简易数控直流电源的设计
简易数控直流电源的设计
摘要
电子系统的正常运行离不开稳定的电源，除了在某些特定场合下采用太阳能电池或化学电池作电源外，多数电路的直流电是由电网的交流电转换来的，能长期、连续地工作，给人们生产生活带来了极大的方便。但是当前的大部分稳压电源输出电压不稳定，给设备造成致命伤害或误动作，影响设备的使用寿命、加速设备的老化。本文所研究的数控直流电源具有输出电压稳定、工作可靠，范围可调、成本较低等特点。
本课题主要对简易数控直流电源电路的硬件设计进行了详细的描述。
首先、本文概述了数控电源的背景、发展状况及其设计要求。
其次、本文讲述了简易数控电源系统的总体设计方案及其论证。
再次、本文介绍了本课题用到的集成电路的内部结构及外围引脚功能。
最后、本文简述了整流滤波电路、数字控制电路、D/A转换器及稳压调节电路的设计方法，并设计出整体电路。
关键词：整流滤波电路，数字控制电路，D/A转换器，稳压调节电路
The Design Of Simple Digital control DC power
Author: XXX
Tutor: XXX
Abstract
The normal operation of electronic systems can not do without a stable power supply, except in certain specific situations or chemical batteries powered by solar batteries for power, most of the DC circuit is converted to AC power, and long-term, continuous work, to produce the life of people has has brought great convenience.But most of the current power supply output voltage is unstable, causing fatal injuries to the device, or malfunction, the service life of equipment and accelerate device aging. NC studied in this paper has the output voltage DC power supply, reliable, adjustable range, lower cost and so on.
The main subject of the DC power supply circuit for easy CNC hardware design is described in detail.
First, the paper outlines the numerical power of the background, development and design requirements.
Secondly, This article describes a simple digital controlled power system design and its overall argument.
Again, this paper introduces the integrated circuit used this topic the internal structure and the peripheral pin function.
Finally, This paper describes the rectifier filter circuit, digital control circuit, D / A converter and voltage regulation circuit design, and design the whole circuit.
Keywords: Rectifier filter circuit, Digital control circuit, D / A converters
目录
1绪论 (1)
1.1 课题背景 (1)
1.2国内外发展状况 (1)
1.3设计课题的技术要求 (2)
2 设计方案论证 (3)
2.1 系统的工作原理 (3)
2.2 各部分电路的作用 (3)
3 各单元电路设计 (5)
3.1 整流滤波电路设计 (5)
3.2数字控制电路设计 (7)
3.2.1 芯片介绍 (7)
3.2.2 数字控制电路设计 (9)
3.3 D/A变换器 (10)
3.3.1 LM324放大器介绍 (10)
3.3.2 D/A转换器功能及其组成 (11)
3.4 可调稳压电路的设计 (12)
3.4.1 集成三端稳压器 (12)
3.4.2可调稳压电路工作原理及其设计 (13)
3.5 辅助电源设计 (14)
4总体电路设计 (16)
结论 (18)
致谢 (19)
参考文献 (20)
1绪论
1.1 课题背景
电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。普通电源在工作时产生的误差，可能会影响整个系统的精确度，世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求，并制定了一系列的产品精度标准。只有满足产品标准，才能够进入市场。随着经济全球化的发展，满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。数控电源是从80年代才真正的发展起来的，期间系统的电力电子理论开始建立。这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。在以后的一段时间里，数控电源技术有了长足的发展。但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。因此数控电源主要的发展方向，是针对上述缺点不断加以改善。单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。随着新的变换技术和控制理论的不断发展，各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用，数控电源的发展也极为迅速。到90年代，己出现了数控精度达到0.05V的数控电源，功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。数控电源目前的发展，主要朝着更高的数控精度和分辨率及更好的动态特性、更好的环保性能、智能化与高可靠性、更广泛的应用等方向发展。
