简易数控电压源的设计10年
简易数控直流稳压电源的设计
简易数控直流稳压电源的设计作者:资灵薇安盼盼潘迪来源:《建材发展导向》2014年第04期摘要:本设计以直流电压源为核心,CPLD为主控制器,通过按钮来设置直流电源的输出电压,设置步进等级可达0.1V,输出电压范围为0—9.9V,输出电流为1A,并由数码管显示输出电压值。
由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减,并且输出电压可预置在0~9.9V之间的任意一个值。
由CPLD输出数字信号,经过D/A转换器(AD0832)输出模拟电流量,再经过运算放大器隔离放大输出模拟电压量,控制稳压芯片L7805电压的变化而输出不同的电压。
关键词:数控直流电源;CPLD;D/A数模转换1方案设计设计要求:(1)输出电压范围:0~9.9V,步进0.1V,纹波不大于10mV。
(2)输出电流:500mA。
(3)输出电压用数码管显示。
(4)由“+”、“-”键分别控制输出电压步进增或减。
(5)输出电压可预置在0~9.9V之间任意值。
(6)输出电压可自动增加或减少(步进不变)。
(7)增加保护功能:输出电压不能发生从0.0→9.9(或9.9→0.0)跳变。
2设计思路3主要电路(设计和计算)3.1电源部分:a.变压部分:我们用的是220V,15V的变压器变压。
b.滤波部分:为了使稳压电源可以正常工作,滤波电路的输出电压U1应该满足下式:U1≥Uomax+(UI-Uo)min其中:Uomax为稳压电源输出最大值(UI-Uo)min 为集成稳压器输入与输出最小电压差,典型值为3V.所以:U1≥=V =12+3=15vτ=RLC≥(3→5)TRL=U1×I1(频率为50HZ)C=(3→5)T*0.5÷RL=(3→5)×0.02×0.52×20.57=2666μF则可以取2600μF以上的电容(RLC越大,电容的放电速度越慢,纹波成分越小)。
因此电容C选用3300μF电解电容来滤波。
3.2CPLD部分。
简单数控直流电压源
数控电压源实习报告班级:测控12-1 31号设计人: 王秋桦指导老师:庄严设计时间:2015-12-01摘要本设计采用数字电位器MCP41010和功率放大电路LM324构成输出电压在0.1-9.9V 的直流稳压电源,整个电路由D/A转换模块、电压放大模块、精密电压源模块和过流保护模块组成。
数字控制部分采用+/-按键来调整预设电压值,调整步进0.1V,当按下+/-按键超过1秒时进入快速调整状态,每秒步进为0.4V。
最后再将放大后的输出电压值和输出电流值,经过PIC16F877A的内部A/D转换并在数码管上实时显示。
关键词:数字电位器、D/A转换、电压源、过流保护目录1 系统设计 (5)1.1设计要求 (5)1.1.1 设计任务 (5)1.1.2、基本要求 (6)1.1.3、发挥部分 (6)1.1.4 测试要求 (6)1.1.5 系统框图 (6)1.2方案论证与比较 (7)1.2.1电压采样模块 (7)1.2.2 稳压模块 (8)1.2.3 过载保护模块 (9)1.2.4 最终方案 (11)2.单元电路分析 (11)2.1D/A转换模块 (11)2.1.1工作原理 (11)2.1.2 参数选择 (12)2.2电压放大模块 (12)2.2.1 工作原理 (12)2.2.2 参数选择 (12)2.3稳定电压源及电压采样模块 (13)2.3.1 工作原理 (13)2.3.2 参数选择 (13)2.4过载保护模块 (14)2.4.1工作原理 (14)2.4.2 参数选择 (14)3.软件设计 (15)3.1实现功能 .................................................................................................... 错误!未定义书签。
3.2软件平台及开发工具 (15)3.3 软件流程图 (16)4.系统测试 (18)4.1电路测试步骤: (18)5. 结论 (19)6. 参考文献 (21)7.附录 (22)1 系统设计1.1 设计要求1.1.1 设计任务设计一台直流稳压电源,电压变化范围±10%.1.1.2、基本要求(1)输出电压:范围0~+9.9V,步进0.1V,纹波不大于10mV。
