简易数控直流电源-课程设计
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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。
简易数控直流电源简介数控直流电源是一种能够根据外部的控制信号来控制输出电压和电流的电源设备。
它广泛应用于实验室、工厂和家庭等领域,可用于电子产品的测试、电路实验、电镀加工等各种场合。
本文将介绍如何制作一台简易的数控直流电源,以及使用Markdown文本格式进行文档输出。
材料准备•直流电源模块 x1•电压调节器模块 x1•可调电阻 x1•电流表 x1•电压表 x1•连接线若干•电源线 x1•电源开关 x1搭建步骤1.将直流电源模块固定在实验宝板上,并连接好电源线;2.将电压调节器模块与直流电源模块连接,用连接线将它们的输入端和输出端连接起来;3.将电流表和电压表分别连接到电压调节器模块的电源输出端和负载接口上;4.将可调电阻与电压调节器模块的调节接口相连;5.将电源开关连接到直流电源模块的电源输入端。
使用说明1.打开电源开关,直流电源模块开始供电;2.通过调节可调电阻的阻值,可以控制直流电源的输出电压;3.通过读取电压表可以得到直流电源的输出电压值,并通过电流表可以得到输出的电流值;4.可以根据需要调整电压调节器模块的输入和输出连接端,以改变直流电源的正负极性。
示例代码``` #include <Arduino.h>const int voltagePin = A0; const int currentPin = A1; const int voltageAdjustPin = 9; const int currentAdjustPin = 10;void setup() { pinMode(voltageAdjustPin, OUTPUT);pinMode(currentAdjustPin, OUTPUT); Serial.begin(9600); } void loop() { int voltage = analogRead(voltagePin); int current = analogRead(currentPin); float mappedVoltage = map(voltage, 0, 1023, 0, 12); float mappedCurrent = map(current, 0, 1023, 0, 2);analogWrite(voltageAdjustPin, mappedVoltage); analogWrite(currentAdjustPin, mappedCurrent);Serial.print(。
单片机课程设计报告简易数字直流电源A Direct Current Source on MCU组长:专业、班级:小组成员:设计日期:指导教师:重庆大学城市科技学院本科学生课程设计任务书说明:一、学院、专业、年级均填全称。
二、本表除签名外都可采纳运算机打印。
本表不够,可另附页,但应在页脚添加页码。
目录一、引言................................................................................ 错误!未定义书签。
二、整体方案设计................................................................ 错误!未定义书签。
三、硬件电路设计................................................................ 错误!未定义书签。
操纵部份............................................................................ 错误!未定义书签。
设定初值....................................................................... 错误!未定义书签。
加减设定及报警电路................................................... 错误!未定义书签。
显示部份............................................................................ 错误!未定义书签。
电路输出部份 .................................................................. 错误!未定义书签。
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 (4)1.1设计要求 (4)1.1.1 设计任务 (4)1.1.2、基本要求 (4)1.1.3、发挥部分 (4)1.1.4 测试要求 (4)1.1.5 系统框图 (4)1.2方案论证与比较 (5)1.2.1电压采样模块 (5)1.2.2 稳压模块 (6)1.2.3 过载保护模块 (6)1.2.4 最终方案 (7)2.单元电路分析 (8)2.1D/A转换模块 (8)2.1.1工作原理 (8)2.1.2 参数选择 (8)2.2电压放大模块 (8)2.2.1 工作原理 (8)2.2.2 参数选择 (9)2.3稳定电压源及电压采样模块 (9)2.3.1 工作原理 (9)2.3.2 参数选择 (10)2.4过载保护模块 (10)2.4.1工作原理 (10)2.4.2 参数选择 (11)3.软件设计 (11)3.1实现功能................................................................................................................ 错误!未定义书签。
3.2软件平台及开发工具 (11)3.3 软件流程图 (12)4.系统测试 (14)4.1电路测试步骤: (14)5. 结论 (15)6. 参考文献 (16)7.附录.............................................................................................................................. 错误!未定义书签。
前言数控直流电源是一种常见的电子仪器,广泛应用于电路,教学试验和科学研究等领域。
目前使用的可控直流电源大部分是点动的,利用分立器件,体积大,效率低,可靠性差,操作不方便,故障率高。
随着电子技术的发展,各种电子,电器设备对电源的性能要求提高,电源不断朝数字化,高效率,模块化和智能化发展。
以单片机系统为核心而设计的新一代——数控直流电源,它不但电路简单,结构紧凑,价格低廉,性能优越,而且由于单片机具有计算和控制能力,利用它对数据进行各种计算,从而可排除和减少模拟电路引起的误差,输出电压和限定电流采用数输入采用键盘方式,电源的外表美观,操作使用方便,具有较高的使用价值。
本设计的题目是高精度数控直流电源。
要求有一定输出电压范围和功能的数控电源。
关键电路有三个:一是输出电路,要求如何实现0—9.999V步进0.001V,而且稳压特性要优良,输出电压的误差要尽量小。
二是数控电路,它应当有点动和自动扫描两种工作方式,能有效的控制输出电压,并显示它,三是扩展输出电路,从题目分析,它应当是一种信号源。
本设计论文是以单片机为核心设计的。
第一章概述1.1 系统方框图简易数控直流电源由显示电路部分、数控电路部分、输出电路部分、直流电源部分构成。
具有一定电压范围和功能,可以实现输出电压从0V到+9.999V之间的变换,按键一下,步进0.001V。
其系统方框图如图1.1所示图1.1 简易数控直流电源方框图1.2系统电路工作原理本电路主要是通过89C51单片机控制输出电压大小变化,以实现设计要求的。
89C51单片机将数据由TXD、RXD两端口串行送入到74LS244驱动器中,并通过四位LED显示之。
单独设置的“增”、“减”两个键由并口进行检测。
按“+”键步进0.001V,按“—”键减少0.001V。
DAC82 D/A转换器接收89C51单片机数据总线传送的数据,并根据它来确定输出电压。
在89C51单片机程序控制下,89C51开机后先自动复位,运行的过程中在送去显示的同时,送入DAC82,并产生相同的输出电压,然后不断循环检测两键是否按下,如果检测到有键按下,将使显示值和输出电压相应增减0.001V,如果检测到按键时间超过0.5s,则认为需要大幅度连续增减,此时将使显示值和输出电压以0.01的步进相应增减。
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。