1.2国内外发展状况
1955年美国的科学家罗那（G.H.Royer）首先研制成功了利用磁芯的饱和来进行自激振荡的晶体管直流变换器。此后，利用这一技术的各种形式的精益求精直流变换器不断地被研制和涌现出来，从而取代了早期采用的寿命短、可靠性差、转换效率低的旋转和机械振子示换流设备。60年代，由于微电子技术的快速发展，高反压的晶体管出现了，从此直流变换器就可以直接由市电经整流、滤波后输入，不再需要工频变压器降压了，从而极大地扩大了它的应用范围，并在此基础上诞生了无工频降压变压器的开关电源。省掉了工频变压器，
又使稳压电源的体积和重量大为减小，稳压电源才真正做到了效率高、体积小、重量轻。
70年代以后，与这种技术有关的高频，高反压的功率晶体管、高频电容、开关二极管、开关变压器的铁芯等元件也不断地研制和生产出来，使无工频变压器开关稳压电源得到了飞速的发展，并且被广泛地应用于电子计算机、通信、航天、彩色电视机等领域，从而使无工频变压器稳压电源成为各种电源的佼佼者。
近年来，我国数控可调稳压电源也随着数字时代的步伐前进，数控可调稳压电源以其数控可调、使用方便、长期投入费用低等的特点深受人们的喜爱。随着集成芯片的不断发展，电源的设计也变得简单了，不用一步一步地去连接复杂的电路，各部分的电路都集成在各部分的功能模块中，然后将其封装起来，构成模块整体，这样，电源的设计、制作以及故障维修也相对比较简单了。
1.3设计课题的技术要求
本课题的技术要求主要如下:
1、输出直流电压调节范围5-15V，纹波小于15mV。
2、输出电流为500mA。
3、输出直流电压能步进调节，调节值为1V，由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增和减。
2 设计方案论证
2.1 系统的工作原理
本次设计主要采用了整流滤波电路、可逆二进制计数器、D/A 变换器、及稳压调节电路来进行设计。通过按增或减按钮产生脉冲信号，脉冲信号进入可逆计数器之后会产生数字信号输入D/A 变换器转变成模拟信号IN U ，输送进入稳压调节电路由于i U 和IN U 成线性比例关系所以需要整流滤波电路来提供直流电压i U 以使电路稳定，而最终的输出电压0U 与IN U 的关系为IN U U +=50可得出最终的直流电压。其原理示意图如图2.1所示。
可逆计数器
D/A 变换器
稳压调节电路
整流滤波电路
单
脉冲产生
增-按键
减-按键
U 0
U i
U IN
电网电压降压
图2.1 电路结构总体框图
2.2 各部分电路的作用
1、整流滤波电路：整流电路将交流电压变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压i U 。
2、数字控制电路：它由单脉冲产生和可逆计数器组成的，当输入脉冲信号的时候，通过可逆计数器将脉冲信号转变为数字信号。
3、D/A 变换器：主要作用就是将可逆二进制计数器传来的数字信号转变为模拟信号，然后输入到稳压电路。
4、稳压调节电路：根根据要求在一定的范围内输出稳定可靠的直流电压，供
外设备使用。
5 、辅助电源电路：由于本次设计各部分电路需要不少外在的稳压电源提供电压，如D/A转换器，稳压电路和数字控制电路都需要外在的直流电源供电，因此本电路主要是实现+15V，-15V，和+5V的电源设计确保对各个部分的电路提供电压。
3 各单元电路设计
3.1 整流滤波电路设计
本次整流滤波电路设计主要采用的是桥式整流、电容滤波电路来实现。如下图3.1所示为整流滤波电路结构原理图。
图3.1整流滤波电路图
由图3.1可看出，电路中采用四个二极管，互相接成桥式结构。利用二极管的电流导向作用，在交流输入电压2U 的正半周内，二极管D1、D3导通，D2、D4截止，在负载R L 上得到上正下负的输出电压；在负半周内，正好相反，D1、D3截止，D2、D4导通，流过负载R L 的电流方向与正半周一致[2]。因此，利用变压器的一个副边绕组和四个二极管，使得在交流电源的正、负半周内，整流电路的负载上都有方向不变的脉动直流电压和电流[1]。 电压应满足公式3.1：
I R I P I I U U U U U U ?++-+≥m i n
o o m a x (） （3.1） 式中，omax U 为稳压电源输出最大值；min o 1)(U U -为集成稳压器输入输出最小电压差；RIP U 为滤波器输出电压的纹波电压值（一 般 取o U ，min o 1)(U U -之和的10%） ；I U ?为电网波动引起的输入电压的变化（一般取o U ，min o 1)(U U -，RIP U 之和的10%）。
对于集成三端稳压器：
V U U I 10~2)(min o =-
具有较好的稳压输出特性．故滤波器输出电压值为：
V U 2298.18.12151≥+++≥
取V U I 22=。根据I U 可确定变压器次级电压2U 为：
V U U 201
.122
)2.1~1.1(12≈==
在桥式整流电路中，变压器次级电流与滤波器输出电流的关系为：
A I I 75.05.05.1)25.1(12=?≈-=
取变压器的效率η＝0.8，则变压器的容量为：
)(75.188
.075
.0202
2W I U P =?
