简易数控直流稳压电源设计
数控直流稳压电源设计
数控直流稳压电源设计1.数控直流稳压电源的概述现代电子装置在供电要求方面有着越来越高的要求，而数控直流稳压电源则是目前广泛应用的一种供电装置。
数控直流稳压电源不仅具有直流稳定的输出特性，而且还能实现数字化控制，具有更加高效、精确的供电能力和性能。
数控直流稳压电源适用于各种电子装置的开发和生产领域，如通信技术、医疗器械、军事通讯和工业自动化等。
2.数控直流稳压电源的设计原理数控直流稳压电源主要由下列几个模块组成。
2.1输入端输入端是稳压电源的第一步，它接收外部电源的直流或交流信号，并且对输入电压进行过滤和波形整形，以确保后续的电路可以正常工作。
2.2稳压模块稳压模块负责稳定输出电压的值。
在闭环控制下，稳压模块保证输出电压稳定在标准值附近，即使在输入电压波动或负载变化的条件下，它也能确保输出电压的稳定性和可靠性。
2.3数控模块数控模块为整个电源提供了数字化控制的功能。
它包括一个集成电路、显示屏、输入设备和计算机接口等组成部分。
通过输入输出端口与计算机相连，可实时监测和控制电源的电压、电流、功率等参数。
2.4保护模块保护模块负责保护电源免受外界环境的影响。
它包括四种保护措施：过压保护、过温保护、过载保护和短路保护，并采用相应的防护电路来实现保护功能。
3.数控直流稳压电源的设计流程数控直流稳压电源的设计流程包括以下几个步骤：3.1确定电源的基本参数这包括电源输出电压、电流、功率、负载范围等参数。
设计人员需要根据电路应用需要，确定电源所需的输出电压和电流等参数。
3.2选取和确认元件在确定电源的基本参数后，设计人员应选择与之相适应的元件，包括电容器、电感器、稳压管、集成电路等，这是设计数控直流稳压电源的关键步骤之一。
设计人员需要综合考虑元件的品质、供货和维护等方面的因素，以便在成本和性能之间取得平衡。
3.3进行电路设计在确定元件后，设计人员需要根据设计参数和基本电路原理，设计稳压电源的具体电路方案，逐步完善和优化电路。
数控直流稳压电源的设计和制作
数控直流稳压电源的设计和制作数控直流稳压电源，是一种集数字化控制、直流电源稳定输出功能于一体的电子制品，它广泛应用于各类实验、测试、仪器、通讯系统及各种机电设备中。
今天我们就来谈谈数控直流稳压电源的设计和制作的具体过程。
一、设计1.稳压芯片选型在设计数控直流稳压电源中，首先要选用一款适合的稳压芯片。
常见的稳压芯片有LM317、LM350、LM338等，选择其中的一种根据自己的需求进行选择。
例如，LM317适合安装功率较低的电路，LM350适合于安装功率较大的电路，而LM338的输出电流可达5A以上，是一种非常适合于实验室及大功率稳压电源设计的芯片。
2.规划电源输出模块在设计中需要考虑输出模块的功能设置与实际需要相符，因此需要详细了解电源输出模块的所有类型，包括DC稳压输出、DC包络线输出、交流输出、多路并联输出等的优劣之处，然后选用适合自己需要的类型进行设计。
3.阻容电路的设计在电源输出中需要设计阻容电路，其目的是为了保护电源不受怠工放置，以及电源的过载保护等，详见下面内容。
二、制作1.准备器材在制作数控直流稳压电源之前，需要准备相应的器材和材料，例如PCB板、元器件、焊接工具等。
2.电源输出模块的焊接在制作中需要用到数控直流稳压电源输出模块，首先在PCB板上进行焊接，接下来安装电容、二极管等元器件，进行一定量的基础防护。
3.安装稳压芯片安装稳压芯片需要考虑其散热问题，此时应该做好散热片附加硅脂，以保证芯片处于稳定状态。
4.接线在焊接和装配完成后，接线工作是必要的。
在接线时，必须要认真看清接线图，把电路板上的元器件和接线线路进行一一对应，以便拼接时不会出现误差。
5.开机测试制作数控直流稳压电源时，一定要经过开机测试。
在开机时，应该观察电源的工作状态是否正常，电压是否稳定，是否存在短路等问题。
这样可以在实际应用时更加安全和稳定。
以上就是数控直流稳压电源的设计和制作的具体过程，每一步都要做好方案设计和操作步骤的准备工作，以确保电源的稳定运行。
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。
简易数控直流电源设计
2. 直流稳压电源的设计
固定输出的直流稳压电源的构成。
220V~
变压器
整流
滤波
稳压
输出
输出可调的直流稳压电源的构成。
220V~
变压器
整流
滤波稳压Biblioteka 输出调节电路数字电路芯片需要+5V电源 D/A转换电路需要+15V和-15V电源 可调输出电源需要+15V输入电源
3、可逆计数器的工作原理及实现
4、LM317调节电压的产生
0~99个位 计数器
0~99十位 计数器
个位D/A转 换，权值为 0.1v，产生 0~0.9v电压
十位D/A转 换，权值为 1v，产生 0~9v电压
0~9.9v
加法器
减法器