数控电压源的设计
xxxxxxxxxxxxxx 本科生毕业设计(论文)学院: xxxxxxxxxxxxxxx专业:xxxxxxxxxxxxxxx学生: xxxxxxxxxxxxxxx指导教师:xxxxxxxxxxxxxxx完成日期:xxxxxxxxxxxxxxx38 页3 表17 幅 XXXXXXXXXXXXXXX 本科生毕业设计(论文)总计毕业设计(论文)表格插图数控电压源的设计(实物制作)摘要本课题以LM2576-ADJ乍为调整输出电压的主控器件,通过调节按键来调整输出电压。
同时借助AD0832进行A/D转换并一次将需要显示的信息提供给数码管。
本系统由五个模块构成,分别为LM2576输出电压控制模块、单片机、数码管显示模块、整流滤波模块以及AD0832A/D转换模块,通过这几个模块的有机组合,构成一个完整的数控稳压电源。
该稳压电源具有数字显示功能,还具有能耗低、电压稳的优点。
关键词:LM2576输出电压;单片机;数码管AbstractThis topic to a LM2576 - ADJ as main control device to adjust the output voltage, by adjusting the slide rheostat value to adjust the output voltage.At the same time use AD0832 to A/D conversion and A will need to display the information provided to digital tube.This system is composed of six modules, respectively LM2576 output voltage control module, microcontroller, digital tube display module, rectifier filtering module, AD0832 A/D conversion module and DS18B20 temperature measurement module, through the organic combination of several modules, constitute A complete numerical control regulated power supply.The regulated power supply with digital display function, but also has the advantages of low energy consumption, the voltage stability.Key words :LM2576;The output voltage;Single chip microcomputer;Digitalt目录摘要. (I)Abstract . (II)第一章概述. (1)1.1 引言. (1)1.2 数控电压源的意义 (2)1.3 国内外现状研究 (3)1.4 数控电压源的设计要求. (4)第二章方案论证与比较 (5)2.1 输出电压控制模块 (5)2.2 显示模块 (6)2. 3 控制芯片的模块. (6)2. 4 按键模块. (6)第三章控制电路设计. (7)3.1 STC89C51 简介 (7)3.2 STC89C51主要相关参数 (8)3.3 STC89C51 引脚说明 (8)3.4 单片机最小系统 (10)3.5 中断技术 (12)第四章数控稳压电源电源电路模块 (14)4.1 整流滤波电路 (14)4.2 输出电压控制的设计 (14)4.3 D/A 转换和显示电路的设计 (16)第五章系统软件程序设计 (20)5.1 程序设计、流程图 (20)5.2 部分程序流程图 (20)5.3 数码管显示子程序流程图 (22)第六章系统调试与测试结果 (24)6.1 系统软件调试 (24)6.2 系统硬件调试 (24)6.3 测试结果 (24)测试结果统计表: (24)结论. (25)参考文献. (26)致谢. (27)附录一系统仿真图. (28)附录二程序. (29)第一章概述1.1 引言电源技术的发展在现代工业的发展中起到了不可替代的作用。
