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(整理)简易数控直流稳压电源设计
1 引言随着对系统更高效率和更低功耗的需求，电信与通信设备的技术更新推动电源行业中直流/直流电源转换器向更高灵活性和智能化方向发展。
整流系统由以前的分立元件和集成电路控制发展为微机控制，从而使直流电源智能化，具有遥测、遥信、遥控的三遥功能，基本实现了直流电源的无人值守设计的直流稳压电源主要由单片机系统、键盘、数码管显示器、指示灯及报警电路、检测电路、D/A 转换电路、直流稳压电路等几部分，直流稳压电源是最常用的仪器设备。
2 简易数控直流稳压电源设计2.1 设计任务和要求设计并制作有一定输出电压调节范围和功能的数控直流稳压电源。
基本要求如下：1．输出直流电压调节范围3~15V，纹波小于10mV2．输出电流为止500m A.3．稳压系数小于0.2。
4．直流电源内阻小于0.5Ω。
5．输出直流电压能步进调节，步进值为1V。
6．由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增的减。
2.2 设计方案根据设计任务要求，数控直流稳压电源的工作原理框图如图1所示。
主要包括三大部分：数字控制部分、D/A变换器及可调稳压电源。
数字控制部分用+、-按键控制一可逆二进制计数器，二进制计数器的输出输入到D/A变换器，经D/A变换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1V的步进值增或减。
图1简易数控直流稳压电源框图2.3 电路设计2.3.1 整流、滤波电路设计首先确定整流电路结构为桥式电路；滤波选用电容滤波。
电路如图2所示。
图2 整流滤波电路电路的输出电压U I 应满足下式：U ≥U omax +（U I -U O ）min+△U I式中，U omax 为稳压电源输出最大值；（U I -U O ）min 为集成稳压器输入输出最小电压差；U RIP 为滤波器输出电压的纹波电压值（一般取U O 、（U I -U O ）min 之和的确良10%）；△U I 为电网波动引起的输入电压的变化（一般取U O 、（U I -U O ）min 、U RIP 之和的10%）。
简易数控直流电源介绍(doc 24页)
简易数控直流电源介绍(doc 24页)C题：简易数控直流电源一、任务设计并制作具有一定输出电压范围和功能的数控直流电源。
二、要求1.基本要求1)输出电压：范围－5V～＋5V，步进0.1V，纹波≤10mV。
2)输出电压可预置在－5V～＋5V之间的任意一个值。
3)输出电流≥500mA。
4)数字显示输出电压值和电流值。
5)为实现上述几部件工作，自制稳压直流电源，输出±15V，＋5V。
2.发挥部分1)用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）。
2)增加输出电流至1.5A。
3)输出电压调整率≤0.5%（输入电压220V变化范围＋15%～－20%下，空载到满载）。
4)输出电流10mA～100mA可调。
5)其他三、评分意见项目满分基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。
50实际制作完成情况。
50发挥部分完成第（1）项10 完成第（2）项10 完成第（3）项10 完成第（4）项10 完成第（5）项10数据分析单位：V 负载电阻：50Ω/2W测试项目测试编号设定电压正电压项负电压项绝对误差备注空载带载空载带载正项负项1 00.010.010-0.0100.012 ±0.10.10.0-0.11-0.00.0-0.099123 ±0.20.220.21-0.22-0.210.01-0.014 ±0.30.30.29-0.31-0.290.01-0.025 ±0.40.40.39-0.4-0.390.01-0.016 ±0.50.510.5-0.49-0.50.010.017 ±0.60.620.6-0.61-0.60.02-0.018 ±0.70.720.7-0.71-0.70.02-0.019 ±0.80.80.79-0.81-0.790.01-0.0210 ±0.90.910.9-0.9-0.90.0111 ±1.00.990.98-0.99-0.980.01-0.0112 ±1.1 1.1 1.09-1.11-1.090.01-0.0213 ±1.2 1.2 1.2-1.21-1.20.0-0.011114 ±1.3 1.321.3-1.31-1.30.02-0.0115 ±1.4 1.4 1.39-1.4-1.390.01-0.0116 ±1.5 1.5 1.48-1.51-1.480.02-0.0317 ±1.6 1.581.57-1.58-1.570.01-0.0118 ±1.7 1.691.68-1.68-1.680.0119 ±1.8 1.8 1.79-1.8-1.790.01-0.0120 ±1.9 1.921.91-1.91-1.910.0121 ±2.0 2.012-2-20.0122 ±2.1 2.092.08-2.09-2.080.01-0.0123 ±2.2 2.182.17-2.19-2.170.01-0.0224 ±2.3 2.3 