LM317 -1.25v~8.65v
1.25v
LM317公共端的调节电压可以通过数/模(D/A)转换，将 数字量转换为模拟调节电压。
可逆计数器—可实现加法计数和减法计数的计数器。 可逆计数器实现芯片：74LS192。 74LS192—可预置的BCD/十进制加减计数器。
可逆计数器的实现
输出电压：范围0～+9.9V，步进0.1V。所以可逆计数 器的计数范围从0~99。
因为74LS192是0~9十进制计数器，所以需要两片 74LS192构成0~99十进制计数器。
共阳极数码管 共阴极数码管 h
三、参考文献
[1] 高吉祥。电子技术基础实验与课程设计。北京：电子工 业出版社，2019
[2] 彭介华。电子技术课程设计指导。北京：高等教育出版 社，2019
[3] 毕满清。电子技术实验与课程设计。北京：机械工业出 版社，2019
谢谢
DAC0832是8位的D/A转换芯片。能够与多数通用的微处 理器相接口，工作电源5~15V。
电子竞赛论文简易数控直流稳压电源
电子竞赛论文简易数控直流稳压电源电子设计大赛论文简易数控直流稳压电源设计摘要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。
本课题以单片机为控制核心，进行算法控制和集成运放线性负反馈，并通过7219驱动四位显示器进行精确显示，设计并实现了一台高精度、低噪声的数控直流电流源。
该稳压电源由供电电源、数控系统、模拟输出三个部分组成。
供电电源采用MC7815和MC7915稳压器，通过桥式整流电路，为整机提供了稳定的直流供电；控制系统以单片机C8051F020为核心，其内部的12位DAC转换器产生控制输出，实现了输出电流的实时数控和精确检测。
模拟部分利用集成运放继电器等模块实现不同波形的输出；系统还设置了串口通讯、遥控功能。
经测试，输出电压范围达0—9.9V，输出纹波及噪声小于10mV，均达到题目指标。
论文阐明了软硬件设计依据，给出了系统功能和性能测试结果，并附录了详细的设计资料。
关键词:恒压源集成运放7219驱动器单片机实时数控目录第 1 章方案论证与原理设计 (1)1.1模拟输出方案 (1)1.2供电电源方案 (1)1.3控制系统方案 (2)1.4整机方案框图 (2)第 2 章电路设计与参数论证 (3)2.1供电电源(15V) (3)2.25V供电电源 (5)2.3数控电路 (5)2.4模拟输出电路及A/D校准 (7)2.5驱动数码管显示电路 (10)第 3 章系统功能与软件设计 (11)3.1系统功能分析 (11)3.2软件设计结构 (12)第 4 章功能及性能测试 (16)4.1测试条件 (16)4.2整机调试 (16)4.3系统性能测试 (16)4.4性能参数测试 (17)第 5 章设计总结及技术展望 (21)参考资料 (23)附录 (23)附录一测试仪器清单 (23)附录二原理电路图 (23)附录三元器件清单 (24)附录四单片机程序 (25)数控直流稳压电源是输出为稳定直流电压、并可用数控方式调节和稳定输出电压的电源设备，在对工作电压稳定度、纹波电压大小等有较高要求的领域具有广泛的应用，如：电镀、精密加工、激光器等。
简易数控直流稳压电源的设计
简易数控直流稳压电源设计任务与要求
设计一个有一定输出电压范围和功能的数控电源 。
基本要求 ： 1）输出电压范围：0 ～ + 9.9V，步进0.1V（共99步）； 纹波电压不大于10mV； 2）输出电流： 500mA； 3）输出电压值用数码管显示； 4）由“+”、“－”两键分别控制输出电压的步进增减； 5）为实现上述几部分工作，自制一个直流稳压电源，输 出±15V，+ 5V。
电子版），答辩。
实验安排
实验方式：三人一组
任务书：
《电子技术基础实验、综合设计实验与课 程设计》
成绩评定标准：
电路设计与调试成绩 —— 40﹪
口试答辩成绩
—— 30﹪
实验报告成绩
—— 30﹪
题目 简易数控直流稳压电源
实验目的
掌握一般线性稳压电源的组成电路及实现 方法；
掌握输出可调直流稳压电源的工作原理及 组成电路；
按键输入 数控电路 D/A转换 可调输出 0～+9.9V
数码管显示
～220V
直流 稳压电源
简易数控直流稳压电源原理框图
+ 15V －15V
+ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱV
电路设计与实验步骤
1.确定整体方案 根据设计要求，实现题目要求的电路方案有
多种供选择，比较各种方案的优劣和具体条件， 选择其中的一种。
2.电路设计 对两种以上满足要求的电路进行比较，确定
∆Uo Ro = ∆Io ∆Ui=0 , ∆T=0
参数测试
4. 测量稳压电源的纹波电压和纹波因数
纹波电压是指在额定负载条件下，稳压 电源输出直流电压中所含的交流分量。
