課程設(shè)計---簡易數(shù)控穩(wěn)壓電源計報告

1、<p>　　簡易數(shù)控穩(wěn)壓電源設(shè)計報告</p><p>　　課題名稱： 簡易數(shù)控穩(wěn)壓電源 </p><p><b>　　簡易數(shù)控穩(wěn)壓電源</b></p><p><b>　　一、設(shè)計目的</b></p><p>　　（1）培養(yǎng)綜合性電子線路的設(shè)計能力。</p><p&g

2、t;　　（2）掌握簡易數(shù)控穩(wěn)壓電源的設(shè)計、組裝和調(diào)試方法。 </p><p><b>　　二、設(shè)計內(nèi)容及要求</b></p><p><b>　　1.基本要求</b></p><p>　?。?）輸出電壓：范圍0～＋9.9V，步進0.1V，紋波不大于10mV；</p><p>　?。?）輸出電流：50

3、0mA；</p><p>　?。?）輸出電壓值由數(shù)碼管顯示；</p><p>　　（4）由“＋”、“－”兩鍵分別控制輸出電壓步進增減；</p><p>　?。?）為實現(xiàn)上述幾部件工作，自制一穩(wěn)壓直流電源。</p><p><b>　　2.發(fā)揮部分</b></p><p>　?。?）輸出電壓可預(yù)置在

4、0～9.9V之間的任意一個值；</p><p>　　（2）用自動掃描代替人工按鍵，實現(xiàn)輸出電壓變化（步進0.1V不變）；</p><p>　　3.簡易數(shù)控直流電源總體電路設(shè)計及方案論證：</p><p>　　（1）【總體電路設(shè)計】</p><p><b>　?。?）【方案論證】</b></p><p&

5、gt;　　從DAC0832說起，通過DAC0832的數(shù)模轉(zhuǎn)換功能，將已知的一個二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成一個模擬的電壓信號，從而得到一個理想電源，轉(zhuǎn)換成的模擬電壓U=U0*H/256（U0為DAC0832的基準(zhǔn)電壓，一般為+5V；Ｈ為將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制的數(shù)值；因為DAC0832為一個８位的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所以需要比上256，即２8）。</p><p>　　其次是我們的運放電路，我們通過一片NE5532將轉(zhuǎn)換后的模擬電壓放大到

6、我們需要的一個數(shù)值，但是因為電流要求最大500mA，通過運放后我們的電流達不到最大值，所以還需要通過大功率三極管將電流放到到理想值，一級電流放大仍然達不到我們最大電流值，所以我們采取了兩級電流放大，經(jīng)過計算，通過兩級電流放大后，電流的最大值將達到5A之大，因此若是這樣將會損壞我們的電路，所以我們又在兩級電流放大的前后加了一個過流保護電路，右圖則為我們的過流保護電路圖，我們利用三極管的導(dǎo)通特性，只要基極和發(fā)射極之間的電壓大于0.7V則三極

7、管導(dǎo)通，所以我們就在輸出端加了一個1歐姆的電阻，并且將三極管的基極與集電極并在電阻兩端，因此我們就可以很容的計算出，當(dāng)電流低于700mA時，電阻兩端分得的電壓就小于0.7V所以我們的兩級電流放大處于工作狀態(tài)，一但當(dāng)電流高于700mA時，電阻兩端分得的電壓就高于0.7V，因而三極管就導(dǎo)通了，電流也就不會流過兩級電流放大電路再次進行放大了，從而達到一個過流保護的作用。</p><p>　　最后就是我們的控制電路了，我

8、們利用74LS192芯片，實現(xiàn)一個加減法器，把74LS192芯片的輸出端接在DAC0832的輸入端，作為DAC0832的輸入信號，從而達到一個可調(diào)的效果，因為DAC0832是一個8位的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所以我們采用了兩片74LS192芯片制作成了一個100進制的控制電路。</p><p>　　4.簡易數(shù)控直流電源單元電路設(shè)計及調(diào)試：</p><p><b>　?。?）【控制電路】<

9、;/b></p><p>　　圖為我們用EDA制作的一個控制電路，因為只是單純的使用74LS192芯片的話，那么我們只能實現(xiàn)0——99之間的遞加和遞減，所以我們在輸出端加了一個乘法器將此范圍進行加倍，從而實現(xiàn)我們想要的在0——198之間的遞加和遞減，乘法器的程序如下：</p><p>　　library ieee;</p><p>　　use ieee.std

10、_logic_1164.all;</p><p>　　use ieee.std_logic_unsigned.all;</p><p>　　entity chengfa is</p><p>　　port(bo ,po:in natural range 15 downto 0;</p><p>　　fout:out natural rang

11、e 255 downto 0);</p><p><b>　　end;</b></p><p>　　architecture one of chengfa is</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　fout<=(bo+po*10)*2;</p>