2.2-2.31-2.20.0-0.0991225 ±2.4 2.422.41-2.42-2.410.01-0.0126 ±2.5 2.5 2.49-2.51-2.490.01-0.0227 ±2.6 2.582.57-2.57-2.570.0128 ±2.7 2.7 2.69-2.7-2.690.01-0.0129 ±2.8 2.822.8-2.81-2.80.02-0.0130 ±2.9 2.912.9-2.91-2.90.01-0.0131 ±3.0 3.013-3.01-30.01-0.0132 ±3.1 3.123.1-3.12-3.10.02-0.0233 ±3.2 3.223.2-3.22-3.20.02-0.0234 ±3.3 3.3 3.28-3.3-3.280.02-0.0235 ±3.4 3.3 3.3-3.39-3.30.0-0.09772236 ±3.5 3.483.47-3.48-3.470.01-0.0137 ±3.6 3.6 3.59-3.59-3.590.0138 ±3.7 3.723.71-3.71-3.710.0139 ±3.8 3.8 3.79-3.8-3.790.01-0.0140 ±3.9 3.883.87-3.87-3.870.0141 ±4.04 3.99-4-3.990.01-0.0142 ±4.1 4.124.11-4.12-4.110.01-0.0143 ±4.2 4.2 4.19-4.2-4.190.01-0.0144 ±4.3 4.274.26-4.27-4.260.01-0.0145 ±4.4 4.394.38-4.39-4.380.01-0.0146 ±4.5 4.5 4.5-4.49-4.50.00.011147 ±4.6 4.6 4.59-4.61-4.590.01-0.0248 ±4.7 4.7 4.69-4.7-4.690.01-0.0149 ±4.8 4.774.76-4.78-4.760.01-0.0250 ±4.9 4.9 4.88-4.89-4.880.02-0.0151 ±5.0 5.014.98-4.99-4.980.03-0.01相关参数：1、由示波器测得带负载和不带负载下的纹波均为5.44mV；2、负载电流最大可达1A，设置为5.00V时用5Ω/10W的电阻测试时为998mA3、作为电压输出时，同时显示设定电压值和实测电压值；作为电流输出时，显示设定电压值和实际电流值；4、在50Ω/2W的负载测试时的绝对误差最大值为0.02V，最大相对误差为0.4%；5、其他参数在论文中加以论述。
简易数控直流源-制作报告.doc
简易数控直流源设计制作报告郑冰环 0805070134 赵晨 0805070116 陈兵 0805070127指导老师：干开峰张为堂摘要：本课题设计在稳压直流电源的基础上，通过AT89S52单片机作为主控制器对稳压直流源进行简单易操作的数字控制。
设计通过键盘输入进行电压预置，经由单片机处理输出数字信号，通过DAC0832 D/A转换器将数字量转变成模拟量，再经过功率输出网络电路，对电流电压进行一定倍数放大成满足需求的电量输出。
最后通过三位半A/D转换器DH7107驱动一组数码管组成一只简易数字电压表对输出电压显示。
系统采用单片机作为控制器，具有速率高，功效高等优点。
关键字：单片机数控电流源 D/A转换一、设计思路1.1 题目理解与分析题目要求设计制作一个简易的数控直流电源系统，来实现输出电压范围0~9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV和输出电流大于等于500mA，要求输出电压值用数码管显示，由“+”“-”两键分别控制输出电压步进增减，自制输出±15V、+5V稳压直流电源。
发挥部分为可输出电压预置在0~9.9V之间的任意一个值，用自动扫描代替人工按键，实现输出电压步进0.1V变化，扩展输出电压种类，如三角波等。
1.2 简易数控直流源系统设计思路根据题目理解，系统分为控制部分和功能部分。
系统部分包括主控制器、D/A 转换和A/D转换；功能部分分为按键部分、显示部分和电流放大部分。
系统设计方案框图如下图1.2.1所示。
图1.2.1 简易数控直流电源设计方案图二、方案选择与论证2.1 主控制模块论证方案一：采用凌阳系列单片机作为主控制器凌阳单片机是基于SOC的新型的数/模混合的系统级芯片。
在一个芯片内集成了单片机数据采集或控制系统所需的模拟和数字外设及其它功能部件。
其系统芯片具有集成度高、数/模混合、功能全、低功耗、低电压和易于开发等特点。
另外，凌阳单片机还增加了适合于DSP的某些特殊指令；有些系列的单片机还嵌入了LCD控制/驱动和双音多频发生器功能。
简易数控直流电源
安全性强：具备过流 、过压、欠压等保护 功能，有效保障设备 和人员的安全。
适应性强：适用于各 种不同的负载需求和 环境条件，保证电源 的稳定性和可靠性。
简易数控直流电源可为 各种电子设备提供稳定 的直流电源，如手机、 电脑、平板电脑等。
在科研和实验室环境中， 简易数控直流电源可用 于为各种测试设备和实 验仪器提供精确的电源。
高效能化是简易数 控直流电源的发展 趋势之一，通过提 高电源的转换效率 和降低能耗，可以 满足各种应用场景
的需求。
随着技术的不断 进步，简易数控 直流电源的高效 能化得到了广泛 的应用，例如在 电动汽车、无人