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。
简易数控直流稳压电源的设计
6．3 简易数控直流稳压电源6.3.1 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：·输出直流电压调节范围5～15V，纹波小于10mV。
·输出电流为500mA。
·稳压系数小于0.2。
·直流电源内阻小于0.5Ω。
·输出直流电压能步进调节，步进值为1V。
·由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减。
6.3.2 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6.3.1所示。
图6.3.1 简易数控直流稳压电源框图该图主要包括三大部分：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+、-按键控制—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器转换成相应的电压，此电压经过放大到合适的电压之后，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。
6.3.3 电路设计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6.3.2所示。
图6.3.2 整流滤波电路为了使稳压电源能够正常工作，滤波电路的输出电压应满足下式：I RIP I U U U U U U ∆++-+≥min 0max 01)(式中，m ax 0U 是稳压电源输出最大值；min 0)(U U I -是集成稳压器输入输出最小电压差；RIP U 是滤波器输出电压的纹波电压值（一般取0U 、min 0)(U U I -之和的10%）；I U ∆是电网波动引起的输出电压的变化（一般取0U 、min 0)(U U I -、RIP U 之和的10%）。
对于集成的三端稳压器，当V U U I 10~2)(min 0=-时，具有较好的稳压输出特性。
故滤波器输出电压值：V U I 2298.18.1315≥+++≥，取V U I 22=。
根据I U 可确定变压器次级电压2U ，即 V U U I 201.1222.1~1.12≈== 在桥式整流电路中，变压器次级电流与滤波器输出电流的关系为：A I I I I 75.05.05.1)2~5.1()2~5.1(02=⨯=≈=。
实验室简易数控直流稳压电源的设计
：
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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
简易数控直流稳压电源设计方案
X学院信息工程系毕业实习与设计设计题目简易数控直流稳压电源指导老师_________易X智老师_________ 学生姓名_________X____________学生学号____________________________ 专业年级层次电子信息工程技术实习点 X电子科技有限公司X学院信息工程系制目录简易数控直流稳压电源（摘要） (3)第一章研究背景及意义 (4)第二章芯片的原理及应用 (6)第三章多位LED显示的串口实现原理 (10)第四章电路原理和硬件实现 (11)第五章程序设计 (14)第六章电路测试 (16)结束语 (17)参考文献 (18)附录 (19)材料清单 (24)简易数控直流稳压电源设计【摘要】随着对系统更高效率和更低功耗的需求，电信与数据通讯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组成, 直流稳压电源是最常用的仪器设备, 在科研及实验中都是必不可少的。
【关键字】电源，稳压，数控，程序，电路图.第一章研究背景及意义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。
电子电路综合设计实验报告（数控直流稳压电源设计）
电⼦电路综合设计实验报告（数控直流稳压电源设计）北京邮电⼤学电⼦电路综合设计实验实验报告实验名称：简易数控直流稳压电源的设计学院：电⼦⼯程学院班级：XXX班学号：XXXXXXXX姓名：XXX班内序号：XX2012年3⽉25⽇课题名称：简易数控直流稳压电源的设计摘要：本设计实验要求我们设计出简易数控直流稳压电源，通过⼿动调节实现输出不同电压的功能，通过电压与电流的放⼤实现较强的带负载能⼒,通过滤波电容消除纹波对直流的影响,并运⽤protel 软件进⾏仿真。
该设计实验旨在培养我们的实验兴趣与学习兴趣，提⾼实验技能与探究技能，引导我将所学所想运⽤到实际中去。
