数控直流稳压源的课程设计

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1、 数控直数控直流稳压源的设计流稳压源的设计 1 1 1 系统描述即设计要求系统描述即设计要求 数控直流稳压电源是将家用电 220V 的交流电转换成直流电压，然后通过微控 制器将直流电压分成不同的范围进行输出，即实现多范围直流电压输出。本次试验 将 220V 的家用交流电转换成 5V 直流电压， 再通过微控制器将 5V 的直流电压分成不 同的范围输出，如：1V，2V，3V，4V，5V。 1 11 1 数控数控直流稳压电压的作用直流稳压电压的作用 现在社会电子器件使用的电源基本上都是直流电源，范围一般在 012V 左 右，例如小孩的玩具车，开发板的供电电压等等。然而我们生活中用电为 220V 的交

2、 流电，绝对不能作为电子器件的电源。因此，这就需要我们备有直流电源，但是直 流电源的型号很多，有时只需一种无法满足我们的需要，为了克服这个问题，数控 直流电源就孕育而生。它基本上能够满足绝大多数电子器件的供电要求。因此学会 制作数控稳压直流电源对生活的用处很大。 1.1.1 实现目标 数控直流稳压电源主要有稳压电路和控制电路两部分组成。稳压电路主要完成 的任务是将 220V 的交流电压稳定的输出为 5V 的直流电压；控制电路的主要任务是 将 5V 的直流电压通过控制器分别输出 0.5V，1.0V，1.5V，2.0V，2.5V，3.0V，3.5V， 4.0V，4.5V，5V 的直流电压。 2 2

3、 2 方案方案论证论证 实现数控直流稳压电源的方法有很多，根据要求的精度来分大致可以分为简易 数控直流稳压电源和高精度数控直流稳压电源。我所设计的为简易数控直流稳压电 源，其精度不很高。开始为制定的大致方案分为两类：开环式数控直流稳压电源和 闭环式数控直流稳压电源。 2.12.1 开环式数控直流稳压电源和闭环式数控直流稳压电源开环式数控直流稳压电源和闭环式数控直流稳压电源 开环式数控直流稳压电源，顾名思义，就是整个系统没有形成一个环路，是开 放的。它通过微控制器控制一个数模转换器件（DAC）将 5V 的直流电压转换成不等 范围的直流电压直接输出，而没有再通过模数转换器（ADC）反馈到微控制器去

4、控 制数码管的输出，此时数码管的输出主要有测量好电压的程序控制。此方案简单容 易操作，成本比较低，然而数码管显示的电压与实际输出的电压有误差。闭环式数 控直流稳压电源不仅用到数模转换器件输出电压，而且输出的电压还要经过模数转 换器反馈到为控制器中去控制数码管的显示。这样数码管显示电压与实际数模转换 器件输出的电压相符合，其精度高，误差小，但是由于另加了模数转换器使其成本 增加。模数和数模转换器易受到外界的影响，加上手工焊接工艺，受到外界的影响 更大，出现不稳定。考虑到制作成本和对精度的要求以及整个系统的稳定性，我选 用开环式数控直流稳压电源的设计方案。 3 3 3 硬件设计硬件设计 开环式数控

5、直流稳压电源主要稳压电路和控制电路两部分组成。 稳压电路主要 有变压器、整流桥、稳压器件（7805）组成来实现交流变直流的功能；稳压电路主要 有单片机（89C51） 、数模转换器（ADC0832） 、数码管组成来实现直流电压的步进输 出。 3.13.1 系统的原理方框图系统的原理方框图 开环式数控直流稳压电源框图 稳压电路各部的波形如下： 220V 交流电 降压后的波形 整流后波形 滤波后的波形 变压器 降压 5V 11V 7805 DAC0832 89C51 显示 220V 步进 控制 整流和滤波 4 从上面的波形的变化可以看出：220V 的交流电经过降压器降低幅度 （U1=Ui/N） ，然

6、后经过整流桥变成变化的直流电（U2=0.9*U1） ，在经过滤波电路形 成变换缓慢的直流电（U3=1.2*U1） ，最后经过稳压器件输出稳定的 5V 直流电压。 微控制器通过程序控制 DAC0832 的输出，从而实现步进电压的输出，然后通过 数码管显示。 3.23.2 元器件选型元器件选型 按照实验的要求，稳压电路输出的为 5V 的直流电压，因此稳压管选用 7805。 稳压器件（7805）输出的为 5V 直流电压，其输入电压一般为 9-15V 之间。假设降 压器的输出为 U1，滤波电容的耐压值应大于1.121U，而滤波后的平均电压为 1.2*U1， 通过计算 U1 的值大约在 7.59.5 之间， 及降压器的匝数比 N=220/(7.59.5)。 一般取稳压器件的输入电压为 11V 左右，因而选用降压器的匝数比为 24。滤波电容 的耐压值至少为 15V，因此我选择的滤波电容为 100uf,耐压值为 25V。而整流桥选 用的是用 4 个 1n4001 二极管组成的整流桥。 控制电路的微控制