机等领域。
为了实现高效能 化，简易数控直 流电源需要采用 先进的控制算法 和优化设计，以 提高电源的稳定
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高效率：为了降低能源消耗和减少 热量产生，简易数控直流电源不断 追求更高的转换效率。
多样化：为了满足不同领域的需求， 简易数控直流电源正朝着多样化方向 发展，具备多种电压和电流输出能力， 以及更丰富的功能配置。
简易数控直流 电源将向智能 化方向发展， 具备自动控制 和智能调节功
电子设备供电：为各种电子设备提供精确稳定的直流电源，保证设备的性能和稳定性。
医疗设备供电：为各种医疗设备提供可调的直流电源，确保医疗设备的正常运行和患者的安全。
汽车电子控制系统的电源需求 简易数控直流电源的稳定输出特性 汽车启动和点火系统中的应用 汽车照明和信号系统中的应用
电源应安装在 通风良好、干 燥的地方，避 免阳光直射和
未来将更加注重用户体验和 个性化需求
定制化将成为简易数控直流 电源的一个重要趋势
输出电压范围： 可调范围为010V
简易数控直流电源介绍
简易数控直流电源介绍简介数控直流电源是一种能够通过控制电流和电压输出的电源设备。
它广泛应用于实验室、工业控制和电子设备测试等领域。
本文将介绍简易数控直流电源的工作原理、特点以及应用场景。
工作原理简易数控直流电源的工作原理基于电压转换和电流控制。
它通常由一个交流电源、一个变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。
1.交流电源：提供起始电压输入。
2.变压器：将输入的交流电压转换为适合电源要求的交流电压。
3.整流电路：将变压器输出的交流电压转换为脉冲电流。
4.滤波电路：通过电容器和电感等元件，滤除电源输出中的杂散信号，保证输出电流和电压的平滑度。
5.稳压电路：通过反馈控制，控制输出的电压或电流稳定在设定值。
特点1.精确控制：数控直流电源能够根据用户的需求，通过调整电流或电压来精确控制输出。
2.稳定性：采用稳压电路和反馈控制，在负载变化时能保持稳定的输出。
3.大电流输出：简易数控直流电源通常能够提供较大的电流输出，满足大功率设备的需求。
4.安全性：具备过流保护、过温保护等多重保护功能，保障电源和设备的安全使用。
5.数字化控制：带有数字显示屏和按钮，便于用户设定和调整输出。
应用场景1.实验室：数控直流电源广泛应用于实验室中的电子原型开发、科研实验等方面。
它能够提供精确的电流和电压输出，满足实验需求。
2.电子设备测试：在电子设备的生产和测试过程中，数控直流电源能提供稳定、可控的电源，用于设备的老化测试、功能测试等。
3.工业控制：在工业领域中，数控直流电源可用于控制电机、传感器和其他设备的电源输入，实现自动化控制。
4.充电宝测试：数控直流电源的精确电流和电压调节功能使其成为充电宝测试的理想工具，可以模拟各种充电器的输出。
结论简易数控直流电源通过电压转换和电流控制实现对电源输出的精确调节。
它具备精确控制、稳定性、大电流输出和安全性等特点，并广泛应用于实验室、电子设备测试和工业控制等领域。
在科研、生产和测试中，数控直流电源是一种重要的电源设备。
简易数控直流电源介绍
简易数控直流电源介绍简易数控直流电源介绍随着科技的不断进步和发展，数控技术的应用越来越广泛。
数控直流电源也是其中的一种，它具有参数稳定、精度高、可编程、控制方便等特点，被广泛应用于电子、通讯、医疗、精密机械等行业，成为现代产业发展的重要支撑。
一、简易数控直流电源的定义简易数控直流电源是一种基于单片机控制的电源，可实现电压、电流的精确控制，具有稳定的输出特性和可编程的控制方式。
其特点是简洁、易懂、成本低廉，适用于中小型企业、学校实验室及个人电子爱好者制作。
二、简易数控直流电源的功能和优点1、数字化控制。
简易数控直流电源由单片机进行数字化控制，可根据需要设置电压和电流数据，实现自动调节和控制。
2、高精度稳定输出。
输入电源电压稳定的情况下，简易数控直流电源可精确控制输出电压和电流，在电子实验中具有很大的优势。
3、多保护措施。
简易数控直流电源具有过压、过流、短路等保护功能，保证了电源在实验中的安全性。
4、便捷易用。
简易数控直流电源的使用非常简单，只需设置所需电压和电流值即可，不需要复杂的操作过程。
三、简易数控直流电源的制作过程简易数控直流电源的制作过程较为简单，需要的主要材料有电源变压器、稳压IC LM7805、可调稳压器LM317、电位器、LED指示灯等。
1、搭建电路。
首先搭建电路，将输入端的接头与电源变压器的输出端连接，输出端的接头与稳压IC LM7805的输入端连接，调整电位器使得输出稳压点为5V，再连接LM317和电位器，调节电压输出电压即可。
2、加装指示灯。
为了方便使用和直观显示电源状态，可以加装LED指示灯，将LED串联在电源输出端口，可显示电源是否正常输出。
3、程序下载。
将单片机程序下载到芯片中，即可完成简易数控直流电源的制作。
四、简易数控直流电源的应用领域简易数控直流电源适用于各种电子实验、测试、科研及学术研究，如电路板测试、恒压、恒流电源实验、电子元器件测试等，在电子、通讯、医疗、机械等领域都具有广泛应用。
简易数控直流稳压电源设计