简易数控直流稳压电源设计
简易数控直流稳压电源设计数控直流稳压电源是一种能够提供稳定输出电压的电源装置,常用于电子设备的测试、实验和制造过程中。
下面是一个简易的数控直流稳压电源设计。
1.设计需求和规格在开始设计之前,我们需要明确电源的输出电压和电流需求。
假设设计目标为输出电压范围为0-30V,最大输出电流为5A。
2.选择电源变压器根据设计需求,我们需要选择一个合适的电源变压器。
变压器的选择应该满足以下条件:-输入电压范围为市电的电压范围;-输出电压是设计需求的两倍,即60V;-输出功率需大于最大输出功率,即300W。
3.整流电路设计使用桥式整流电路将交流输入电压转换为直流电压。
桥式整流电路由4个二极管组成,将交流输入电压的负半周和正半周均转换为正向电流。
4.滤波电路设计滤波电路用于减小输出电压中的纹波,并提供稳定的直流输出电压。
常见的滤波电路是使用电容滤波器。
根据设计需求,选择适当的电容来达到所需的输出纹波和稳定性。
5.稳压电路设计稳压电路用于控制输出电压在设定范围内稳定。
可以使用集成稳压器芯片,例如LM317,它可以根据外部电阻器和电容器的值来控制输出电压。
6.控制电路设计为了实现数控功能,可以使用微控制器或模拟电路来控制输出电压和电流。
通过合理设置电容、电阻和电位器等元器件,可以设计出合适的控制电路。
7.保护电路设计为了确保电源和负载的安全,应设计适当的保护电路。
常见的保护电路包括过流保护、过压保护和过温保护。
可以使用电流检测器、过压保护器和温度传感器等元器件来实现这些保护功能。
8.PCB设计和制造根据上述电路设计,进行PCB布局和布线。
设计合适的PCB尺寸和布局,以容纳所有元器件,并确保电路的稳定性和可靠性。
完成设计后,可以选择将PCB文件发送给制造商进行制造。
9.组装和测试将制造好的PCB组装在电源箱中,接好输入电源线和输出连接线。
在保证安全的情况下,通电测试电源的稳定性、输出的准确性和保护电路的可靠性。
10.调试和优化根据实际测试结果,不断调试和优化电源的性能。
简易数控电源课程设计
简易数控电源课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解数控电源的基本概念,掌握其工作原理和电路组成;2. 学生能掌握简易数控电源的安装、调试及故障排除方法;3. 学生了解数控电源在工业生产中的应用,理解其重要性。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,独立完成简易数控电源的组装与调试;2. 学生能分析并解决简易数控电源使用过程中出现的问题;3. 学生能通过实际操作,提高动手能力、团队协作能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标:1. 学生对电子技术产生兴趣,培养积极的学习态度;2. 学生在学习过程中,树立正确的价值观,认识到技术在实际生产中的价值;3. 学生通过团队协作,培养沟通能力,增强集体荣誉感。
课程性质:本课程为实践性较强的电子技术课程,以培养学生的动手能力和问题解决能力为主要目标。
学生特点:学生已具备一定的电子基础知识和动手能力,对新鲜事物充满好奇心,喜欢动手实践。
教学要求:注重理论与实践相结合,以学生为主体,教师为主导,充分调动学生的积极性和主动性,培养其创新思维和实际操作能力。
通过课程目标的实现,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面提升。
二、教学内容1. 数控电源基础知识:包括数控电源的定义、分类及工作原理,重点讲解开关电源、线性电源的原理及优缺点对比。
教材章节:第一章 数控电源概述2. 简易数控电源电路组成:分析并讲解电源变压器、整流滤波电路、稳压电路、驱动电路等组成部分。
教材章节:第二章 简易数控电源电路组成3. 简易数控电源安装与调试:详细讲解电源的安装步骤、调试方法及注意事项,培养学生动手能力。
