简易数控直流电源介绍dmvx.docx
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1、C题:简简易数控控直流电电源一、任务务设计并制制作具有有一定输输出电压压范围和和功能的的数控直直流电源源。二、要求求1. 基本要求求1) 输出电压压:范围围5V5V,步进0.11V,纹波10mmV。2) 输出电压压可预置置在5V5V之间间的任意意一个值值。3) 输出电流流5000mA。4) 数字显示示输出电电压值和和电流值值。5) 为实现上上述几部部件工作作,自制制稳压直直流电源源,输出出15V,5V。2. 发挥部分分1) 用自动扫扫描代替替人工按按键,实实现输出出电压变变化(步步进0.11V不变)。2) 增加输出出电流至至1.5A。3) 输出电压压调整率率0.5%(输入入电压2200V变化范
2、范围15%20%下,空载载到满载载)。4) 输出电流流10mmA1000mA可调。5) 其他三、评分分意见项目满分基本要求求设计与总总结报告告:方案案比较、设设计与论论证,理理论分析析与计算算,电路路图及有有关设计计文件,测测试方法法与仪器器,测试试数据及及测试结结果分析析。50实际制作作完成情情况。50发挥部分分完成第(1)项10完成第(2)项10完成第(3)项10完成第(4)项10完成第(5)项10数据分析析单位:VV 负载电电阻:50/2WW测试项目目测试编号号设定电电压正电压项项负电压项项绝对误差差备注空载带载空载带载正项负项1 00.0110.0110-0.00100.01120.1
3、10.10.099-0.111-0.0090.011-0.00230.220.2220.211-0.222-0.2210.011-0.00140.330.30.299-0.331-0.2290.011-0.00250.440.40.399-0.44-0.3390.011-0.00160.550.5110.5-0.449-0.550.0110.01170.660.6220.6-0.661-0.660.022-0.00180.770.7220.7-0.771-0.770.022-0.00190.880.80.799-0.881-0.7790.011-0.002100.990.9110.9-0.99
4、-0.990.0110111.000.9990.988-0.999-0.9980.011-0.001121.111.11.099-1.111-1.0090.011-0.002131.221.2111.2-1.221-1.220.011-0.001141.331.3221.3-1.331-1.330.022-0.001151.441.41.399-1.44-1.3390.011-0.001161.551.51.488-1.551-1.4480.022-0.003171.661.5881.577-1.558-1.5570.011-0.001181.771.6991.688-1.668-1.6680
5、.0110191.881.81.799-1.88-1.7790.011-0.001201.991.9221.911-1.991-1.9910.0110212.002.0112-2-20.0110222.112.0992.088-2.009-2.0080.011-0.001232.222.1882.177-2.119-2.1170.011-0.002242.332.32.299-2.331-2.2290.011-0.002252.442.4222.411-2.442-2.4410.011-0.001262.552.52.499-2.551-2.4490.011-0.002272.662.5882
6、.577-2.557-2.5570.0110282.772.72.699-2.77-2.6690.011-0.001292.882.8222.8-2.881-2.880.022-0.001302.992.9112.9-2.991-2.990.011-0.001313.003.0113-3.001-30.011-0.001323.113.1223.1-3.112-3.110.022-0.002333.223.2223.2-3.222-3.220.022-0.002343.333.33.288-3.33-3.2280.022-0.002353.443.3993.377-3.339-3.3370.0