简易数控直流稳压电源设计设计一台简易数控直流稳压电源可以分为以下几个步骤：1.确定电源的输出要求：确定电源的输出电压范围和电流范围。
根据实际需求，选择合适的电压和电流范围。
2.设计电源的整流电路：确定电源的输入电流和输入电压范围。
常用的整流电路包括桥式整流电路和中心点整流电路。
桥式整流电路更常见，效率较高。
3.设计电源的滤波电路：在电源的整流电路后加入滤波电容进行滤波，去除输出直流电压上的波动。
选取合适的滤波电容，使输出直流电压稳定。
4.设计电源的稳压调节电路：选择合适的稳压器件，根据需求设计稳压调节电路。
常见的稳压器件有三端稳压器和开关稳压器。
三端稳压器稳定性好，但效率较低；开关稳压器效率高，但稳定性较差。
5.设计电源的控制电路：根据需要设计数控电源的控制电路。
可以采用微处理器或者专用控制器来实现电源的数控功能，例如实现电源的开关机、电压和电流的调节、过压和过流保护等功能。
6.优化设计：根据实际需求对电源进行优化设计。
例如，可以增加短路保护、温度保护等功能。
7.制作测试：根据设计完成电源的制作和组装，进行测试。
测试包括输入输出电压电流的测试，以及控制电路的测试。
8.优化调整：根据测试结果对电源进行优化调整。
可以通过修改电路参数、更换稳压器件等方法进行优化调整。
9.最终调整：完成测试和优化调整后，进行最终调整，确保电源的稳定性和可靠性。
10.产品发布：在完成最终调整后，将电源进行产品化，进行包装和外观设计等工作，最终将产品发布市场。
需要注意的是，在设计数控直流稳压电源时，需要考虑以下几个方面：-输出电压范围和电流范围要与实际需求相匹配。
-整流电路和滤波电路的设计要使输出直流电压稳定，并且波纹尽可能小。
-稳压调节电路的选择要根据需求和性能进行考虑。
-控制电路的设计要实现所需的数控功能。
-电源的安全性和可靠性是设计时需要考虑的重要因素。
-电源的尺寸和散热量要注意合理安排，确保电源可以正常工作并且不过热。
简易数控直流电源设计方案
简易数控直流电源设计设计方案1 课题任务：本设计研究一种以单片机为核心的智能化高精度简易直流电源的设计, 该电源采用数字调节、闭环实时监控、输出精度高, 且兼备双重过载保护及报警功能。
2 系统设计2.1 系统总体设计思想此设计包括显示电路、键盘电路、单片机电路、数模转换电路、模拟信号放大电路的设计。
数控电源的输出电压数值由键盘控制。
通过键盘把需要的输出的电压值以步进方式输入到单片机。
这里需要注意的是在使用步进方式调整数据时，输出电压不能随着变化，以避免在调整过程中加到负载上的电压不能满足要求。
输出电压应该在完成步进调整以后再发生变化，直接向负载施加所需要的电压值。
显示电路既可用来显示输出的电压值，也可以用来显示键盘电路调整的过程。
在使用键盘完成输出电压的调整后，输出电压对应的数据分别送入数模转换器，数模转换器产生输出模拟电压。
数模转换器输出的模拟电压随着它的输入数据的变化而变化，从而实现了输出电压的步进调整，数模转换器的输出模拟电压不一定满足要求，如果不满足输出电压的要求，将需要添加一个电压放大器。
模拟信号放大电路包括电压放大和电路放大部分，前者是输出电压满足要求，后者降低负载变化对输出电压的影响。
对负载而言，由戴维南定理，整个数控电源可以等效为一个理想的电压源和一个电阻串联电路。
由于电源的内阻的存在，当负载电阻变化时，回路电流将发生变化，从而使得电源的输出电压发生变化。
为减小负载变化多输出电压的影响，输出电阻应该尽量地减少，或者加大输出的电流的额定值，因此需要添加一级电流放大器【2】。
2.2系统总方框图图2－1 数控系统硬件部分组成框图3.硬件模块设计3.1显示电路设计3.1.1 74LS164 简介此电路调试，可以将单片机写入简单的程序，将串行数据转换成并行显示，通过程序写入数据，使数码管显示00，如果显示不正确的，查看电路板焊接。
3.2数模转换电路设计由于采用了粗调和细调分段控制，辅助以软件修正，可以较好地提高电压输出精度，从成本和元件采购方面综合考虑，采用DAC0832电路作为D/A转化电路。
简易数控直流电源
简易数控直流电源简介数控直流电源是一种能够根据外部的控制信号来控制输出电压和电流的电源设备。
它广泛应用于实验室、工厂和家庭等领域，可用于电子产品的测试、电路实验、电镀加工等各种场合。
本文将介绍如何制作一台简易的数控直流电源，以及使用Markdown文本格式进行文档输出。
材料准备•直流电源模块 x1•电压调节器模块 x1•可调电阻 x1•电流表 x1•电压表 x1•连接线若干•电源线 x1•电源开关 x1搭建步骤1.将直流电源模块固定在实验宝板上，并连接好电源线；2.将电压调节器模块与直流电源模块连接，用连接线将它们的输入端和输出端连接起来；3.将电流表和电压表分别连接到电压调节器模块的电源输出端和负载接口上；4.将可调电阻与电压调节器模块的调节接口相连；5.将电源开关连接到直流电源模块的电源输入端。
使用说明1.打开电源开关，直流电源模块开始供电；2.通过调节可调电阻的阻值，可以控制直流电源的输出电压；3.通过读取电压表可以得到直流电源的输出电压值，并通过电流表可以得到输出的电流值；4.可以根据需要调整电压调节器模块的输入和输出连接端，以改变直流电源的正负极性。