教材章节:第三章 简易数控电源安装与调试4. 故障排除与维护:分析常见故障现象,教授故障排除方法,强调日常维护保养的重要性。
教材章节:第四章 故障排除与维护5. 数控电源应用案例分析:通过实际案例,使学生了解数控电源在工业生产中的应用及作用。
教材章节:第五章 数控电源应用案例6. 实践操作:组织学生进行简易数控电源的组装、调试及故障排除实践,巩固所学知识。
简易数控直流稳压电源研发设计
酩專二<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0.5 Q o5. 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。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
減"-■捋健彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。
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。
式中,U max 为稳压电源输出最大值;(U-U O ) min 为集成稳压器输入输 出最小电压差;U R IP 为滤波器输出电压的纹波电压值(一般取U O 、( U-U 。
)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-U 。
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。
简易数控稳压电源电路设计报告
1 设计任务与要求设计并制作一个简易的数控稳压电源。
电源设有“电压增”(UP)和“电压减”(DOWN)两个键,按UP时输出电压步进增加,按DOWN时步进减小。
基本要求如下:(1)输出电压范围为5~12V,步进为1V;(2)输出电压的误差≤±0.2V;(3)最大输出电流≥1A。
发挥部分:显示设定的电压值;说明:(1)分别测试输出电压为5V、6V、7V、...11V和12V的电压值;(2)最大输出电流通过设计方案予以保证。
参考元器件:74HC193,74HC138,LM317,CD4511,S8050/8550,DAC0832,TL082/NE5532,TIP41/2N3055/3DD15。
2 设计方案论证要求电源输出电压共有种取值,而且要求输出电压可增可减,因此用8进制加减计数器作为主控电路,然后通过D/A转换器将十位和个位的数字量转换成相应的模拟电压值,然后根据权值叠加成0-7V的控制电压,由于DAC0832将数字信号转化为电压信号为负值,所以再经过模拟电路减法器与5V电压相加输出5-12V电压,经过两个三极管TIP41和2N3055连接10Ω功率电阻以此来保证输出电流。
3 单元电路设计3.1 按键电路设计按键电路高电平有效,开关打开为低电平,开关关闭为高电平,其输出端连接计数器UP 端与DN端。
其中用到74HC14,74HC14实现了6路施密特触发反相器,可将缓慢变化的输入信号转换为清晰、无抖动的输出信号,借此来设计防抖电路。
根据积分电路RC>T(时间常数),由于开关的抖动时间大约为5ms,所以应该满足RC>50ms即可消除电路的抖动,因此当设计R=1kΩ,C=47uf。
设计图如下:图1按键电路图3.2 八进制可逆计数器设计将74HC192十进制计数器改接为八进制可逆计数器,其原理是利用8的二进制数为1000,将Q3端口接至MR复位端,当计数器计数为8时自动复位,借此来保证八进制计数。
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。
自制精密数控电源
以前08年的时候,我自制了第一台数控电源,当时这台电源比较简陋,用的是M8输出两路PWM进行二阶积分作为基准电压,OP07运放作为控制器,输入用的4x4矩阵键盘,电路板用的热转印自制的。
以前用热转印做的主控板正面反面,送香水太多比较恶心整体外观内部,调整管质量不错,用的正品的3DD9D纪念一下,已经被我拆掉了,2008-10-4月完工的虽然对于以前我用的电源来说是一个跨时代的东西,但是问题存在不少。