关键字：稳压电源，设计，仿真⼀、设计任务要求1.基本要求（1）设计实现⼀个简易数控直流稳压电源,设计指标及给定条件为：1) 输出电压调节范围：5V ~ 9V，步进0.5V 递增,纹波⼩于50mV；2) 输出电流⼤于100mA；3) 由预制输⼊控制输出电压递增；4) 电源为12V。
（2）设计+5V电源电路(不要求实际搭建)，⽤PROTEL软件绘制完整的电路原理图(SCH)。
2．提⾼要求（1) 数字控制部分采⽤+/-按键来调整控制⼀可逆⼆进制计数器来预设电压值；（2) ⽤PROTEL软件绘制电路的印刷电路板图(PCB)。
3．探究要求输出电压调节范围更宽，步进更⼩：范围：0 ~ 10 V, 步进：0.1V。
本次探究实验主要着重完成了基本要求部分的设计与探究。
⼆、设计思路、总体结构框图本实验要求设计⼀个可以充当数控直流稳压电源的电路，电路由数字控制部分、D/A 转换部分、可调稳压部分组成。
数字控制部分采⽤+/-按键来调整控制⼀可逆⼆进制计数器来预设电压值（此部分为提⾼部分），⼆进制计数器输出输⼊到D/A 转换器中，经过D/A 转换后实现输出电压的可调。
其框图如图1所⽰。
图1 系统总体结构框图三、分块电路和总体电路的设计1.第⼀部分——数字电路控制部分此部分是电路的数字控制部分，也是电路输⼊端，其电路原理图如图2所⽰。
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。
简易线性数控直流稳压电源的设计与实现毕业设计
简易数控线性直流稳压电源的设计与实现简易数控线性直流稳压电源的设计与实现摘要本设计完成了一款数字化线性直流稳压电源的制作，该电源可以将220V、50HZ的交流转换成5V~15V可调节的直流。
系统由变压器、整流器、滤波器、稳压器组成。
其中稳压器是基于具有放大环节的串联型稳压原理进行设计。
为实现电源的数字化调节性能，设计中引入了单片机数字控制技术，利用STC89C52单片机对直流稳压电源进行数字调节控制。
同时利用D/A、A/D芯片实现数字电路与模拟电路的连接。
采用按键对电压进行预置和调节，使用方便，且成本较低。
最后输出电压由数码管进行显示。
除此之外，系统还设计了短路和过流保护电路及报警电路，使得该电源适用于各种有较高精度要求的场合。
同时基于单片机的控制系统支持在软件设计上进行功能扩展，而并不需要增加额外的硬件开销，从而提高电源的性价比。
经测试，该电源具有较好的带负载能力，具有较好的实用性。
关键词：单片机；数字控制；稳压电源；D/A转换器；D/A转换器The Design and Implement of Simple Numerical linear DCPower SupplyAbstractThe design is a digital production of linear DC power. The linear DC power can convert 220V, 50HZ AC into 5V ~ 15V DC which is adjustable. The system consists of transformer, rectifier, filter and regulator. The regulator is designed based on the enlarged part of a series regulator. In order to achieve the power’s digital regulation, the SCM digital control technology, which used STC89C52 microcontroller for digital DC power supply regulation and control, is applied here. Meanwhile it takes advantages of D/A, A/D chip to connect digital circuit and analog circuit. The voltage can be preset and adjusted through buttons Unit, which is easy to use and low cost. Finally, the output voltage is displayed by the LED. In addition, the system also designed short-circuits, over current protection circuit and alarm circuit, making the power can be applied in various occasions where higher accuracy requirements are demanded. At