示例代码``` #include <Arduino.h>const int voltagePin = A0; const int currentPin = A1; const int voltageAdjustPin = 9; const int currentAdjustPin = 10;void setup() { pinMode(voltageAdjustPin, OUTPUT);pinMode(currentAdjustPin, OUTPUT); Serial.begin(9600); } void loop() { int voltage = analogRead(voltagePin); int current = analogRead(currentPin); float mappedVoltage = map(voltage, 0, 1023, 0, 12); float mappedCurrent = map(current, 0, 1023, 0, 2);analogWrite(voltageAdjustPin, mappedVoltage); analogWrite(currentAdjustPin, mappedCurrent);Serial.print(。
简易数控直流电源
前言数控直流电源是一种常见的电子仪器，广泛应用于电路，教学试验和科学研究等领域。
目前使用的可控直流电源大部分是点动的，利用分立器件，体积大，效率低，可靠性差，操作不方便，故障率高。
随着电子技术的发展，各种电子，电器设备对电源的性能要求提高，电源不断朝数字化，高效率，模块化和智能化发展。
以单片机系统为核心而设计的新一代——数控直流电源，它不但电路简单，结构紧凑，价格低廉，性能优越，而且由于单片机具有计算和控制能力，利用它对数据进行各种计算，从而可排除和减少模拟电路引起的误差，输出电压和限定电流采用数输入采用键盘方式，电源的外表美观，操作使用方便，具有较高的使用价值。
本设计的题目是高精度数控直流电源。
要求有一定输出电压范围和功能的数控电源。
关键电路有三个：一是输出电路，要求如何实现0—9.999V步进0.001V，而且稳压特性要优良，输出电压的误差要尽量小。
二是数控电路，它应当有点动和自动扫描两种工作方式，能有效的控制输出电压，并显示它，三是扩展输出电路，从题目分析，它应当是一种信号源。
本设计论文是以单片机为核心设计的。
第一章概述1.1 系统方框图简易数控直流电源由显示电路部分、数控电路部分、输出电路部分、直流电源部分构成。
具有一定电压范围和功能，可以实现输出电压从0V到+9.999V之间的变换，按键一下，步进0.001V。
其系统方框图如图1.1所示图1.1 简易数控直流电源方框图1.2系统电路工作原理本电路主要是通过89C51单片机控制输出电压大小变化，以实现设计要求的。
89C51单片机将数据由TXD、RXD两端口串行送入到74LS244驱动器中，并通过四位LED显示之。
单独设置的“增”、“减”两个键由并口进行检测。
按“+”键步进0.001V，按“—”键减少0.001V。
DAC82 D/A转换器接收89C51单片机数据总线传送的数据，并根据它来确定输出电压。
在89C51单片机程序控制下，89C51开机后先自动复位，运行的过程中在送去显示的同时，送入DAC82，并产生相同的输出电压，然后不断循环检测两键是否按下，如果检测到有键按下，将使显示值和输出电压相应增减0.001V，如果检测到按键时间超过0.5s，则认为需要大幅度连续增减，此时将使显示值和输出电压以0.01的步进相应增减。
简易数控直流电源设计 (1)
简易数控直流电源设计摘要：本系统以串联负反馈稳压电路为核心，MSP430F1611单片机为主控制器，通过键盘向单片机输入不同指令，运用其片内的D/A转换芯片，设置步进0.1V，整个系统的供电部分由三端稳压器7815和7915实现，通过电压放大、功率放大和滤波电路，实现输出电压0~9.9V，并通过单片机的A/D采样模块，由LCD1602显示输出电压的预置值和测量值，并对比误差，电压值经12位D/A转换输出模拟量，在输出电压端采样并通过比较器判断高低电平，经单片机分析处理，实时动态控制其输出电压，形成一个闭环形式的控制系统，使输出电压更加稳定。
关键字：直流电源串联负反馈 D/A转换步进单片机1系统方案选择和论证1.1 数控部分方案方案一：主要由数字电路构成，要完成键盘控制，电压控制字输出、液晶显示、电流过流时的软件保护及报警功能。
要实现输出电压0~9.9V，步进0.1V，需要99个控制字，TI公司的MSP430F1611型单片机即包含12位D/A转换芯片，故能满足设计要求，同时能极大简化外围电路，增强数控电源的稳定性并且减小系统误差，且MSP430单片机具备超低功耗的优点，输出电压显示部分则采用LCD1602。
方案二：由8051单片机做主控制芯片，由于其内部没有集成D/A转换模块，需外加D/A转换电路，使用DAC0832这款芯片。
DAC0832是8位D/A转换集成芯片。
与微处理器完全兼容。
且具备价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点。
二者相比，方案一成本更低，精度更高，外围电路简单，故本系统采用方案一。
1.2稳压输出部分方案方案一：采用典型的串联直流稳压电源。
电路由调整环节、基准电压、反馈网络、比较放大等部分构成。
