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数控直流稳压电源设计报告 日期：年月日数控直流稳压电源设计报告西华大学邓久兵郑祥洲喻翌摘要：本系统是以lm317为基础，用程控的方法实现电输出1.25v到15v,步进为0.1v，共137级的数控直流稳压电源。采用负阻抗变换器（lm324的运放功能）将模拟开关集成电路cd4066数控实现137级电阻2k至275k变换为137级20至2.75k作为可调三端集成稳压电路lm317输出电压的调节电阻，来调节直流电压的步进输出。该电源可用ttl电平直接驱动，调整方便，输出电压范围大。关键词：稳压、数控、负阻抗变换一、 系统方案1、 系统的总体框架根据题目要求，本系统设计目标包括四个部分：程控部分、电压调节部分、稳压部分、显示部分，（如图一）下面对各部分方案进行论证。电压调节部分cd4066程控部分at89s52稳压部分lm317显示部分图一：系统结构框图2、 程控部分 采用at89s52控制cd4066来调节稳压部分的输出和实现对输出电压的显示。3、 稳压部分：采用lm317可调三端集成稳压器。（如图二）9 图二输出电压调节范围在1.25v至37v,输出电流最大1.5a。输出电压uout=1.25(1+r1/r2)+iadjr2,当iadj小于100ua时，uout=1.25(1+r1/r2)，因此只需要精确控制r2的阻值就可以控制输出电压。4、 电压调节部分 方案一: 采用模拟开关集成电路cd4066作为稳压部分r2的调节装置。 方案二：采用8个继电器控制电阻的连接方式作为稳压部分r2的调节装置。 综上：本系统采用模拟开关cd4066，来缩小电路的体积，减少电平的干扰。5、 显示部分 采用液晶1602对输出电压显示在屏幕上。二、 理论分析与计算1、 稳压部分r2阻值的变化范围本设计基本要求输出电压在2v至15v，输出电流为1.5a,步进为0.1v。为便于r2阻值的选取r1=250,则r2设计为20至2.75k,以20为步进值，共137级可调数控电阻。2、 电压调节部分 cdco66为四路模拟开关，分a组、b组、c组、d组。控制端可由ttl电平驱动，工作原理：以a组为例，当con_a为高电平时，a i/o与a o/i内部直接相连，其导通电阻为200，当con_a为低电平时，a i/o与a o/i内部开路，起电阻为20m。则本设计采用两个cd4066串联来实现137级可调电阻数控。因此只要用ttl电平就可以分别控制8组模拟开关的导通和关断，（图3）为cdco66的外围电路 ，其外围电阻的选取如图所示： 图三因模拟开关cd4066存在导通电阻200，关断电阻20m本设计采用负阻抗变换器将模拟开关集成电路cd4066数控实现137级电阻2k至275k变换为137级20至2.75k作为可调三端集成稳压电路lm317输出电压的调节电阻，负阻抗变换器采用lm324运算放大器实现，（图四）为负阻抗变换电路，根据运算放大器的工作特点可得：输入阻抗ui/ii= -r1rl/r2。因此改变电阻r1、r2就可以改变变换比例，由于是负阻抗变换器，本设计采用两级实现变换比例1/100。电阻取值r1=1k,r2=10k。图四三、 系统电路设计 根据上述设计，把137级20至2.75k数控可调电阻同可调三端稳压集成电路lm317结合，从而实现137级数控直流稳压电源，得到总的设计图（如图五）图五四、 系统软件设计按键扫描 系统基于单片机开发系统keilc51，软件流程图（如图六所示）系统预置初始电压电压细调减少电压细调增加电压粗调减少电压粗调增加 图六五、 系统测试 实验测试的数据如下：p0uoutp0uoutp0uoutp0uoutp00xff1.280xef2.880xdf4.390xcf5.990xbf0xfe1.380xee2.980xde4.490xce6.090xbe0xfd1.480xed3.080xdd4.590xcd6.190xbd0xfc1.580xec3.180xdc4.690xcc6.290xbc0xfb1.680xeb3.280xdb4.790xcb6.390xbb0xfa1.780xea3.380xda4.890xca6.490xba0xf91.880xe93.480xd94.990xc96.590xb90xf81.980xe83.580xd85.090xc86.690xb80xf72.080xe73.680xd75.190xc76.790xb70xf62.180xe63.780xd65.290xc66.890xb60xf52.280xe53.880xd55.390xc56.990xb50xf42.380xe43.980xd45.490xc47.090xb40xf32.480xe34.080xd35.590xc37.20xb30xf22.580xe24.180xd25.690xc27.30xb20xf12.680xe14.280xd15.790xc17.40xb10xf02.780xe04.380xd05.890xc07.50xb0uoutp0uoutp0uoutp0uoutp0uout7.60xaf9.210x9f10.820x8f12.420x7f14.037.70xae9.310x9e10.920x8e12.520x7e14.137.80xad9.410x9d11.020x8d12.620x7d14.237.90xac9.510x9c11.120x8c12.720x7c14.3380xab9.610x9b11.220x8b12.820x7b14.438.10xaa9.710x9a11.320x8a12.930x7a14.548.210xa99.810x9911.420x8913.030x7914.648.310xa89.910x9811.520x8813.130x7814.748.410xa710.010x9711.620x8713.230x7714.848.510xa610.110x9611.720x8613.330x7614.948.610xa510.210x9511.820x8513.430x7515.048.710xa410.320x9411.920x8413.530x7415.148.810xa310.420x9312.020x8313.630x7315.258.910xa210.520x9212.120x8213.730x7215.359.010xa110.620x9112.220x8113.830x7115.459.110xa010.720x