the same time, the control system which is based on SCM supports extensions of software development, and does not require additional hardware, thereby enhancing the general performance of the linear DC power. It is proven that the power supply’s load capacity is good after testing, so it will have a good usability.Key words：MCU；Numerical Control;；Supply Power；D /A converter；A /D converter目录论文总页数：40页1 引言 (1)1.1课题背景及意义 (1)1.2课题要求 (1)1.3本课题研究方法和目标 (2)2 线性直流稳压电源基本原理及性能特点 (2)2.1线性直流稳压电源概述 (2)2.2线性直流稳压电源的基本原理及特点 (2)3 方案研究与主要芯片选择 (4)3.1系统方案的设计 (4)3.2主要芯片介绍 (5)3.2.1 STC89C52简介 (5)3.2.2 DAC0832简介 (6)3.2.3 ADC0804简介 (7)3.2.4 OP07简介 (8)4 硬件电路详细设计 (9)4.1单片机系统外围电路设计 (9)4.1.1 复位电路设计 (9)4.1.2 时钟振荡电路设计 (10)4.1.3 键盘电路设计 (10)4.1.4 显示电路设计 (10)4.1.5 单片机与DA接口电路设计 (11)4.1.6 单片机与AD接口电路设计 (12)4.2整流电路的设计 (12)4.3电压调整电路设计 (13)4.4过流保护电路设计 (13)4.5基本稳压电源电路设计 (14)4.6总电路图的设计 (15)5 软件设计 (16)5.1概述 (16)5.2主程序模块设计 (16)5.3按键扫描程序设计 (17)5.4数码管显示处理子程序设计 (19)5.5A/D转换程序设计 (21)5.6D/A转换程序设计 (22)5.7过流短路保护检测程序设计 (22)6 实物的介绍、测试和分析 (23)6.1实物简介与测试 (23)6.1.1 主要功能 (24)6.1.2 数控电源的测试 (24)6.2数控电源的使用 (26)7 技术改进 (27)结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)声明 (32)附件 (33)1 引言1.1 课题背景及意义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。
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。
基于单片机的数控直流稳压电源的设计设计
基于单片机的数控直流稳压电源的设计设计数控直流稳压电源是一种能够为电子设备提供稳定直流电压的电源，可以用于实验室、生产线以及科研等领域。
本文将基于单片机对数控直流稳压电源进行设计。
1.设计目标设计一个数控直流稳压电源，具有以下特点：-输入电压范围广，能够适应各种电源电压。
-输出电压范围广，能够满足不同设备的需求。
-输出电压稳定性好，能够保持输出电压在设定值附近波动范围内。
-控制方式灵活，能够通过数控手段来调整输出电压。
2.硬件设计-电源输入部分：使用变压器降低输入电压，并通过整流电路将交流电转换为直流电。
-过滤电路：用电容器对直流电进行滤波，减小纹波。
-脉宽调制（PWM）控制器：使用单片机的PWM输出，控制开关管的导通时间，从而调整输出电压。
-反馈电路：采集输出电压并与设定值进行比较，通过PWM控制器调整开关管的导通时间，使输出电压稳定在设定值上。
3.软件设计-单片机程序设计：编写单片机程序，实现输入输出控制，包括读取输入电压、设定输出电压以及调整PWM输出。
-降压控制算法：根据输入输出电压以及电流等参数，通过控制PWM 输出的占空比，实现对输出电压的调整和稳定。
4.输出保护-过压保护：当输出电压超出设定范围时，通过单片机程序停止PWM 输出，避免对设备的损坏。
-过流保护：当输出电流超过额定值时，通过监测电流大小，控制PWM输出，避免过大电流对设备的损坏。
5.调试与测试-利用示波器等测试工具，对电源的输入输出进行测试，验证稳定性和精度。
-对于过压、过流等保护功能，进行测试验证其可靠性和及时性。
总结本设计基于单片机实现了数控直流稳压电源，能够根据输入和输出的要求，实现电压的调整和稳定。
同时，通过保护电路、控制算法等设计，确保了电源的可靠性和安全性。
在实际应用中，可以根据具体需求进行扩展和优化，以满足更多应用场景的需求。
