逻辑数控直流稳压电源课程设计方法探讨.docx

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1、目录L摘要32 .技术指标与规定33 .正文33.1 基本思绪33.2 稳压电路设计43.3 数控电路设计53.4 输出电压值的数码管显示73.5 自制稳压电源83.6 部分重要电路仿真84元器件明细表105参照文献146收获与体会157.鸣谢16数控直流稳压电源一.摘要伴随电源技术的不停发展，数控稳压电源成为电源研究的）领域的）热门对象，其突出特点是数控特性，本文所述电路是在基本稳压电路的基础上，附加电压调整电路，数字显示等电路，设计并制作了有一定输出电压调整范围和功能时数控直流电源。本电路输出电压控制部分选用计数器控制继电器切换输出电压检测电阻的方式，此措施不仅大大简化了电路，并且防止了使

2、用单片机导致时对稳压电源的电磁干扰。关键词：整流；滤波；稳压；数字控制；辅助电源二.重要技术指标与规定1.设计一可以通过数字量输入来控制输出直流电压大小的直流稳压电源2,可以输出0+10V,步进IV。3,输出电流500mAo4.输出电压值由数码管显示。三.正文1 .基本思绪实现稳压电源最简朴的I措施就是采用集成稳压器，假如是输出电压可调的电压精确控制，则选用输出电压可调的集成稳压器，如正电压输出的ILM317和负电压输出的ILM337。在选用LM317为基本稳压电路的基础上，附加电压调整电路、数字电压显示电路。输出电压部分选用计数器控制继电器切换输出电压检测电阻的方式，原理如图1.1所示。图1

3、.1数控电源原理示意图2 .稳压电路设计(X)稳压电路设计根据输出电压、电流的规定，可以选用输出电压可调的通用集成稳压器LM317,LM317日勺重要技术指标见表1.1表1.1LM317的重要技术指标1参数最大输入电压（V）静态电压克制比（dB）纹波电压克制比（dB）源效应（V）输出电压随结温变化（V）经典值50660.01%0.005最大值40100800.04%采用LM317构成的步进为IV输出电压范围为OIoV的稳压电源部分电路如图1.2所示。图1.2输出电压范围为。IoV的稳压电源部分电路1为了实现输出电压从0IOV以IV步进调整，输出电压调整网络可以用8组电阻实现，分别是0.1V、0

4、.2V、0.4V、0.8V、IV、2V、4V、8Vo当集成稳压器时输出端与调整端所连接的电阻值选625（对应500。/V）时,0.IV.0.2V、0.4V、0.8V、IV、2V、4V、8V的调整电阻分别为50Q、100Q、200Q、400Q、500Q、Ik。、2kQ、4ko每组电阻两端并接小型继电器或微型继电器KKK2、K3、K4、K5、K6、K7、k8（规定继电器的）接触电阻不不小于1。），继电器时常闭触点将各输出电阻短接，也就是说，所有继电器的电磁线圈均不得电时，输出电压为零。伴随不同样继电器电磁线圈的得点电，将得到对应的输出电压。假如输出电压检测电阻欧）参照端接GND,LM317的最低输

5、出电压则为L25V（这时LM317的调整端接GND,正常工作状态下，输出端对参照端的电压为1.25V,也就是输出端电压对GND的电压为L25V）,不能满足电压在010V的I规定。因此，为了获得OV时输出电压，输出电压检测电路的参照端应接在-L25V区J电压基准上，以抵消LM317的（输出端与基准端的I1.25VaI影响。需要注意的!是，当整流滤波电容器远离稳压电路时，需要在靠近稳压电路尤其是集成稳压器的地方，在输入端和GND端接旁路电容器。（2）输入整流滤波电路区）设计根据滤波二极管的额定电流应为输出平均电流的310倍的）规则，整流器可以选择额定电流为3A的1N5402系列整流二极管,为了简化

6、整流变压器，可以选用桥式整流电路。整流滤波电容可以选择25V2200uF或25V3300uF,这样可以获得比较低的整流输出纹波电压。整流变压器可以选择黑白电视机的电源变压器,容量为30VA,次级输出电压约15V。输入整流滤波电路如图L3所示。图13输入整流滤波电路3,数控电路设计为了减少难度，采用数字电路实现输出电压的控制。基本思绪是：采用加减计数器，通过加减键实现加计数或减计数。将计数器时输出通过开关管通过驱动继电器的）电磁线圈，通过继电器的动作实现检测电阻的切换，实现输出电压的控制。计数器应选择十进制加减计数器，可以选择74LS192o采用两个74LS192级联构成两位十进制计数器，实现0

7、1OV区）切换，低位计数器输出Q0、QKQ2、Q3分别提供IV、2V、4V、8V欧（控制信号；高位计数器输出Q0、QkQ2、制分别提供IV、2V、4V、8V的控制信号。采用按键作为步进加、步进减的控制按钮；为了防止按键过程中出现振铃现象，在计数器加计数、减计数脉冲端与加、减计数按钮之间接入施密特触发器74LS14,可以消除振铃现象。采用两个74LS192级联构成的两位十进制计数器电路如图L4所JO图14采用两个74LS192级联构成的两位十进制计数器电路1图L4中IV如下计数器74LS192欧!时钟可以由“+两键分别控制输出电压步进增减，IV以上计数器74LS192的加、减计数时钟则由低位时进

