課程設(shè)計(jì)---簡易數(shù)控穩(wěn)壓電源計(jì)報(bào)告

1、<p>　　簡易數(shù)控穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)報(bào)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(jì)目的</b></p><p>　?。?）培養(yǎng)綜合性電子線路的設(shè)計(jì)能力。</p><p&g

2、t;　?。?）掌握簡易數(shù)控穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)、組裝和調(diào)試方法。 </p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)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(jìn)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>　?。?）由“＋”、“－”兩鍵分別控制輸出電壓步進(jìn)增減；</p><p>　?。?）為實(shí)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>　　（1）輸出電壓可預(yù)置在

4、0～9.9V之間的任意一個(gè)值；</p><p>　?。?）用自動(dòng)掃描代替人工按鍵，實(shí)現(xiàn)輸出電壓變化（步進(jìn)0.1V不變）；</p><p>　　3.簡易數(shù)控直流電源總體電路設(shè)計(jì)及方案論證：</p><p>　?。?）【總體電路設(shè)計(jì)】</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(gè)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)模擬的電壓信號，從而得到一個(gè)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(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制的數(shù)值；因?yàn)镈AC0832為一個(gè)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(yùn)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(gè)數(shù)值，但是因?yàn)殡娏饕笞畲?00mA，通過運(yùn)放后我們的電流達(dá)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(dá)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(jì)算，通過兩級電流放大后，電流的最大值將達(dá)到5A之大，因此若是這樣將會(huì)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(gè)過流保護(hù)電路，右圖則為我們的過流保護(hù)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(gè)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(jì)算出，當(dāng)電流低于700mA時(shí)，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(shí)，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(huì)流過兩級電流放大電路再次進(jìn)行放大了，從而達(dá)到一個(gè)過流保護(hù)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(shí)現(xiàn)一個(gè)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(dá)到一個(gè)可調(diào)的效果，因?yàn)镈AC0832是一個(gè)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(gè)100進(jìn)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(jì)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(gè)控制電路，因?yàn)橹皇菃渭兊氖褂?4LS192芯片的話，那么我們只能實(shí)現(xiàn)0——99之間的遞加和遞減，所以我們在輸出端加了一個(gè)乘法器將此范圍進(jìn)行加倍，從而實(shí)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(dá)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(dá)到了加倍；</p><p><b>　?。?）【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(jìn)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(jìn)制數(shù)據(jù)輸入端認(rèn)為的加上一個(gè)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(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制的數(shù)值；因?yàn)镈AC0832為一個(gè)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(shí)，測得輸出電壓為3.86V，理論計(jì)算值為3.8671875，所以我們的測量值為正確的。</p><p>　　【運(yùn)放及電流放大電路】</p><p>　　因?yàn)檗D(zhuǎn)換后的電壓達(dá)不到9.9V電壓，所以實(shí)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(jìn)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(jì)算得R1/ R2=1.564，在實(shí)際電路中我們只需要調(diào)節(jié)R1與 R2的比值就可以達(dá)到我們想要的放大倍數(shù)了，雖然電壓達(dá)到了9.9V，但是電流卻達(dá)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(gè)20歐姆的負(fù)載電阻，經(jīng)測量仍然

16、達(dá)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(gè)20歐姆的負(fù)載電阻，這時(shí)經(jīng)測量電流達(dá)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(gè)電流過流保護(hù)電路，讓電流最大在500mA時(shí)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(gè)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(jì)算出，當(dāng)電流低于700mA時(shí)，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(shí)，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(huì)流過兩級電流放大電路再次進(jìn)行放大了，從而達(dá)到一個(gè)過流保護(hù)的作用。最后我們?nèi)匀皇窃谳敵龆思由弦粋€(gè)20歐姆的負(fù)載電阻，此時(shí)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(hù)電路達(dá)到了我們想要的效果。</p><p>　　至此，我們整個(gè)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(gè)方面：</p><p>　　（1）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(gè)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(gè)數(shù)據(jù)）；</p><p>　　DAC電路和穩(wěn)壓電路測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)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(jì)體會(huì)（不少于200字）</p><p>　　在這次課程設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)。我們還深刻地體會(huì)到在連接電路的時(shí)候一定要細(xì)心地去連接每一個(gè)實(shí)驗(yàn)部分。在連接實(shí)際電路的時(shí)候，就遇到了這樣的問題，在數(shù)模轉(zhuǎn)換、運(yùn)放、電流放大和過流保護(hù)電路搭接過程中花費(fèi)的時(shí)間并不多，可我們卻花了過多的的