1、电压不精确,漂移严重,原因是当时图方便无经验取样电阻用的一个多圈电位器直接进行分压,本身温漂就大。
2、结构设计缺陷,散热器是被动散热,内部温度高,导致温漂更加厉害3、PWM二阶积分做基准本身就不太精确,M8内置AD(10bit)分辨率也不够4、机壳用的原有电源机壳,老旧体积大不美观,矩阵按键手感不好5、当时编程水平有限,程序用了大量延时函数,按键程序优化不好,造成按键反映慢6、设计经验不足,电路设计有些小缺陷。
虽然后面我准备用开关电源做一台双路的,当时用光耦隔离通讯都搞定了,这台电源设计思路很先进,用的KIC-125开关模块进行跟随一级降压,第二级用传统的线性稳压,第一次自制了风道散热器效果不错,这次都是用的这台散热器。
最后因为模拟电路的一些设计缺陷以及有些元器件故障而夭折,废了不少功夫,可惜。
上个图:首先引入了模块化设计的经验用了光耦对MCU板和模拟板进行全隔离数据通讯,AD输入和DA输出都是全隔离内部一览,用了风道散热器和开关电源外部图,用的1604液晶屏和USB通讯口这两个电源虽然没有成功,但是为这次的电源积累了经验,现在这台电源我吸取了这两台电源的设计教训,全面重新设计,整个电源从设计到完工,历时2个月,其间总的来说一番风顺,但是也出了一些小波折。
首先,这次这台电源的设计思路是输出电压电流精确,温度漂移小,纹波小,操作方便人性化,界面简洁高效,散热好。
这次还是准备做一台纯线性的电源,毕竟是桌面实验用电源,体积虽然要求小,但也不是很极端,而且纹波干扰也好控制。
实验室简易数控直流稳压电源的设计
:
上 “, 一,
P2
“ 页” 翻
图 3 MC U控 制 方 框 图
按 键电路 , 其特点是 每个 按键单独 占用一 根 IO 口 /
线, 每个按键 的工作不会影响其它 IO口线 的状 态。 /
3 13 输 出电压 扩展模块 .. IL 0 8函数发 生器 可利用最 少 的器件 很容 易 C 83
整个设计以降低产品成本、 小产品体积和提 高系统的可靠性作 为出发点 , 减 系统更加 简便 、 结构更加简单, 电路 提 高了系统稳 定性和输 出电压值的精确 性。在保 证 电源精度 的前提 下,实现 了根 据 实际要 求控制 幅度增减 的能 力 ,同时又做到简便 易行 。经在我院电子 实验 室使 用证 明该 系统 已达到设计要 求, 能有 效应用 于需要 高稳 定度
在 输 出 0~ 0V 的范 围 内按 照 0 1V 的 步 进 量 连 续 1 .
・
1 4・ 0
化 工
自 动 化 及 仪 表
第 3 卷 8
可调 , 而且具有一定 的带负载能力 。根据总体要求 , 为实现设计 目标 , 该系统电路 可设计成如图 6所示 。 从图上可 以看 出, 电路 主要 显示 电路 、 / D A转换 电
的 小功 率恒 流 源 的领域 , 电子 类 实验 室最 理 想 的 通 用直 流 电源 。 是
关键词 : 单片机 ; 直流电源; / D A转挟 ; 步进
中图分类号 : M 1 文献标识码 : 文章编号 :10 —9 2 2 1 ) 1 120 T 99 B 0 3 3 (0 I0 - 0 -3 3 0
输 出 电压 相 应 增 减 0 1V; 检 测 到 按 键 时 间 超 过 . 若 0 5S则认 为连 续 增 减 , . , 即处 于 “ 描 ” 式 。 扫 方
数控基准电压源课程设计
数控基准电压源课程设计数控基准电压源课程设计序号:一、引言数控基准电压源是现代电子技术领域中的重要组成部分,在数控电子设备中具有关键的作用。
它是通过产生稳定的电压信号来供给计算机数控系统的各个部件,以确保数控设备的正常运行。
在本文中,我们将深入探讨数控基准电压源的原理、工作方式以及如何进行课程设计。
序号:二、原理与工作方式数控基准电压源是一种能够产生恒定电压的电子设备。
它由稳压电源、错误放大器和反馈控制系统组成。
稳压电源为基准电压源提供所需的电能,错误放大器通过与参考信号进行比较来获取系统误差信号,反馈控制系统根据误差信号对稳压电源进行调整,以维持输出电压的稳定性。
在数控基准电压源的工作过程中,参考信号被送入错误放大器进行比较。
误差放大器将参考信号与实际输出信号进行比较,并产生误差信号。