8、、借位输出提供。为了防止加、减计数溢出，需要设置防止加、减计数溢出电路。基本思绪是一旦计数器输出为10100000,应严禁继续加计数；同样，一旦出现00000000,应严禁继续减计数。按这个思绪可以运用“与门”也可以是“与非门”检测IOloOOOO和OOooOOOOo假如感觉找不到8输入欧I“与门”、“与非门”由于要实现的电路不是高速电路，可以用最基础的二极管逻辑电路来实现，其电路如图L5所示。二极管逻辑电路图1.5(a)为防止减计数溢出控制电路。当计数器输出为OOOOOOoO时，防止减计数溢出控制电路区I所有输出为为OooOOOOOo通过反相器后，在二极管逻辑电路的!二极管输入端为高电位，8

9、个二极管所有“关断”。为了提高输出驱动能力，减少对的负载效应，二极管逻辑输出接晶体管射极跟随器。当跟随器输出高电位时，通过反相器转换为低电位送到减计数控制的“与非门”，封锁减计数控制逻辑控制的“与非门”，实现减计数溢出欧I防止。图1.5(b)为防止加计数溢出控制电路。当计数器输出为OOOOlOOo时，防止加计数溢出的(控制电路区;所有输入为0000100Oo为了提高输出驱动能力，减少对前级的负载效应，二极管逻辑输出接晶体管射极跟随器。当跟随器输出高电位时，通过反相器转换为低电位送到加计数控制逻辑日勺“与非门”，封锁加计数控制逻辑控制的“与非门”，实现加计数溢出的防止。将图1.5电路移植到图1.

10、4电路中，将防止加计数溢出控制电路替代图1.4附加计数按键，将防止减计数溢出控制电路替代图L4的减计数按键，就可以得到完整的稳压电源步进加、减控制电路。如图1.6所示。图1.6具有限制加、减溢出功能的两位十进制加、减计数器4.输出电压值的数码管显示DSlDS2研CANBERCC量CAMBERCC图1.9数码管日勺连接电路5.为实现上述各部分电路稳定工作，自制一种稳压直流电源稳压直流电源，输出电压为15V,+5Vo可以用电源变压器、整流器、LM7815LM7915LM7805构成，其电路如图1.10所示。1.10稳压直流电源电路1.数字电路仿真实现74LS47QVCC4V7GND2控制电路的仿真

11、实现如图所示，采用了两个按键，分别为“+“和“一%用来调整设定电压，可以以IV的步进增长或减少。按下“+“和一“键，产生的I脉冲输入到74LSI92N的CP的UP或DOWN端来控制74LSI92N时输出是作加计数还是减计数。4.总体电路图仿真实现。不明原因使得该电路未能仿真成功四.元件选择74LS47（图1）74LS192（图2）74LS141.M3171.M337检输Hi显示i7rRBI而A5A2A1AOabCdfKOIX00000008O1I1I1I1全灭1OOOOO0IIII1I1灭O11IOOO000O0001011OOO1L001111111OO1000100I0211OO1100O

12、0110311OIO01001100411O1O10IO010051IOII00IO0O0O61X1O11100O1111711IOO000O00008111OO100O01009图174LS47功能表11ODU23D PQQCCPDPQQGX74LS192输入工作蟆加时钟MRPL上升沿HLH加计数器H上升沿LH减计数器H异步复位LL保持2 图VCCPO型TCDTCUPLP2P3图274LS192功能表五.搜集和阅读日勺资料及参照文献1全国大学生设计竞赛获奖作品汇编全国大学生设计竞赛组委会编.第一版北京理工大学出版社.20231.2数字电子技术基础林涛.第一版.清华大学出版社.2023六.收获

13、与体会在本次设计过程中，电路中采用了模拟器件和数字器件，因此需要+5V和T5V电源供电。本设计输出的!电压稳压精度高，可以用在对直流电压规定较高的设别上，或在科研试验室中当做试验电源使用。在本次设计的过程中，我发现诸多问题，给我的感觉感觉很简朴，但实际上很难，看似很简朴的I电路，要动手把他给设计出来，是很难的!一件事，重要原因是我没有常常动手设计过电路，尚有资料的查找也是一大难题，这就规定在后来的学习中，应当注意到这一点，更重要的!是我们要学会把从书本上学到的知识和实际的电路联络起来，这不管是对我后来的学习就业还是学习来说，都会有协助的。我相信，通过这次的!课程设计,对我此外的两个目的有益处的。同步，通过本次课程设计，巩固了我的学习过的I专业知识，也是得我把理论与实践从真正意义上结合起来；考验了我借助互联网搜集、查阅有关文献资料和组织材料的综合能力；从中可以自我检测，认识到自己的欠缺与局限性，以便于在后来的学习工作中得以改善和提高。通过使用multisi电子设计软件，也让我理解到计算机辅助设计的以便与快捷。七.鸣谢感谢老师能予以这次机会来锻炼我们实际的操