12、<p><b>　　end;</b></p><p>　　經(jīng)過EDA的仿真，我們達到了加倍的效果了，波形如下圖：</p><p>　　從輸出Y可以看出，原先的0.1.2.3.4....變成了0.2.4.6.8.....所以輸出達到了加倍；</p><p><b>　　（2）【轉(zhuǎn)換電路】</b></p>

13、<p>　　轉(zhuǎn)換電路是利用DAC0832的數(shù)模轉(zhuǎn)換功能將二進制數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成我們所需要的模擬電壓信號，轉(zhuǎn)換電路圖如下：</p><p>　　我們通過在二進制數(shù)據(jù)輸入端認(rèn)為的加上一個信號，通過測量模擬電壓輸出端的電壓大小，得知數(shù)據(jù)符合U=U0*H/256（U0為DAC0832的基準(zhǔn)電壓，一般為+5V；Ｈ為將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制的數(shù)值；因為DAC0832為一個８位的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所以需要比上256，即２8

14、）。比如說輸入信號為11000110時，測得輸出電壓為3.86V，理論計算值為3.8671875，所以我們的測量值為正確的。</p><p>　　【運放及電流放大電路】</p><p>　　因為轉(zhuǎn)換后的電壓達不到9.9V電壓，所以實際電路中我們需要用一片NE5532將輸出的電壓信號反向后然后進行放大至9.9V，放大倍數(shù) β= U出/ U0（U0為反饋電壓，U出放大后的輸出電壓

15、），而U出/ U0又等于反饋電阻R1+R2/R2，所以9.9V=（R1+R2/R2）*3.86V，根據(jù)計算得R1/ R2=1.564，在實際電路中我們只需要調(diào)節(jié)R1與 R2的比值就可以達到我們想要的放大倍數(shù)了，雖然電壓達到了9.9V，但是電流卻達不到我們想要的最大500mA，因此我們又要加一級電流放大電路，電流放大電路如圖：</p><p>　　首先我們加上一級電流放大，然后加上一個20歐姆的負(fù)載電阻，經(jīng)測量仍然

16、達不到最大值500mA，所以需再加一級電流放大，然后再次加上一個20歐姆的負(fù)載電阻，這時經(jīng)測量電流達到了5A左右之大，電流過大容易損壞我們的電路，所以我們需要加上一個電流過流保護電路，讓電流最大在500mA時就不再繼續(xù)放大了，我們利用三極管的導(dǎo)通特性，只要基極和發(fā)射極之間的電壓大于0.7V則三極管導(dǎo)通，所以我們就在輸出端加了一個1歐姆的電阻，并且將三極管的基極與集電極并在電阻兩端，因此我們就可以很容的計算出，當(dāng)電流低于700mA時，電阻

17、兩端分得的電壓就小于0.7V所以我們的兩級電流放大處于工作狀態(tài)，一但當(dāng)電流高于700mA時，電阻兩端分得的電壓就高于0.7V，因而三極管就導(dǎo)通了，電流也就不會流過兩級電流放大電路再次進行放大了，從而達到一個過流保護的作用。最后我們?nèi)匀皇窃谳敵龆思由弦粋€20歐姆的負(fù)載電阻，此時我們的電流最大值就在700mA左右了，因此我們的電流過流保護電路達到了我們想要的效果。</p><p>　　至此，我們整個電路的電路圖及分析

18、已經(jīng)完成。</p><p>　　5、測試結(jié)果及分析：</p><p>　　主要包括以下幾個方面：</p><p>　?。?）DAC輸入的數(shù)字量和DAC輸出的模擬量之間的關(guān)系（至少測量10個數(shù)據(jù)）；DAC輸入的數(shù)字量和穩(wěn)壓輸出電路輸出模擬電壓的關(guān)系（至少測量10個數(shù)據(jù)）；</p><p>　　DAC電路和穩(wěn)壓電路測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計表格：</p&

19、gt;<p>　?。?）FPGA開發(fā)板上遞增、遞減、置數(shù)端的輸入和LED顯示器和FPGA開發(fā)板上輸出的數(shù)字量之間的關(guān)系。（可用仿真波形圖說明）</p><p>　　FPGA控制電路測量數(shù)據(jù)表格：</p><p>　　LED顯示器和FPGA開發(fā)板上輸出的數(shù)字量之間的波形圖關(guān)系：</p><p>　　q0—q7為顯示端的輸出，y為數(shù)據(jù)輸出端的輸出。<

20、/p><p>　　6、課程設(shè)計體會（不少于200字）</p><p>　　在這次課程設(shè)計中我們學(xué)到了很多，收獲很多。從中我們知道了怎樣去分析電路，把學(xué)到的知識充分使用，并且和搭檔共同合作去完成實驗。我們還深刻地體會到在連接電路的時候一定要細心地去連接每一個實驗部分。在連接實際電路的時候，就遇到了這樣的問題，在數(shù)模轉(zhuǎn)換、運放、電流放大和過流保護電路搭接過程中花費的時間并不多，可我們卻花了過多的的