数控直流稳压电源设计任务书
- 格式:docx
- 大小:65.56 KB
- 文档页数:7
《电子线路仿真》课程设计报告DESIGN REPORT ON SIMULATION OF
ELECTRONIC CIRCUIT
题目数控直流稳压电源
学科部、系:信息学科部
专业班级:071电子信息工程
学号:
学生姓名:
指导教师:
起讫日期:2009-12-24
第一部分设计任务
1.1 设计题目及要求
设计一个有一定输出电压调节范围和功能的数控直流稳压电源。假定+5V和+15V电源给定。
设计要求:
(1)输出直流电压调节范围5~15V,纹波小于10 mV;
(2)输出电流为500mA;
(3)稳压系数小于0.2;
(4)由“+”、“-”两键分别控制输出电压的步进增减,步进值为1V,输出电压值用LED 数码管显示。
第二部分设计方案
2.1总体设计方案说明
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变换器转化为相应的电压。此电压经过相应的放大后去控制电源的输出,使稳压器输出的电压为1V的步进增加。
2.2模块结构与方框图
第三部分单元电路设计与参数计算
3.1 可逆计数器模块
3.1.1 模块电路及参数计算
3.1.2 工作原理和功能说明
因为要求是输出5-15V的电压,只十一个电压值,而计数器74193是一个16进制的可逆计数器。我们只要用从0计数到10的几个状态,这可以通过反馈的方法实现。当74193输出0时,最后输出为5V。不能再减小了。所以通过一个四输入的或门输入到与非门U10使减“-”失效,计数器不能减计数,只能加。当加到6时或门反馈的数为1,通过U10后计数器就可以减计数了。同理,当输出15V时,74193输出为10,电压不能再加了。通过反馈输出一个0使加计数失效,电压停在15V。此时电压只能减,只有按“-”的按键减小电压。
3.2 D/A转换模块
3.2.1 模块电路及参数计算
3.2.2 工作原理和功能说明
这一模块是最主要的一个模块,左下方从左到右依次接74193输出端的Q1Q2Q3Q4,输入端依次接入的是0000~1010,这个电路的作用就是把这些数字信号转换成模拟信号。根据公式UO1=-Rf (UH/R16*D0+UH/R15*D1+UH/R19*D2+UH/R20*D3)
其中R16=2R15=4R19=8R20,根据二进制转十进制的计算公式可知,只要调节Rf到一定的值,就可已得到想要的模拟信号电压的大小。其实这是一个简单的求和电路,在模电书上可以找到。加后面一个放大器原因是数字信号经过第一个放大器后会反向,而我们要的是正向点压。
3.3 稳压调节模块
3.3.1 模块电路及参数计算
3.3.2 工作原理和功能说明
首先使用的整流电路结构为桥式电路,滤波选用电容滤波。然后经过稳压模块
U=UNR4/(R4+R3)+R2/(R1+R2)5 令UP=R4/(R4+R3)UN UN=U0-5R2/(R1+R2)得到0
R1=R3=0,R2=R4=1000欧可以得到U0=UN+5。因此R3的左端输入电压为0~10电压即可。之所以用7805稳压模块是因为使其输出电流,稳压系数,输出电阻,纹波都能够满足设计要求。
3.4 数显模块
3.4.2 工作原理和功能说明
此部分用了两个10进制可逆计数器,用来显示从5-15V的电压变化,当接电后低位计数器先置数5,然后开关J3接到高电平,进入计数状态,当计数到10时,进位信号CO为1,用此信号来触发高位计数器的加计数端,用借位信号EO 触发减计数端。
3.5电源模块
电源部分为电路提供20V、15V、-15V、5V的电压。使用的整流电路结构为桥式电路,滤波选用电容滤波,再经过稳压模块稳压输出。
第四部分整体电路
4.1 整体电路图
4.2 元件清单
按钮开关J1、J2 电阻若干可调电阻
与非门U3、U9、U10 或门U12
可逆计数器U2 74LS193N、U7 74LS192N、U8 74LS192N
运算放大器U1 LM324N
数码管U5 U8
稳压器U4 LM7805CT LM7815CT LM7915CT
变压器整流二极管电容若干
第五部分电路仿真结果
5.1电路仿真调试
5.1.1 调试步骤及测量数据
(1)辅助电源的安装调制
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)加入5V电源,用万用表测量计数器输出端子,分别按动“+”“-”键,观察计数器的状态变化。
(3)D/A变换器电路调试
将计数器的输出端分别接到变换器,当输入为0000时,调节滑动变阻器,使输出为0。当输入为1010时,使输出为10v。
(4)连接好电路,测试输出电压的值,直至满足要求为止。
5.1.2 故障分析及处理
5.2整体性能指标测量(附数据、波形等)
第六部分设计总结(心得体会)
设计电路时应当一部分一部分的做,只有把这一部分做好了才去做其它的电路,不能一次性全做完再去检测,这样的话,如果结果错了,很难找出错在哪里,只能又回头把电路拆分开分析。设计电路时也要考虑器件,有的器件没有就不能用,就需要用其它相似的器件来替代,电路设计时