该误差信号经过反馈控制系统进行处理,然后通过控制稳压电源的输出来纠正误差,从而保持输出电压的稳定。
序号:三、课程设计流程1. 确定课程设计的目标和要求:在进行数控基准电压源课程设计之前,我们需要明确设计的目标和要求。
这包括设计的性能指标、所需的输入输出参数以及所使用的电子元器件等。
2. 进行电路设计:根据目标和要求,我们可以开始进行电路设计。
这包括选择适当的元器件,设计电路图并进行仿真。
在设计电路时,需要考虑电路的稳定性、可靠性和电源的噪声等因素。
3. 进行实物搭建和调试:将电路设计转化为实物搭建,并进行相应的调试工作。
在搭建过程中,需要注意元器件的连接方式、电路的布局以及信号的接地等问题。
调试过程中,应对电路进行测试和分析,并逐步优化以达到设计要求。
4. 总结和回顾:在完成课程设计后,我们需要对整个设计过程进行总结和回顾。
这包括对课程设计的结果进行评估,分析设计中可能存在的问题,并提出改进的建议。
我们还可以分享自己对数控基准电压源的理解和观点。
序号:四、个人观点和理解在进行数控基准电压源课程设计之前,我对数控基准电压源的原理和工作方式有了更深入的理解。
数控直流电压源的设计
数控直流电压源的设计摘要:本系统以直流电压源源为核心,AT89C52单片机为主控制器,通过键盘来设置直流电源的输出电压,具有步进功能,能够现实实际输出的电压值。
本设计分四个模块:单片机控制及显示模块、数模(D/A)转换模块、恒压源模块、输出显示模块。
以单片机控制模块为核心,对输入信号进行转换成数字量输出;恒流源模块将D/A转换来的电压模拟量通过恒压电路转换成恒压。
该系统具有可靠性好,精度高等优点。
关键词:数控电压源AT89C52 DAC0832 恒流源目前所使用的直流可调电源中,大多为旋钮开关调节电压,调节精度不高,而且经常跳变,使用麻烦。
利用本数控电源,可以达到每步0.1V的精度,输出电压范围0~9.9V,电流保持500mA,且数码显示直观1.总体设计方案1.1总体设计思路方案一:计数器每次由脉冲触发跳一,也即实现步进0.1,欲实现步进0.1,就需要按一下键产生一个脉冲。
由于电容的容值不一,充电时间常数不等,故可利用电容充电时间不相等,又按键有一定的时间,大约为0.2s,但这个时间对电容充电时间常数来说,以经足够了,本设计就是基于这一点来实现按一下键产生一个脉冲的。
按键时,电源对五个R、C充电,由于按键的时间0.1s相对于充电时间常数0.1—0.5s,足可使电容一端呈现依次高电平,同时这五个高电平存在时间差,从而产生五个脉冲,使计数器跳变一,利用视觉效应,实现步进为0.1。
其方框图如图:图1:计数器脉冲触发方案二:采用AT89C52系列单片机作为整机的控制单元,通过改变输入数字量来改变输出电压值(A/D转换后电压值) ,经集成运放放大和射极输出器输出,间接地改变输出电压的大小。
图2:总体设计框图经过方案论证和比较后,最终确定的系统框图如上方案二图所示,主要由主电源、辅助电源、D/A转换、集成运放、射极输出器、单片机最小系统、显示及按键等组成。
2.硬件单元电路的设计2.1电压源电路的设计基本设计思想是对单片机输出的电压(D/A转换后) 进行放大,经射极跟随器(功率放大,减小输出内阻提高带负载的能力)输出数控可调电压。
数控电压源系统设计
(数控电压源系统设计)学号: 1姓名:学院:电子与电气工程学院专业:电子信息工程班级11电子学期:2014~2015学年第一学期摘要:目前所使用的直流可调电源中,几乎都为旋钮开关调节电压,调节精度不高,而且经常跳变,使用麻烦。
数控电压源具有操作方便,电压稳定度高的特点。
本文以AT89S51为控制芯片,通过键盘输入给定值,以数模转换器DAC0832将数字量转换成模拟量,输出参考电压,通过运放LM324将DAC0832输出的模拟电压值放大,以该参考电压控制功率放大模块ULN2008的输出电压。
此设计输出电压范围为0-9.9V,可以达到每步0.1V的精度,电流可以达到2A,并可由数码管显示实际输出电压值。
该电路硬件具有设计简单,应用广泛,精度较高,使用方便等特点。
关键词:AT89S51 D/A转换器数控电源数控电压源一、技术指标及要求:1.运用所学的数字电子知识,和模拟电子知识进行电路设计。