数控直流稳压电源的设计
数控直流稳压电源的设计专业：自动化班级：074班姓名：杨欧指导教师：赵敏设计任务：1.基本功能实现：1）可输出电压：范围0～18V，步进0.1V，纹波不大于10mV。
2）可输出电流： 150mA，额定电流为0.5A。
3）可输出电压值由数码管显示。
4）由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减。
5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出± 18v,+5v。
2.扩展功能与创新：1）输出电压可预置在0~18v之间的任意一值。
2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化。
3）扩展输出电压种类（如三角波、方波、正弦波等）。
4）扩展可输出电流：150mA。
5）在扩展的基础上增加新的功能。
3.设计报告：1）开题报告：包括可行性分析、方案比较、方案确定、系统方框图、经费预算等。
2）理论方案：具体的原理图、程序图、逻辑分析、理论计算、电路仿真结果等。
3）验证方案及验证结果：包括验证方案的原理，采取的措施、实际验证结果等4）设计总结：包括实践中出现的问题，解决方法对策、设计心得体会等。
5）参考资料：包括采用的芯片、电路、参考文献等。
内容摘要随着电子技术的高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，电子设备与人们的工作、生活的关系益密切。
任何电子设备都离不开可靠的电源，它们对电源的要求也越来越高。
特别是随着小型电子设备的应用越来越广泛，也要求能够提供稳定的电源，以满足小型电子设备的用电需要。
本文基于这个思想，设计和制作了符合指标要求的开关稳压电源。
基本原理：简易数控直流电源，主要包括三大部分：数字控制部分、D/A变换部分和可调稳压部分。
完成这三大部分功能的电路及集成芯片品种很多，在经济、可靠、实现其基本功能的前提下，合理的设计及选择电路则是完成设计的关键。
整个系统的工作原理简述如下：计数器每次脉冲触发跳一，也及实现步进01。
如何实现步跳01成为本设计的关键所在，由于电容的容值不一，充电时间常数不等，故可利用电容时间不相等，又按键有一定的时间，大约是0.5S，但这个时间对于电容充电时间常数来说已经足够了，本设计就是通过实现按键来实现脉冲的。
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1 引言
随着对系统更高效率与更低功耗的需求,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与智能化方向发展。
整流系统由以前的分立元件与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,直流稳压电源就是最常用的仪器设备。
2 简易数控直流稳压电源设计
2、1 设计任务与要求
设计并制作有一定输出电压调节范围与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10mV
2．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 之与的确良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 之与的10%)。
对于集成三端稳压器,当(U I -U O )min=2~10V 时,具有较好的稳压特性。
故滤波器输出电压值:U I ≥15+3+1、8+1、98≥22(V),取UI=22V 、根据UI 可确定变压器次级电压 U 2。
U 2=U I / 1、1～1、2≈(20V)
在桥式整流电路中,变压器,变压器次级电流与滤波器输出 电流的关系为:Ｉ2=(1、5～2)I I ≈(1、5～2)I O =1、5×0、5=0、75(A)、取变压器的效率η＝0、8,则变压器的容量为
P=U 2I 2/η=20×0、75/0、8=18、75(W) 选择容量为20W 的变压器。
因为流过桥式电路中每只整流三极管的电流为
I D =1∕2I max =1/2I Omax =1/2×0、5=0、25(A) 每只整流二极管承受的最大反向电压为
)(31%)101(202max 2V U U RM ≈+⨯⨯==
选用三极管IN4001,其参数为:I D =1A,U RM =100V 。
可见能满足要求。
一般滤波电容的设计原则就是,取其放电时间常数R L C 就是其充电周期的确2～5倍。
对于桥式整流电路,滤波电容C 的充电周期等于交流周期的一半,即
R
L
C≥(2～5)T/2=2～5/2f,
由于ω＝2πf,故ωR
L C≥(2～5)π,取ωR