7、22-0.002363.553.4883.477-3.448-3.4470.011-0.001373.663.63.599-3.559-3.5590.0110383.773.7223.711-3.771-3.7710.0110393.883.83.799-3.88-3.7790.011-0.001403.993.8883.877-3.887-3.8870.0110414.0043.999-4-3.9990.011-0.001424.114.1224.111-4.112-4.1110.011-0.001434.224.24.199-4.22-4.1190.011-0.001444.334.277
8、4.266-4.227-4.2260.011-0.001454.444.3994.388-4.339-4.3380.011-0.001464.554.5114.5-4.449-4.550.0110.011474.664.64.599-4.661-4.5590.011-0.002484.774.74.699-4.77-4.6690.011-0.001494.884.7774.766-4.778-4.7760.011-0.002504.994.94.888-4.889-4.8880.022-0.001515.005.0114.988-4.999-4.9980.033-0.001相关参数数:1、 由
9、示波器器测得带带负载和和不带负负载下的的纹波均均为5.444mVV;2、 负载电流流最大可可达1A,设置置为5.000V时用5/100W的电阻阻测试时时为9988mA3、 作为电压压输出时时,同时时显示设设定电压压值和实实测电压压值;作作为电流流输出时时,显示设定电电压值和和实际电电流值;4、 在50/2W的负载载测试时时的绝对对误差最最大值为为0.002V,最大大相对误误差为0.44%;5、 其他参数数在论文文中加以以论述。专家签字字:_ 指指导老师师签字:_简易数控控直流电电源(C题)作者:胡胡泽志、黄晓晓岚、严严军摘要:该电源系系统以ATMMEGAA8单片机机为核心心控制芯芯片,实实现数
10、控控直流稳稳压电源源功能的的方案。设计采用8位精度的DA转换器DAC0832、精密基准源LM336-5.0、7805和两个CA3140运算放大器构成稳压源,实现了输出电压范围为5V+5V,电压步进0.1V的数控稳压电源,最大纹波只有6mV,具有较高的精度与稳定性。另外该方案只采用了3按键实现输出电压的方便设定,显示部分我们采用了诺基亚3310手机夜晶显示器来显示输出电压值和电流值。关键词:数控直直流稳压压源 DACC08332 运算算放大器器CA31140 精精密基准准源LMM3366-5.0诺基基亚33110手机液液晶 AVVR单片机Atmmegaa81 系统方案案选择和和论证11 题目要要
11、求111 基本要要求6) 输出电压压:范围围5V5V,步进0.11V,纹波10mmV。7) 输出电压压可预置置在5V5V之间间的任意意一个值值。8) 输出电流流5000mA。9) 数字显示示输出电电压值和和电流值值。10) 为实现上上述几部部件工作作,自制制稳压直直流电源源,输出出15V,5V。112 发挥挥部分1)用自自动扫描描代替人人工按键键,实现现输出电电压变化化(步进进0.11V不变)。2)增加加输出电电流至1.55A。3)输出出电压调调整率0.5%(输入入电压2200V变化范范围15%20%下,空空载到满满载)。4)输出出电流10mmA1000mA可调。5)其他他113 说明明项目满
12、分基本要求求设计与总总结报告告:方案案比较、设设计与论论证,理理论分析析与计算算,电路路图及有有关设计计文件,测测试方法法与仪器器,测试试数据及及测试结结果分析析。50实际制作作完成情情况。50发挥部分分完成第(1)项10完成第(2)项10完成第(3)项10完成第(4)项10完成第(5)项1012 系统基基本方案案根据题目目要求,系系统可以以划分为为输出部部分,人人机接口口部分和和直流稳稳压电源源。其中中输出部部分是由由D/A转换后后再放大大得到的的,人机机接口包包括4个按键键和液晶晶显示部部分,直直流稳压压电源包包括两组组电源。121 方案案选择和和论证方案一:三端稳压压电源采用可调调三端稳