2.设计出的直流电源要求输出精度高,步进电压在1V左右,并且调整方便。
3、使用通用器件4、要求输出电压在0-3V5、工作电压:5~12V6、工作电流:20mA(5V时)15mA(3V时)7、稳压输出值:0-10V8、步进电压值:0.02V9、输出纹波电压:≤1mV10、输出电流:1.5A二、硬件系统设计2.1总体设计总框图图 2-1 系统硬件框图电路组成及工作原理:系统硬件原理图2.2单元电路及元器件说明AT89C51单片机AT89C51单片机是一种低功耗/低电压、高性能的8位单片机,有4KB 可编程可擦除只读存储器(FPEROM ),该器件与工业标准的MCS-51相兼容。
内部除CPU 外,还包括128字节RAM ,4个8位并行I/O 口,5个中断优先级,2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,片内集成4K 字节可改变程序Flash 存储器,具有低功耗,速度快,程序擦写方便等优点,满足本系统设计需要。
AT89C51引脚图VCC:供电电压GND:接地P0口:P0口为一个8位双向I/O口,P0口可接收8个TTL门电流。
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。
简易数控直流电源的设计
简易数控直流电源一..设计要求1.基本要求(1)输出电压:范围0~+9.9V,步进0.1V,纹波不大于10mV;(2)输出电流:500mA;(3)由+、—两个键分别控制输出电压步进增减;(4)为实现上述几个部件工作,自制一稳压直流电源,输出±15V,+5V。
2.发挥部分输出电压可预置在0~9.9V之间的任意一个值二.题目分析:为了使输出电压的调整范围在0~+9.9V,步进0.1V,由+、—两个键分别控制输出电压步进增减,可在以LM317为基本稳压电路的基础上,附加电压调节电路,数字电压显示电路和发挥部分中的预值电路。
LM317是输出正电压可调的集成稳压器。
为实现上述几个部件工作,自制一稳压直流电源。
可用电源变压器,整流器,LM7815, LM7915, LM7805构成。
三.整体构思:有三种方案可供选择;方案一:用十进制加减计数器74LS192实现对输入的脉冲计数,采用继电器实现对输出电压的控制,采用共阳极的数码管实现对输出的电压显示。
方案二:计数部分同方案一,输出部分用DA转换代替继电器控制部分,然后用运算放大器将模拟信号放大输出。
方案三:用单片机编程实现。
根据做过这个电路的人的经验,相比之下,方案三最简单,也最经济,但由于当初准备开始做的时候,我们对单片机了解不深,而且还没学编程,对我们来说,单片机实现起来就比较困难。
同时继电器原理比DA转换更容易理解,于是我们便采用了方案一。
四.具体实现:五.各部分定性说明以及定量计算:1、稳压直流电源电路第一个变压器选择10W 12V,第二个变压器选择10W 9V;选取变压器时主要考虑使集成稳压器两端的电压差不能太大,否则电压差太大就会导致集成稳压器过烫,无法正常工作。
选择1N5402是因为它能经受3A的电流,能够起到整流的作用。
2.2mF 的电容C1、C2、C3起到滤波的作用。
二极管D9——D11用于保护集成稳压器,在电路断电的瞬间,电容C4、C6、C7会有一个很大的放电电流,这样会伤害集成稳压器,加了二极管D9——D11后,电流就经这些二极管放掉。
数控开关电压源的设计与制作
数控开关电压源的设计与制作*罗国颖,鄢峰,张迁,卢超(陕西理工学院物理系,陕西汉中723000)摘要:给出了使用TL494芯片产生的PWM信号来控制开关管的通断,并采用单片机AT89S52来控制D/A转换输出信号,再经运放放大后给TL494提供基准电压来控制输出电压的数控开关电源的设计方法。
该电源和输出电压可调范围为5~30V,并使用12864液晶显示输入电压和实际的电压值,最大输出功率为75W。
适用于对输出电流和输出功率要求较大的电子设备。
关键词:AT89S52;开关电源;PWM图1系统总体框图Apr.20102010年4月 2010.4TL494输出脉冲的宽度是通过电容C T 上的正极性锯齿波电压与另外两个控制信号进行比较来实现。