=?
=η
选择容量为20W 的变压器．因为流过桥式电路中每只二极管的电流为
）
（A 25.05.05.05.0max 0=?==I I D 每只整流 二极管承受的最大反向电压为
V)31%10120414.1414.1max 2（）（≈+??==U U RM
选用二极管IN4001，其参数为：）（A I D 1=，）（V U RM 100=，可见能满足 要求。
整流电路输出的直流电压脉动较大，一般不能满足实际需要，必须用滤波电路滤除交流分量，得到平滑的直流电压。在小功率直流电源中，常用的滤波电路有电容滤波、Г型滤波和п滤波。在整流电路输出端与负载之间并联一只大容量的电容，即可构成最简单的电容滤波器。其工作原理是利用电容两端的电压在电路状态改变时不能跃变的特性。加了一只电容后，二极管导通时，一方面给负载R L 供电，一方面对电容C 充电。在忽略二极管正向压降后，充电时，充电时间常数τ=2R D C ，其中R D 为二极管的正向导通电阻，其值非常小，充电电压C U 与上升的正弦电压2U 一致，20U U U C ≈=，当C U 充到2U 的最大值时，2U 开始下降，且下降速率逐渐加
快。当C U U <2时，四个二极管均截止，电容C 经负载R L 放电，放电时间常数为τ放电=R L C ，故放电较慢，直到负半周。在负半周，当C U U >2时，另外二个二极管(VD2、VD4)导通，再次给电容C 充电，当C U 充到2U 的最大值时，2U 开始下降，且下降速率逐渐加快。当c 2U U <时，四个二极管再次截止，电容C 经负载R L 放电，重复上述过程[3]。有电容滤波后，负载两端输出电压波形如图3.2所示。
图3.2电容滤波波形图
3.2数字控制电路设计
数字控制电路就是当想调节数控直流电源的电压时输入脉冲，然后将脉冲信号转换成数字信号。再将数字信号经过D/A
转换器转换成模拟信号进而改变电压。
本次设计的简易数控电源由于要使电压在5到15V 中间调节，因此数字控制电路显得尤为重要。数字控制电路一般都是采用二进制计数器进行构成，在本次设计中我采用了74LS193芯片进行电路组成。 3.2.1 芯片介绍
1、74LS193的引脚图及其各引脚的功能
74LS193引脚图如图3.3所示。
图3.3 74LS193引脚图
各个引脚功能介绍：
CP U：计数芯片时钟脉冲输入；CP D：倒计时时钟脉冲输入；MR：异步主复位（清除）输入；PL ：异步并行负载（低电平）输入；Pn：并行数据输入；Qn ：触发器输出；TC D：终端倒计时（借）输出；TC U：终端数最多输出。
74LS193是双时钟4位二进制同步可逆计数器。74LS193的特点是有两个时钟脉冲（计数脉冲）输入端CP U和CP D。在MR=0、PL＝1的条件下，作加计数时,令CP D＝1,计数脉冲从CP U输入；作减计数时，令CP U＝1，计数脉冲从CP D输入。此外，74LS193的清除端是异步的，当清除端为高电平时，不管时钟端状态如何，即可完成清除功能。74LS193的预置是异步的，当置入控制端为低电平时，不管时钟的状态如何，输出端与预制端的状态一致。74LS193的计数是同步的，靠CP D、CP U同时加载四个触发器上而实现的，在CP D、CP U上升沿作用下输出端同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。当进行加计数或者减计数时可分别利用CP D或CP U，此时另一个时钟应为高电平。当计数上溢出时，进位输出端输出一个低电平脉冲；当计数下溢出时，错位输出端输出一个低电平脉冲，其宽度为CP D低电平部分的低电平脉冲[5]。
2、CD4538的功用与特点
CD4538是一款双通道，精密独立触发和复位控制芯片。该设备是可以触发单稳态多谐振荡器并可使其复位，并在内部控制输入锁存。两个触发器输入允许上升沿或下降沿触发。复位输入活跃，同时，为了避免引发低活性。精确控制输出脉冲宽度已达到使用线性CMOS技术。脉冲持续时间和准确性取决于R X和C X的外部元件。由于该设备不允许定时电容通过对休眠状态的时间针放电。基于这个原因，
没有外部保护电阻是需要时间与针系列静电放电保护的投入上提供所有引脚[6]。
CD4538由两个高精度可重触发地单稳态触发器组成。该器件工作时，需外接一个电阻Rx 和一个电容Cx ，调节Rx 和Cx 数值，可得到两个不同宽度地单稳态脉冲。传输延迟时间不受Rx 和Cx 变化地影响。CD4538提供了16引线多层陶瓷双列直插（D ）、熔封陶瓷双列直插（J ）、塑料双列直插（P ）和陶瓷片状载体（C ）4 种封装形式。其电源电压范围是3V~15V ，输入电压范围是0V~V DD ，工作温度范围是-40~125℃。其引脚如图3.4所示。
