)可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差 的绝对值 ≤ 给定值的1％+10 mA。 3)具有”+”、”-”步进调整功能，步进≤ 10mA。 4)改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时,要求输出电流变 化的绝对值 ≤ 输出电流值的 1％+10 mA。 5)纹波电流 ≤ 2mA。 6)自制电源。