数控直流稳压电源设计方案
目 录
简易数控直流电源设计(摘要) ………………………………………………………3
1．系统方案选择和论证………………………………………………………………4
2．主要单元电路设计概述……………………………………………………………8
3．系统的软件设述……………………………………………………………………12
4．系统测试及数据 …………………………………………………………………13
5．结论 ………………………………………………………………………………16
附录……………………………………………………………………………………16
结 束 语……………………………………………………………………………… 34
参考文献……………………………………………………………………………… 35
简易数控直流电源设计
【摘要】该电源系统以ATMEGA8单片机为核心控制芯片，实现数控直流稳压电源功能的方案。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。
【关键字】管理数控直流稳压源 DAC0832 运算放大器CA3140 精密基准源LM336-5.0 诺基亚3310手机液晶 AVR单片机Atmega8
1． 系统方案选择和论证
1．1 题目要求
1．1．1 基本要求
1) 输出电压：范围－5V～＋5V，步进0.1V，纹波≤10mV。
2) 输出电压可预置在－5V～＋5V之间的任意一个值。
3) 输出电流≤500mA。
4) 数字显示输出电压值和电流值。
5) 为实现上述几部件工作，自制稳压直流电源，输出±15V，＋5V。
1．1．2 发挥部分
1） 用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）。
2） 增加输出电流至1.5A。
3） 输出电压调整率≤0.5%（输入电压220V变化范围＋15%～－20%下，空载到满载）。
4） 输出电流10mA～100mA可调。
5） 其他
1．1．3 说明
项 目 满分
基本要求 设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。 50
实际制作完成情况。 50
发挥部分 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
1．2 系统基本方案
根据题目要求，系统可以划分为输出部分，人机接口部分和直流稳压电源。其中输出部分是由D/A转换后再放大得到的，人机接口包括4个按键和液晶显示部分，直流稳压电源包括两组电源。
1．2．1 方案选择和论证
方案一: 三端稳压电源
采用可调三端稳压电源构成直流可调电源的电路如图1.1所示。怎样实现数控呢？我们把图1.1中的可变电阻RP用数字电位器来代替，就能实现数控了。但由于三端稳压芯片LM317和LM337的输出电压不能从0V起调，输出公式：Vout=1.25×(1+R2/R1)。所以，可以采用在输出的地方加两个二级管，利用PN节的固有电压来实现从0V起，如图1.2所示。
图1－1
图1.2
优点：该方案结构简单，使用方便，干扰和噪音小
缺点：数字电位器误差较大，控制精度不够高，误差电压较大。同时更重要的是几乎所有的数字电位器能够容忍的电流都在20mA以下。所以，这种方案就被否决了。
方案二：采用A/D和D/A
采用A/D和D/A构成直流电源的电路如图1.3和图1.4所示。采用单片机构成直流电源的电路如图1.3所示，利用AVR单片机自带的D/A口DAC0输出0－2.5V的电压，然后经一级反相放大器和跟随器，此时可以输出0到－5V电压。但是因为A/D变换器只能采集0到+2.56V的电压，所以再在跟随器后面加一级反相放大器器然后送回到A/D采样，MCU比较发现DAC0输出为正确电压时，则从跟随器后直接输出电压，这样就可以输出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。774
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