0-30V数控稳压电源

电子技术课程设计报告

0-30V数控稳压电源

所在学院：电气工程与自动化学院

姓名：贺猛

学号：310608020608

专业班级：自动化08-6班

指导老师：

2010年9月8日

摘要

随着时代的发展，数字电子技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，本文将介绍一种数控直流稳压电源，本电源由模拟电源、显示电路、控制电路、

数模转换电路、放大电路四部分组成.准确说就是模拟电源提供各个芯片电源、数码管、放大器所需电压;显示电路用于显示电源输出电压的大小。同时分析了数字技术和模拟技术相互转换的概念。与传统的稳压电源相比具有操作方便，电源稳定性高以及其输出电压大小采用数码显示的特点。它能保证在电网电压波动或负载发生变化时，输出稳定的电压。一个低纹波、高精度的稳压源在仪器仪表、工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值。本设计给出的稳压电源的输出电压范围为0～30 V，额定工作电流为1 A，并具有"+"、"-"步进电压调节功能。此外，还可用LCD液晶显示器显示出其输出电压值。

本文所介绍的数控直流稳压电源与传统的稳压电源相比，具有操作方便，电压稳定度高的特点，其输出电压大小采用数字显示，主要用于要求电源精度比较高的设备，或科研实验电源使用，并且此设计，没有用到单片机，只用到了数字技术中的可逆计数器，D/A 转换器，译码显示等电路，具有控制精度高，制作比较容易等优点。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典型例子,但人们对它的要求也越来越高,要为现代人工作、科研和生活提供更好的，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。

目录

1 概述 (3)

1.1设计概述 (3)

1.2、设计目的及要求 (3)

1.3技术指标： (3)

2 数控稳压电源的总体设计方案 (4)

2.1设计方案方框图 (4)

2.2方案选择与论证 (4)

3 各部分功能模块设计（功能描述） (7)

3.1元件供电电源部分 (7)

3.2 D/A转换输出部分电路图 (9)

3.3数字显示与数字控制部分 (10)

4 元器件的介绍 (11)

4.1 模拟部分： (11)

4.2 数字部分： (11)

5设计时遇到的问题 (12)

解决问题：通过仔细温习课本，复习数字电路的一些相关的知识，并不时的请教同学和老师，利用网络搜索有关的内容以及图书馆查资料等，这些问题都得到圆满的解答。 (12)

6 心得体会 (13)

参考文献 (13)

附1 系统原理总图 (14)

1 概述

1.1设计概述

本文所介绍的数控直流稳压电源与传统的稳压电源相比，具有操作方便，电压稳定度高的特点，其输出电压大小采用数字显示，主要用于要求电源精度比较高的设备，或科研实验电源使用，并且此设计，没有用到单片机，只用到了数字技术中的可逆计数器，D/A 转换器，译码显示等电路，具有控制精度高，制作比较容易等优点。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典型例子,但人们对它的要求也越来越高,要为现代人工作、科研和生活提供更好的，更方便的设施就需要从数字电子技术入手，一切向数字化智向发展。

1.2、设计目的及要求

（1）选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源，电源变压器只做理论设计。合理选择集成稳压器，完成全电路理论设计（2）综合运用电子技术课程中所学的理论知识完成课程设计。

（3）通过查阅手册和文献资料，提高独立分析和解决实际问题的能力。

（4）熟悉常用电子器件的类型和特征，并掌握合理选用的原则。

（5）学会电子电路的安装与调试技能。

1.3技术指标：

（1）输出电压0~30V。

（2）输出电流1A。

（3）信波抑制比Srips>66Db。

（4）输出电压调节偏差<0.05V。

（5）输出过流保护功能。

（6）具有3位电压显示功能。显示设定的电压值。

（7）具有电压调整按键：电压↑键和电压↓键。

2 数控稳压电源的总体设计方案

2.1设计方案方框图

小功率的稳压电源的组成如下图所示，它由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。

其基本逻辑框图如下：

2.2方案选择与论证

这次课程设计中，选用了两个方案。

2.2.1对一个0-30V的精密可调电源电路进行改造。

用D/AC加运放的方法来控制精密可调电路的输出电压调整端，进而达到要实现的效果。

方案一精密可调电源模拟部分

优点：

思路简单，调试方便，所用元件较少。

缺点：

10位的D/AC价格太贵，需做双电源供电（必须为D/AC提供+5V电源），整个方案的成本高。0V输出难。仿真软件无法顺利仿真（早Protel的环境下缺少仿真库件），需手工焊接验证方案的可行性。

改进方案：

用拨动开关加电阻网络的方法将输出电压分为三等份，第一份0-9.9V。第二份10-19.9V，第三份20-29.9V。这样改进之后，只需用到8位的D/AC，且需要8位256级里面的前100级就可以控制输出电压的变化。降低了制作成本，简化了控制方法，提高了控制的精度。

结论：在实验的过程中，由于LM723集成IC的局限，输出电压的范围只能是+2V 至+54V。曾试过再V-端加悬浮-2V电压的方法，试图将输出的最小电压降低为0V。但是考虑到输出电压与之前个元器件的公地问题，实验证明这种方面行不通，输出电压的值为3.2V至22.5V。且在能力的范围内无论如何改进都达不到要求的输出电压值。所以这个方案最终以失败告终。

2.2.2将D/AC输出的电压直接进行运算放大