12345678
9
10111213141516T IA T 2A C DA
A A INPUT
B A INPUT Q A OUT Q A OUT VSS
Q B OUT
Q B OUT B B INPUT A B INPUT C DB T 2B T 1B V DD
图3.4 CD4538引脚图
Q A 、Q B 为单稳态正脉冲触发器输出端，A Q -、B Q -
则为单稳态负脉冲触发器输出端，A A 、A B 、B A 、B B 为输入信号 。 3.2.2 数字控制电路设计
数字控制电路的核心是一可逆二进制计数器,74LS193就是双时钟4位二进制同步可逆计数器，计数器数字输出的加/减控制是由“+”“-”两按键组成，当需要某个电压时按下加或减按键，CD4538产生的输入脉冲输入到74LS193的CP D 或CP U 端，以便控制74LS193的输出是作加计数还是减计数，为了消除按键的抖动脉冲，分别在“+”“-”控制口接入了由双集成单稳态触发器CD4538组成的单脉冲发生器，每当按下一次按键时，输出一个100ms 左右的单脉冲，该单脉冲送入74LS193后产生的数字信号由Q 0~Q 3输出该数字信号到后续电路D/A 变换器的输入端D 0~D 3[4]。其原
理图如图3.5所示。
S2
减
S1
增
Q0
Q1
Q2
Q3
Rd
LD
150K
150K
10K 10K
CP
CP
1u f
1u f
1
2
3
7
9
74LS193
CD453813
+5V
12
411
5+5V
+5V
+5V VCC
VCC VCC
VCC
图3.5 数字控制电路原理图
3.3 D/A 变换器 3.3.1 LM324放大器介绍
LM324系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性[8]。其引脚如图3.6所示。
图3.6 LM324放大器
LM324与其他放大器相比具有以下特点：
1.短路保护输出；
2.真差动输入级；
3.可单电源工作：3V-32V ；
4.低偏置电流：最大100nA ；
5.每封装含四个运算放大器；
6.具有内部补偿的功能；
7.共模范围扩展到负电源；8行业标准的引脚排列；9输入端具有静电保护功能。因此，本次设计选用了LM324便于设计的简便。 3.3.2 D/A 转换器功能及其组成
D/A 转换器一种将二进制数字量形式的离散信号转换成以标准量（或参考量）为基准的模拟量的转换器。当数字信号进入电路之后，经过放大器处理之后转化为模拟信号，D/A 转换器基本上由4个部分组成，即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关[7]，具体电路图如图3.7所示。
LM324
10K
1M
10K 20K
R
2R
5.1K
4R
100K 10K
LM324
8R
R=20K
+15V
-15V
VCC
VCC
D0
D1D2D3VCC VCC
VCC VCC +15V
+15V
-15V
-15V
图3.7 D/A 转换器
由稳压电路可以了解i U 与IN U 成线性关系，因此若要IN U 步进变化，则需要数字/模拟转换器来完成，由电路图可以知道电路的输入信号接四位二进制计数器的输出端，设计数器输出高电平为V VH 5+≈,输出低电平V VL 0≈,此电路接成反向加法器，其输出电压为如公式3.2所示。
)248(3210f 01R D V R D V R D V R D V R U H H H H +++=
R D D D D V R H 300112233f 2)2222(+++= （3.2）
设)(0102IN U U U =，当1111)(01230123=Q Q Q Q D D D D 时，要求V U IN 10=，即：
R V R H 3f 21510=,所以在V V H 5+=时，R R 067.1f =，取R=20KΩ，f R 由20K Ω固定电阻和10KΩ电位器串联组成。 3.4 可调稳压电路的设计 3.4.1 集成三端稳压器
本次所采用的集成三端稳压器型号为CW7805，CW7805的三端固定正输出、负输出集成稳压器采用单片集成技术将电路各单元及电阻取样网络都集中在一块芯片上，够成只有三个引出端，不需外接元件就能获得固定输出电压，足够大的输出电流而性能稳定，使用方便的固定正电源和负电源。该器件可广泛用于逻辑系统、电子仪器仪表、高保真电子系统及其它需要稳定电压源的各种电子设备中[11]。其主要特点是：