13、稳压电源源构成直直流可调调电源的的电路如如图1.1所示。怎怎样实现现数控呢呢?我们们把图1.1中的可可变电阻阻RP用数字电电位器来来代替,就就能实现现数控了了。但由由于三端端稳压芯芯片LM3317和LM3337的输出出电压不不能从0V起调,输输出公式式:Voout=1.225(1+R2/R1)。所以以,可以以采用在在输出的的地方加加两个二二级管,利利用PN节的固固有电压压来实现现从0V起调,如如图1.2所示。图111图1.22优点:该该方案结结构简单单,使用用方便,干干扰和噪噪音小缺点:数数字电位位器误差差较大,控控制精度度不够高高,误差差电压较较大。同同时更重重要的是是几乎所所有的数数字电位
14、位器能够够容忍的的电流都都在20mmA以下。所所以,这这种方案案就被否否决了。方案二:采用A/D和D/AA采用A/D和D/AA构成直直流电源源的电路路如图1.3和图1.4所示。采采用单片片机构成成直流电电源的电电路如图图1.3所示,利利用AVR单片机机自带的的D/A口DACC0输出02.55V的电压压,然后后经一级级反相放放大器和和跟随器器,此时时可以输输出0到5V电压。但但是因为为A/D变换器器只能采采集0到+2.56VV的电压压,所以以再在跟跟随器后后面加一一级反相相放大器器器然后后送回到到A/D采样,MCU比较发发现DACC0输出为为正确电电压时,则则从跟随随器后直直接输出出电压,这样就
15、可以输出0到-5V的电压了。当需要正相电压时从DAC1口输出电压,这时就不需要反相,其它原理与DAC0相似。图1.33优点:精精确度高高,纹波波小,效效率和密密度比较较高,可可靠性也也不错。缺点:电电路相对对复杂,AVR单片机的IO口不能能容忍负负电压,否否则会被被损坏。所所以,这这种方案案也行不不通。方案三:采用数数字电位位器与运运放到组组合如图1.4所示,在在该方案案中我们们用两个个数字电电位器代代替了MCU中的D/A,这样样可以降降低成本本,同时时简化电电路,从从两个串串连的数数字电位位器可以以直接输输出-5V到+5V的电压压同上面面方案一一样,当当输出反反相电压压时在送送电压回A/D采
16、样时时要先经经过一次次反相。但但同样存存在上面面的问题题。图1.44优点:电电路结构构更简单单,降低低了成本本缺点:因因为数字字电位器器电阻误误差大,且且单片机机的A/D口容易易损坏。方案三:采用78005构成成直流电电源采用78805构构成直流流电源的的电路如如图1.5所示,改改变RP阻值使78005的公共共端的电电压在0到10V之间可可调,则则78005的输出出端电压压就可实实现-5V+5V之间可可调了。这这种方案案是利用用了78005的输出出端与公公共端的的电压固固定为+5的特性性来设计计的。但但同样存存在不好好数控的的问题。图1.55方案四方方案三与与方案四四结合,然然后再以以+5V为
17、参考考输出如上图所所示,采采用数模模转换器器输出电电流,经经电压转转换和反反向放大大之后得得到-100V00V的电压压,把这这个电压压送到三三端稳压压器件7805的公共共端,然然后,再再以+5V作为参参考则输输出的电电压就能能实现在在-5VV+55V任意可可调。采采样时,是是对地采采样的,就就省去了了负电压压不好采采样的麻麻烦,这这也是我我们的创创新之处处。1.主要要单元电电路设计计电源电路路单元该电路用用了78005、78115和79005、79115制成了了两组稳稳压直流流电源电电路分别别得到15V和5V的电源源。为了了防止恒恒流源电电路中的的较大电电流对控控制部分分产生干干扰,将将控制部
18、部分的电电源和恒恒流源电电路电源源分成独独立的两两部分,分分别由两两组变压压器供电电,并且且,在电电源的输输出极加加上LC滤波电电路。通通过实际际测量发发现加LC滤波器器之前的的纹波高高达5060mmV,但是是通过滤滤波之后后,电压压输出,有有了明显显的改善善,纹波波只有10mmV左右了了。人机接口口部分的的单元电电路设计计按键键盘盘:LCD显显示界面面:数模转换换电路:DAC008322接口电电路:用单片机机的P3口来控控制DACC08332输出电电压。08322输出电电路:DAC008322输出的的电压通通过两个个CA31140的两级级放大,从Vout1和Vout2两路输出实现输出正负5V
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