数控直流稳压电源地设计

1、数控直流稳压电源的设计一、设计任务和要求设计一个数控直流稳压电源。1. 基本要求：1）利用实验室提供的低压交流电源，设计整流、滤波、稳压电路；2）至少能输出4个档：3V、5V、9V、12V,用数码管显示；3）输出电流要能达到1A以上，且纹波w 5mV2. 发挥部分：1）输出增加了一个7V的档，进而变为5个档；手动开关控制档的转换。2）用ADC080（模/数转换器）将输出的电压模拟量转换为数字量并输出给译码 显示电路以显示正确数字。1. 可调稳压控制部分方案一：直接由开关控制档位b可调稳压电路5个单刀单掷开关手动控制开关,使输出电压分别为 3V,5V,7V,9V,12V.此方法电路简单,控制 方

2、便方案二；由多路模拟开关在脉冲CP的作用下来控制开关CP脉冲由脉冲控制多路模拟开关，脉冲由信号源直接给定此方法比依赖与信号源的CP,且不容易控制.综合的看上述两种方案，方案一电路简单，控制方便；方案二对CP的依赖性比 较大，在实际应用方面不够灵活因此对可调稳压器的控制部分应采用方案一 2. 显示电路方案一：模拟量经模数转换电路输入后，输出转换成数字量，再利用一片共阴极七段显示器显示,结构框图如下:译码器显示器1A/D转换电路方案一方框图此方案的优点是比较直观，易懂，而且容易调试，也能满足题目中所给的要 求，但是当输出电压为12v时，显示器显示以乱码代替，不利于读数。方案二：以方案一为基础，在经

3、过模数转换输出后，加入一些简单的逻辑门, 再利用两片共阴极七段显示器显示，结构框图如下：A/D转换电 路方案二方框图，且不会出现乱码。也能这种情况下，电路可以直接的显示两位十进制数 满足其他的要求。上述两个方案经实践证明均可行，但方案一不能很好的显示两位十进制 数，故选择方案二。二、计方根据设计任务要求，数控直流稳压电源的工作原理框图如图 1所示。它包括 整流电路、滤波电路、可调稳压电路、数/模转换电路和译码示电路等五个部分 组成。经过整流、滤波、稳压电路后，可得到一个稳定的输出电压值，其中因为 输入为低压交流电源，所以整流电路中不需变压器，而可调的稳压电路可通过换 档得到不同的输出电压值；A

4、/D转换器是将此模拟输出量转换为数字输出量，并送给译码显示电路显示出此值整流电路电路设计图1数控直流电源框图1. 整流、滤波电路设计电路如图2所示。整流电路结构为桥式电路；滤波选用电容滤波。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所示其中虑波电容可选择 C=1000y F,50V的电解电容。高频瓷片电容 3= O.luF, 是为了滤除高频干扰和改善电源的动态特性。其基本计算：电路的输出电压 U应满足:U U0max+ （ U-U。）min+A U式中，Umax为稳压电源输出最大值；（U-Uo） min为集成稳压器输入输出最小电 压差；URip为滤波器输出电压的纹波电压值（

5、一般取UO（ U-Uo）min之和的10% ； U为电网波动引起的输入电压的变化（一般取UO、（ U-Uo）min、5p之和的10%。U2=U/1.1 1.2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：I 2=（1.5 2）1 i （1.5 2）1 o=1.5 X 0.5=0.75A2. 稳压电路设计为了满足稳压电源最大输出电流1A的要求，可调稳压电路选用三端集成稳压 器CW317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 312V之间调节，可采用 图3所示电路。LVOcw3r图3.可调稳压电路手动控制开

6、关s1,s2,s3,s4,s5.使输出电压分别为 3V,5V,7V,9V,12V.下面以开关S1为例说明稳压源的调节作用：图中可调稳压源为CW317CW317勺几个重要参数：输出电压可调范围：1.237V;最大输出电流：1.5A ；电压调整率：0.01%/V;负载调整率：0.1%;输出与输入电压差允许范围：340V。R仁10K,Vo=1.25*(1+R3/R1),所以只要控制 R3/R1的比值就可以控制输出电 压的大小，选择合适的电阻就可以实不同的档位.3. A/D转换器A/D转换器芯片ADC080简介8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道抵制锁存 用译码电路，其转换时

7、间为100卩s左右。工叫 工叫jVCiTXZALEJu -.6图4ADC0809引脚图1). ADC0809的内部结构ADC080啲内部逻辑结构图如图5所示。图中多路开关可选通8个模拟通道，允 许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换，这是一种经济的多路数 据采集方法。地址锁存与译码电路完成对 A、B、C 3个地址位进行锁存和译码，OES TAKT C1LK图5ADC080叭部逻辑结构其译码输出用于通道选择，其转换结果 通过三态输出锁存器存放、输出，因此 可以直接与系统数据总线相连。2) 信号引脚ADC0809芯片为28引脚为双列直插式封装，其引脚排列见图4。对ADC0809t要信号

8、引脚的功能说明如下：IN?IN。模拟量输入通道ALE地址锁存允许信号。对应 ALE上跳沿，A、B、C地 址状态送入地址锁存器中。STAR转换启动信号。START上升沿时，复位 ADC0809STARTF降沿时启动芯片，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持 低 电平。本信号有时简写为ST.表3-1通 道选择表CBA.OOOOO1O1OOil1Oo1O111o111工叫 工仁 工 工圧 工N , 工 工化 工叫A、B、C地址线。 通道端口选择线，A为低地址，C为高地址，引脚图中为ADDA ADD序口 ADDC其地址状态与通道对应关系见表 3-1。CL 时钟信号。ADC0809的内

9、部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供， 因此有时钟信号引脚。通常使用频率为 500KHZ的时钟信号EOC转换结束信号。EOC=0正在进行转换；E0C=1转换结束。使用中该状态 信号即可作为查询的状态标志，又可作为中断请求信号使用。D7D0数据输出线。为三态缓冲输出形式，可以和单片机的数据线直接相连。Db为最低位，D7为最高0E输出允许信号。用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE=0输出数据线呈高阻；0E=1输出转换得到的数据。Vcc+5V电源。Vref 参考电源参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。其典型值为 +5V（Vref（+）=+5V, Vref（-

10、）=-5V）.4.数码显示电路功能：准确显示出所用档位的电压值是多少。选用 74LS48和共阴七段显示器 即可完成此功能。输出的模拟电压经过A/D转换器后变为数字信号，将此信号传 输给74LS48译码，显示器可直接显示出译码器输出的十进制数。译码电路和原理框图如下：模数转换ADC0809译码器74LS48（高位）ADC0809将稳压管输出电压转换为数学量输入，ADC0809的输出端 d3,d2,d1,d0 的低四位使低位的74LS48工作，d3,d2,d1,d0 在输出12时经过基 本的逻辑门，使高位的74LS48工作。四、安装调试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. A/D转换器电路调试、CBA=011时，将稳压器的输出端接到 A/D转换器的模拟量输入端IN。，闭合 S,稳压器输出UO2=3V输出为D3D0=0011;闭合S,稳压器输出UO2=5V输 出为D3D=0101。3. 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一015v的直流电压，观察输出稳压值的变化情况。将上述