其工作原理是由反馈网络取出输出电压的一部分送至比较放大器与基准电压进行比较，比较的差值经比较放大器放大后送到调整环节，使调整环节产生相反的变化来抵消输出电压的改变，从而维持输出电压的稳定。
简易数控直流稳压 电路图相对简单
一、设计说明设计一个具有一定输出电压调节范围和功能的数控直流稳压电源。
数控直流稳压电源的工作原理框图如图1所示。
主要包括数字控制部分、模拟/数字转换部分（D/A 变换器）及可调稳压电源。
数字控制部分用+、-按键控制可逆二进制计数器，二进制计数器的输出到D/A 变换器，经D/A 转换相应的电压，经放大后去控制稳压电源的输出，来实现输出电压值步进增减。
图1 简易数控直流稳压电源框图二、技术指标1.输出直流电压调节范围5 15V ，纹波小于10mV 。
2.输出电流为500mA 。
3.稳压系数小于0.2.4.直流电源内阻小于0.5欧姆。
5.输出直流电压能步进调节。
步进值为1V 。
6.由+、-两键分别控制输出电压步进增和减。
三、设计要求1．在选择器件时，应考虑成本。
2．根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数。
3．主要器件：(1)可逆计数器；(2)运算放大器；(3)稳压器；(4) 单稳态触发器。
四、实验要求1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路。
2．进行实验数据处理和分析。
五、推荐参考资料1.姚福安. 电子电路设计与实践[M]济南：山东科学技术出版社，2001年2.阎石. 数字电子技术基础. [M]北京：高等教育出版社，2006年3.刘贵栋主编.电子电路的Multisim 仿真实践[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版电压增减步进按键可逆计数器稳压调节 电路单脉冲 产生D/A 变换器UiUo社，2008年4.童诗白、华成英主编.模拟电子技术基础,[M]北京：高等教育出版社，2007年.六、按照要求撰写课程设计报告指导教师年月日负责教师年月日学生签字年月日成绩评定表评语、建议或需要说明的问题：成绩指导教师签字：日期：一、概述近几年来，随着电子技术的日新月异，世界各国的电子技术飞速发展，中国也毫不例外的成为了一个电子大国和电子强国，国民对电子产品的需求种类也越来越多。
其中电源是最重要的组成部分，没有电源也就没有了电路这个概念。
简易数控直流电源
实验室应用
在实验室中为各种电子实验提 供稳定的直流电源。
维修与调试
在设备维修和调试过程中，为 电子设备提供可靠的电源保障
。
科研与教学
用于科研和教学领域，为学生 和研究者提供方便的电源实验
条件。
02
简易数控直流电源的组成
电源电路
输入滤波电路
用于滤除电源输入中的噪声和 干扰，确保电源的稳定运行。
简易数控直流电源
• 简易数控直流电源概述 • 简易数控直流电源的组成 • 简易数控直流电源的性能指标 • 简易数控直流电源的使用与操作
• 简易数控直流电源的维护与保养 • 简易数控直流电源的发展趋势与未
来展望
01
简易数控直流电源概述
定义与特点
定义
简易数控直流电源是一种能够输出精 确可调的直流电压或电流的电源设备 。
详细描述
输出电压范围越宽，电源的应用范围就越广。一般来说，输出电压范围应该在 1-30V之间，以满足大多数电子设备的需要。
输出电流范围
总结词
输出电流范围表示电源能够提供的最大和最小电流值。
详细描述
输出电流范围越大，电源的负载能力就越强。一般来说，输出电流范围应该在010A之间，以满足大多数电子设备的需要。
电源指示灯不亮
检查电源开关是否打开，以及电源指示灯是否损 坏。
散热风扇噪音大
检查散热风扇是否正常运转，如噪音大则更换散 热风扇。
06
简易数控直流电源的发展趋势与 未来展望
技术创新与改进
高效能转换技术
采用先进的电力电子技术和高效变压器，提高电源的转换效率， 降低能源损耗。
智能化控制
引入人工智能和机器学习技术，实现电源的智能控制和自适应调节， 提高电源的稳定性和可靠性。
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C题：简易数控直流电源一、任务设计并制作具有一定输出电压范围和功能的数控直流电源。
二、要求1.基本要求1)输出电压：范围－5V～＋5V，步进0.1V，纹波≤10mV。
2)输出电压可预置在－5V～＋5V之间的任意一个值。
3)输出电流≥500mA。
4)数字显示输出电压值和电流值。
5)为实现上述几部件工作，自制稳压直流电源，输出±15V，＋5V。
2.发挥部分1)用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）。
2)增加输出电流至1.5A。
3)输出电压调整率≤0.5%（输入电压220V变化范围＋15%～－20%下，空载到满载）。
4)输出电流10mA～100mA可调。
5)其他三、评分意见数据分析单位：V 负载电阻：50Ω/2W简易数控直流电源（C题）作者：胡泽志、黄晓岚、严军摘要：该电源系统以ATMEGA8单片机为核心控制芯片，实现数控直流稳压电源功能的方案。
设计采用8位精度的DA转换器DAC0832、精密基准源LM336-5.0、7805和两个CA3140运算放大器构成稳压源，实现了输出电压范围为－5V～+5V，电压步进0.1V的数控稳压电源，最大纹波只有6mV，具有较高的精度与稳定性。
