数字显示稳压电源

电子技术课程设计报告(2004)

信息学院

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学号

一．课题名称： 0~30V数控稳压电源

二．设计任务与要求

（一）

1． 设计并制作数控直流电源，调节输出电压只需两个按键。 2． 技术指标：

（1） 输出电压0~30V。 （2） 输出电流1A。

（3） 信波抑制比Srips>66Db。 （4） 输出电压调节偏差<0.05V 3． 输出过流保护功能。

4． 具有3位电压显示功能。显示设定的电压值。 5． 具有电压调整按键：电压↑键和电压↓键 （二）

1．综合运用电子技术课程中所学的理论知识完成课程设计。

2．通过查阅手册和文献资料，提高独立分析和解决实际问题的能力。 3．熟悉常用电子器件的类型和特征，并掌握合理选用的原则。 4．学会电子电路的安装与调试技能。 5．进一步熟悉电子仪器的正确使用。

三.方案选择与论证

这次课程设计中，选用了两个方案。

1．对一个0-30V的精密可调电源电路进行改造。用D/AC加运放的方法来控制精密可调电路的输出电压调整端，进而达到要实现的效果。

优点：

思路简单，调试方便，所用元件较少。 缺点：

10位的D/AC价格太贵，需做双电源供电（必须为D/AC提供+5V电源），整个方案的成本高。0V输出难。仿真软件无法顺利仿真（早PROTEL的环境下缺少仿真库件），需手工焊接验证方案的可行性。 改进方案：

用拨动开关加电阻网络的方法将输出电压分为三等份，第一份0-9.9V。第二份10-19.9V，第三份20-29.9V。这样改进之后，只需用到8位的D/AC，且需要8位256级里面的前100级就可以控制输出电压的变化。降低了制作成本，简化了控制方法，提高了控制的精度。 结论：

在实验的过程中，由于LM723集成IC的局限，输出电压的范围只能是+2V至+54V。曾试过再V-端加悬浮-2V电压的方法，试图将输出的最小电压降低为0V。但是考虑到输出电压与之前个元器件的公地问题，实验证明这种方面行不通，输出电压的值为3.2V至22.5V。且在能力的范围内无论如何改进都达不到要求的输出电压值。 所以这个方案最终以失败告终。

2．将D/AC输出的电压直接进行运算放大

优点：思路清晰、简单，成本较低，用PROTEL99SE可以仿真，仿真证明了方案的可行性。 缺点：所用元件较多，手工焊接麻烦，容易出错。

由于仿真加上手工焊板的实践证明了方案的可行性，所以采用此方案。

四．方案原理图

元件供电电源部分 1.+32V输出

2．双15V与+5V输出

3．D/A转换输出部分电路图

4．数字显示与数字控制部分（电阻RES为10KΩ）

使用元件列表：

模拟部分：

30V,1A变压器两个，电阻若干，不同阻值的精密可调电阻若干个，整流桥堆两个 三级管：TL431，2N3055

运算放大器：NE5532，LM324

集成可调稳压器：MC7815，MC7805，MC7915 数字部分：

8位D/A转换器，DAC0832

集成带LED数码显示器译码功能计数器：HCC40110BF 同步加/减4位计数器：74LS193 集成与非门电路：74LS00 集成与门电路：74LS08 7段数字显示LED

详细的单元电路设计与计算说明,元器件选择和电路参数说明见上图。

五．电路调试

在电路调试中，出现的问题有：

1．在＋32V输出电源电路部分，图中所示的接地端不用接入变压器的地线。如果接入后会导致电源短路，使整流管烧坏。调试过程中，误接使整流管出现冒烟情况。 2．将变压器输入端直接接到25V的电容引起的电容爆炸现象（换耐压50V的电容后问题得以解决）。

3．40110芯片输出电流过大，把VCC拉低到了3V左的水平，加两个二级管分压后问题得到了解决。

4．数字部分的制作中，由于连线较多，在电路板面积有限的情况下飞线过多，引起了短路现象的发生，导致集成块不能工作，仔细检查后问题得到了解决。

5．在D/A输出调节部分，一共设置了四个精密可调整电阻，采取了逐个电阻微调的方法最终得到了需要的阻值。

六．收获体会

由于这次的课题比较难，我这次的设计是通过小组的讨论与实验所完成的。我在以前的课程设计中都是用EWB去完成设计任务的，而这次的设计中要使用到PROTEL99SE，所以我首先学习到如何去掌握PROTEL99SE的使用。其次，在购买零件的过程中，熟悉了各种零件的价格。再次，焊接过程十分艰巨，我们选用的方案比其他小组的要多出两个电源电路，所以焊接调试时间比较长。经过了三天马不停蹄的焊接，终于完成了所设计的电路。在焊接过程中，由于PROTEL99SE画出的电路元件图与实际的有出入，所以在焊接前我都将实物的连线图画出来，虽然这样很费时间，但接出来的电路更美观。我觉得在实际的生产中，布线与元件的选用是直接影响到经济效益的。

在这次课程设计中，我学会了怎样去根据课题的要求去设计电路和调试电路。动手能力得到很大的提高。从中我发现自己并不能很好的熟练去使用我所学到的模电知识，与其它同学相比有一定的差距。在以后学习中我要加强对使用电路的设计和选用能力。

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