功率输出管Q1和Q2受控于或非门。
当双稳态触发器的时钟信号为低电平时,才会被选通,也就是只有在锯齿波电压大于控制信号时才会被选通。
当控制信号增大,输出脉冲的宽度将减小。
控制信号可由集成电路外部输入,一路送至死区时间比较器,一路送往误差放大器的输入端。
通过调整死区比较器输入端的电压(0~3.3V)可改变脉冲的输出占空比。
脉冲宽度调制比较器为误差放大器调节输出脉宽提供了一个手段:即当反馈电压从0.5V 变化到3.5V 时,输出的脉冲宽度从被死区确定的最大导通百分比时间中下降到零。
两个误差放大器具有从-0.3V 到(Vcc-2.0)的共模输入范围,这可能从电源的输出电压和电流检测得到。
误差放大器的输出端常处于高电平,它通常与脉冲宽度调制器的反相输入端进行“或”运算,正是这种电路结构使放大器只需最小的输出即可支配控制回路。
将Q1和Q2并联使用时,需将输出模式控制脚接地,以关闭双稳态触发器,从而使输出的脉冲频率等于振荡器的频率。
1.3开关电源主电路本系统中的开关电源主电路如图3所示,其中U1为LM317三端可调稳压器,它的输出电压为固定36V ,可为芯片TL494提供工作电压,同时也为产生基准信号的运算放大器LM358和LM7805提供工作电压30V 。
数控式高精度简易直流电源的设计
一、项目背景数控直流稳压电源是电子技术常用的设备之一,广泛的应用于教学、科研等领域。
传统的多功能直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。
普通直流稳压电源品种很多, 在家用电器和其他各类电子设备中,通常都需要电压稳定的直流电源供电。
但在实际生活中,都是由220V 的交流电网供电。
这就需要通过变压、整流、滤波、稳压电路将交流电转换成稳定的直流电。
滤波器用于滤去整流输出电压中的纹波,一般传统电路由滤波扼流圈和电容器组成,若由晶体管滤波器来替代,则可缩小直流电源的体积,减轻其重量,且晶体管滤波直流电源不需直流稳压器就能用作家用电器的电源,这既降低了家用电器的成本,又缩小了其体积,使家用电器小型化。
电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术,服务于各行各业。
电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。
当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。
随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命,给电力电子技术提供了广阔的发展前景,同时也给电源提出了更高的要求。
随着数控电源在电子装置中的普遍使用,普通电源在工作时产生的误差,会影响整个系统的精确度。
电源在使用时会造成很多不良后果,世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。
只有满足产品标准,才能够进入市场。
随着经济全球化的发展,满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。
数控电源是从80年代才真正的发展起来的,期间系统的电力电子理论开始建立。
这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。
在以后的一段时间里,数控电源技术有了长足的发展。
但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。
因此数控电源主要的发展方向,是针对上述缺点不断加以改善。
单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。
新的变换技术和控制理论的不断发展,各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用,到90年代,己出现了数控精度达到0.05V的数控电源,功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。