另外该方案只采用了3按键实现输出电压的方便设定，显示部分我们采用了诺基亚3310手机夜晶显示器来显示输出电压值和电流值。
关键词：数控直流稳压源 DAC0832 运算放大器CA3140 精密基准源LM336-5.0 诺基亚3310手机液晶A VR单片机Atmega81．系统方案选择和论证1．1 题目要求1．1．1 基本要求6)输出电压：范围－5V～＋5V，步进0.1V，纹波≤10mV。
7)输出电压可预置在－5V～＋5V之间的任意一个值。
8)输出电流≤500mA。
9)数字显示输出电压值和电流值。
10)为实现上述几部件工作，自制稳压直流电源，输出±15V，＋5V。
1．1．2 发挥部分1）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）。
2）增加输出电流至1.5A。
3）输出电压调整率≤0.5%（输入电压220V变化范围＋15%～－20%下，空载到满载）。
4）输出电流10mA～100mA可调。
5）其他1．1．3 说明1．2 系统基本方案根据题目要求，系统可以划分为输出部分，人机接口部分和直流稳压电源。
其中输出部分是由D/A转换后再放大得到的，人机接口包括4个按键和液晶显示部分，直流稳压电源包括两组电源。
1．2．1 方案选择和论证方案一: 三端稳压电源采用可调三端稳压电源构成直流可调电源的电路如图1.1所示。
怎样实现数控呢？我们把图 1.1中的可变电阻RP用数字电位器来代替，就能实现数控了。
但由于三端稳压芯片LM317和LM337的输出电压不能从0V起调，输出公式：Vout=1.25×(1+R2/R1)。
所以，可以采用在输出的地方加两个二级管，利用PN节的固有电压来实现从0V起调，如图1.2所示。
图1－1图1.2优点：该方案结构简单，使用方便，干扰和噪音小缺点：数字电位器误差较大，控制精度不够高，误差电压较大。
同时更重要的是几乎所有的数字电位器能够容忍的电流都在20mA以下。
所以，这种方案就被否决了。
方案二：采用A/D和D/A采用A/D和D/A构成直流电源的电路如图1.3和图1.4所示。
采用单片机构成直流电源的电路如图1.3所示，利用AVR单片机自带的D/A口DAC0输出0－2.5V的电压，然后经一级反相放大器和跟随器，此时可以输出0到－5V电压。
但是因为A/D变换器只能采集0到+2.56V的电压，所以再在跟随器后面加一级反相放大器器然后送回到A/D采样，MCU比较发现DAC0输出为正确电压时，则从跟随器后直接输出电压，这样就可以输出0到-5V的电压了。
当需要正相电压时从DAC1口输出电压，这时就不需要反相，其它原理与DAC0相似。
图1.3优点：精确度高，纹波小，效率和密度比较高，可靠性也不错。
缺点：电路相对复杂，AVR单片机的IO口不能容忍负电压，否则会被损坏。
所以，这种方案也行不通。
方案三：采用数字电位器与运放到组合如图1.4所示，在该方案中我们用两个数字电位器代替了MCU中的D/A，这样可以降低成本，同时简化电路，从两个串连的数字电位器可以直接输出-5V到+5V的电压同上面方案一样，当输出反相电压时在送电压回A/D采样时要先经过一次反相。
但同样存在上面的问题。
图1.4优点：电路结构更简单，降低了成本缺点：因为数字电位器电阻误差大，且单片机的A/D口容易损坏。
方案三：采用7805构成直流电源采用7805构成直流电源的电路如图1.5所示，改变RP阻值使7805的公共端的电压在0到－10V之间可调，则7805的输出端电压就可实现-5V－+5V之间可调了。
这种方案是利用了7805的输出端与公共端的电压固定为+5的特性来设计的。
但同样存在不好数控的问题。
图1.5方案四方案三与方案四结合，然后再以+5V为参考输出D/A转换器8Atmega8电流-电压转换及放大功率放大7805输出+15V+5V放大ADC0键盘显示-10V~0V如上图所示，采用数模转换器输出电流，经电压转换和反向放大之后得到-10V~0V的电压，把这个电压送到三端稳压器件7805的公共端，然后，再以+5V作为参考则输出的电压就能实现在-5V~+5V任意可调。
采样时，是对地采样的，就省去了负电压不好采样的麻烦，这也是我们的创新之处。
1. 主要单元电路设计电源电路单元该电路用了7805、7815和7905、7915制成了两组稳压直流电源电路分别得到±15V和±5V的电源。
为了防止恒流源电路中的较大电流对控制部分产生干扰，将控制部分的电源和恒流源电路电源分成独立的两部分，分别由两组变压器供电，并且，在电源的输出极加上LC滤波电路。
通过实际测量发现加LC滤波器之前的纹波高达50~60mV，但是通过滤波之后，电压输出，有了明显的改善，纹波只有10mV左右了。
人机接口部分的单元电路设计按键键盘：LCD显示界面：数模转换电路：DAC0832接口电路：用单片机的P3口来控制DAC0832输出电压。
0832输出电路：DAC0832输出的电压通过两个CA3140的两级放大，从Vout1 和V out2两路输出实现输出正负5V的电源。
精密基准源：用LM334和一个10K的可调变阻构成了一个精密5V基准电压，提高系统的精密度。
纹波、尖峰干扰处理：未加电源滤波器之前，从电源电路输出端测得的纹波有50~60mV，当加了电源滤波器之后，电源电路输出端的纹波只有6~8mV了。