L
C＝3π则 C=3π/ωR
L
其中R
L =U
I
/I
I
,所以滤波电容容量为C＝3πI
I
/2πfU
I
＝(3π×0、5)/ 2π
×50×22＝0、681×103(μF)
取C=1000µF。
电容耐压值应考虑电网电压最高、负载电流最小时的情况。
U Cmax =1、1×2U
2max
=1、1×2×20≈31、1(V)
综合考虑波电容可选择C=1000µF,50V的电解电容。
另外为了滤除高频干扰与改善电源的动态特性,一般在滤波电容两端并联一个0、01～0、1µF的高频瓷片电容。
2.3.2 D/A变换器
D/A变换器设计若要使UIN步进变化,则需要一数模转换器完成。
电路如图4所示。
图4 D/A 转换器电路
该电路的输入信号接四位二进制计数器的输出端,设计数器输出高电
平为U
H ≈+5V,输出低电平U
L
≈0V。
则输出电压表达式为
U o1=-R
f
〔U
H
/8R·D
+U
H
/4R·D
1
+U
H
/2R·D
2
+U
H
/R·D
3
〕
=-R
f U
H
/23R〔23D
3
+22D
2
+21D
1
+20D
〕
设U
o2=-U
o1
(U
IN
)、当D
3
D
2
D
1
D
(Q
3
Q
2
Q
1
Q
)=1111时,要求U
IN
=12V,即:
12=R
f U
H
/23R×15
当U
H =5V时,R
f
=1、28R、取R=20KΩ,R
f
由 20KΩ电阻与电阻3、5KΩ电
位器串联组成。
2.3.3 可调稳压电路设计
为了满足稳压电源最大输出电流500mA的要求,可调稳压电路选用三端集成稳压器CW7805,该稳压器的最大输出电流可达 1.5A,稳压系数、输出电阻、纹波大小等性能指标均能满足设计要求。
要使稳压电源能在5～15V之间调节,可采用图3所示电路。
图 3 可调稳压电路
设运算放大器为理想器件,所以UN≈UP。
又因为
UP=(R2/R1+R2)UIN,UN=(U0-R3/R3+R4)×3
所以,输出电压满足关系式
U0=UNI·(R·/R1+R2)+(R3/R3+R4)×3
令R1=R4=0,R2=R3=1KΩ。
则U0=UIN+3。
由此可见,U0与Uin之间成线性关系,当UIN变化时,输出电压也相应改变。
若要求输出电压步进增或减,UIN步进增或减即可。
2.3.4 数字控制电路设计
数字控制电路的核心就是可逆二进制计数器。
74LS193就就是双时钟4位二进制同步可逆计数器。
计数器数字输出的加/减控制就是由“+”、“-”两面三刀按键组成,按下“+”或“-”键,产生的输入脉冲输入到处74LS193的CP+或CP-端,以便控制74LS193的输出就是作加计数还就是作减计数。
为了消除按键的抖动脉冲,引起输出的误动作,分别在“+”、“-”控制口接入了由双集成单稳态触发器CD4538组成的单脉冲发生器。
每当按一次按键时,输出一个100ms 左右的单脉冲。
电路如图5所示。
74LS193及CD4538的功能表请查阅有关资料。
图5 可逆二进制计数器
2.3.5 辅助电源设计
要完成D/A转换及可调稳压器的正常工作,运算放大器LM324必须要求正、负双电源供电。
现选择±15V供电电源。
数字控制电路要求5V电源,可选择CW7805集成三端稳压器实现。
辅助电源原理图如图6所示。
图6 辅助电源电路图
2、4 调试要点
2.4.1 辅助电源的安装调试
在安装元件之前,尤其要注意电容元件的极性,注意三端稳压器的各端子的功能及电路的连接。
检查正确无误后,加入交流电源,测量各输出端直流电压值。
2.4.2 单脉冲及计数器调试
加入5V电源,用万用表测量计数器输出端子,分别按动“+”键与“-”键,观察计数器的状态变化。
2.4.3 D/A变换器电路调试
将计数器的输出端Q3～Q0分别接到D/A转换器的数字输入端D3～D0,当Q3～Q0=0000时,调节RW1,使运算放大器输出UO2=0V当Q3～Q0=1111时,调节10KΩ电位器,使U02=10V。
2.4.4 可调稳压电源部分调试
将电路联接好,在运算放大器同相输入端加入一0～10v的直流电压,观察输出稳压值的变化情况。
将上述各部分电路调节器试好后,将整个系统连接起来。
2、5总电路图
3 元件清单
4 心得体会
通过本次的课程设计,我们综合应用课本理论解决实际问题的能力得到了提高;我觉得课程设计对我们的帮助很大,它需要我们将学过的理论知识与实际情况的联系起来,加强我们对学过的知识的实际应用能力。
在这次课程设计过程中,我遇到了几个自己不能解决的问题,通过老师与同学的帮助最终把问题解决,因此,我发现自己的电子知识还就是有限的,而且我们所学的理论知识就是很有用的,没有坚实的知识基础,就是不可能完成设计的。
在设计的过程中还培养了我们的团队精神,同学们共同协作,解决了许多人无法解决的问题,在今后的学习过程中我们会更加团结与努力。