在主控板的电源输入端分别再对±15V、±5V 加一级LC滤波，最后把纹波控制在6mV以下了。
主控电路保护二极管：二极管用以防止电流倒灌，防止烧坏电源。
功率放大驱动电路+15V-15V 输出输入上图是由OP放大器与推挽射极跟随器相组合的电路。
因为使用将NPN与PNP晶体管的共同连接的推挽射极跟随器，该电路在输出端不取电流时，发射极无电流流动，所以电路的效率非常高。
这是该电路的一大特点。
没有反馈回路时，推挽射极跟随器的开关失真很大，假如反馈后，开关失真变小，但仍然存在。
为了解决这个问题我们加入了偏置电路，由于在各自的晶体管上加两个二级管的V F电压（≈1.2V），所以在发射极电阻上分别加一个PN 节的电压（≈0.6V）。
该电压用发射极设定电流（零点几至数毫安）来除就求出发射极电阻。
在偏置电路里流动的电流，是由比晶体管基极电流大得多的值来决定的，但若太大，则OP放大器就不能驱动偏置电路，所以设定该电流在1mA以下是比较妥善的。
3．系统的软件设计34．系统测试及数据分析4．1 测试仪器与设备测试使用的仪器如表4.1.1所示。
表4.1.1测试所使用的仪器设备4．2 指标测试1、 输出电压：范围－5V ～＋5V ，步进0.1V ，纹波≤6mV 。
初始状态时，可以通过4个按键输入－5.0V ～＋5.0V 之间的任意电压值，并实时显示。
显示值与实际测量值同步，且在－5.0V ～＋5.0V 之间的调节过程中最大误差为0.03V ；2、 输出电压可预置在－5V ～＋5V 之间的任意一个值，并且设有电压步进0.1V 的增减键，实时可调，有自动扫描代替人工按键功能，步进0.1V ； 3、 输出电流≤500mA ；4、 输出电压调整率≤0.5%(输入电压220V 变化范围＋15%～－20%下，空载到满载）; 输出电压/ 输出电流特性：5.004.944.704.55-1-2-3输出电流/mA电压/%输出电压/V分析：上图表示的是输出电压与输出电流的曲线图（输出电压在无负载时，已调整到5.00V ）。
在500mA输出电流流动时，输出电压为4.94，要比此时无负载电压5.00V低0.06V（1.2%）。
因此对电源的等效输出电阻进行计算为0.12Ω（0.06V/500mA）由于射极跟随器的输出阻抗为数欧，可以知道，加上负反馈之后大大减小了电源的输出阻抗。
5、带负载时可以显示电流值，并通过功能键进行切换，换到电流控制档，可控制电流在10mA～100mA自由调节。
6、线性度：（数据分析）给定电压 5.0 4.9 4.8 4.7 4.6 4.5 4.4 4.3 4.2 4.1 4.0 3.9 3.8 实测电压 5.00 4.91 4.8 4.69 4.60 4.51 4.40 4.29 4.20 4.11 4.02 3.93 3.82 给定电压 3.7 3.6 3.5 3.4 3.3 3.2 3.1 3.0 2.9 2.8 2.7 2.6 2.5 实测电压 3.70 3.59 3.48 3.37 3.29 3.20 3.10 3.00 2.89 2.78 2.68 2.59 2.50 给定电压 2.4 2.3 2.2 2.1 2.0 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 实测电压 2.40 2.31 2.22 2.09 2.01 1.91 1.82 1.73 1.62 1.51 1.40 1.31 1.22 给定电压 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 -0.1 实测电压 1.09 0.99 0.91 0.80 0.71 0.61 0.50 0.39 0.30 0.22 0.10 0.01 -0.11 给定电压-0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 -0.7 -0.8 -0.9 -1.0 -1.1 -1.2 -1.3 -1.4 实测电压-0.21 -0.32 -0.41 -0.50 -0.59 -0.70 -0.79 -0.87 -0.99 -1.10 -1.19 -1.30 -1.41 给定电压-1.5 -1.6 -1.7 -1.8 -1.9 -2.0 -2.1 -2.2 -2.3 -2.4 -2.5 -2.6 -2.7 --实测电压-1.52 -1.63 -1.72 -1.81 -1.90 -2.01 -2.11 -2.20 -2.31 -2.39 -2.50 -2.59 -2.71 给定电压-2.8 -2.9 -3.0 -3.1 -3.2 -3.3 -3.4 -3.5 -3.6 -3.7 -3.8 -3.9 -4.0 实测电压-2.80 -2.91 -3.01 -3.12 -3.22 -3.30 -3.41 -3.49 -3.60 -3.69 -3.80 -3.89 -4.01 给定电压-4.1 -4.2 -4.3 -4.4 -4.5 -4.6 -4.7 -4.8 -4.9 -5.0实测电压-4.11 -4.20 -4.29 -4.40 -4.51 -4.61 -4.70 -4.79 -4.89 -4.998.纹波测试结果：不带负载时的纹波测试图：带负载时的纹波测试图：从波形图中可以看出，加负载后，纹波变得更加密集了。