1 输出能力可达1A 。 内含短路限流保护、过压保护和过热保护。 采用带隙基准源结构，器件的温度漂移小，噪声低。
2 采用TO-220型三引线单列塑料封装。不需外接元件，使用方便。 CW7805的工作各种参数如表3.1：
表3.1 CW7805工作参数
参数名称
符号/单位
CW7805
输出电压
)(0V U
固定+5
最小输入电压与输出电压差
)
((min 0V U U I ） 2-3
最大输入电压
）
（V U I max 35
最大输出电流
)(A I OM
1.5
3.4.2可调稳压电路工作原理及其设计
当电网电压或负载电流发生变化时，滤波电路输出的直流电压的幅值也将随之变化，因此，稳压电路的作用是使整流滤波后的直流电压基本上不随交流电网电压和负载的变化而变化。利用二极管的单向导电性组成整流电路，可将交流电压变为单向脉动电压[10]。本次为便于分析整流电路，把整流二极管当作理想元件，即认为它的正向导通电阻为零，而反向电阻为无穷大。但在实际应用中，应考虑到二极管有内阻，整流后所得波形，其输出幅度会减少0.6~1V ，当整流电路输入电压大时，这部分压降可以忽略。但输入电压小时，例如输入为3V ，则输出只有2V 多，需要考虑二极管正向压降的影响。
由图3.8可知道，为了满足稳压电源设计的最大输出电流500mA 的要求，可调稳压电路选用集成三端稳压器CW7805组成，该稳压器的组大输出电流可达1.5A ，稳压系数、输出电阻、纹波大小等性能指标均能满足设计要求。
R3
R2
R4R1
LM324
+15V
-15V
VCC VCC U0
Vin
1
2
Vo u t
3
GND
CW 7805
UiN
Up Un
UI
图3.8 稳压电路基本框图
设运算放大器为理想器件，则有：
)
(122R R U R U IN
P +=
)
(5433
0R R R U U IN +-=
所以，输出电压满足如下关系式：
)
(5)(433
2120R R R R R R U U IN ++
+=
令Ω====K R R R R 1,04341，则得到公式3.3
IN U U +=50 （3.3）
由此可见，i U 与IN U 成线性关系，当IN U 变化时，输出电压也相应改变，若要求输出电压进增或减，IN U 步进增或减即可。 3.5 辅助电源设计
本次设计的数控直流稳压电源需要不少外在的稳压电源提供电压，如D/A 转换器，稳压电路和数字控制电路都需要外在的直流电源供电，因此本次设计的辅助电源主要实现+15V ，-15V ，和+5V 以便于对各个部分的电路提供电压。如D/A 转换器所需的V 15±，数字控制电路所需的+5V 和稳压电路所需的V 15±。对于辅助电源的设计我主要采用了整流滤波电路和CW7805、CW7815、CW7915集成三端稳压器进行实现[12]。其电路如图3.9所示。
12
3
4
470uf
0.033uf
220uf 0.033uf
470uf 220uf 0.033uf
0.033uf
100uf
Vin
1
2
Vout
3G N D
CW 7915
Vin
1
2
Vout
3
GND
CW 7815Vin
1
2
Vout
3
GND
CW 7805
~220V
U2
U2
18V
+15V
+5V -15V
图3.9 辅助电源电路图
通过整流滤波电路将交流电转变为稳压直流电，然后通过三端集成稳压器CW7805、CW7815、CW7915获得固定输出电压，进而对D/A 转换器，稳压电路和数字控制电路各个部分所需要的固定电压进行定点输送。
4总体电路设计
将上述各单元电路连接起来就会得到整体电路原理图如图4.1所示。
1
2
3
4
~220V
20V
U2
LM324
+15V
-15V
LM32410K
1M 10K 20K
R
2R
5.1K
4R
S2
减
S1
增
100K 10K
LM3248R
R=20K
Q0
Q1Q2Q3Rd
LD +15V -15V
150K
150K
10K 10K
CP
CP
1u f
1u f
1
2
3
7
9
74LS193
CD453813
+5V
12
4
115+5V
+5V
+5V
VCC
VCC VCC
VCC VCC VCC
VCC
VCC U0
D0
D1D2D3Vin
1
2
Vout
3
GND
CW7805
VCC VCC
VCC
VCC
-15V
-15V
+15V
+15V
图4.1 整体电路图
图4.1中将辅助电源的各部分电压相应的接入到整体电路中所需要的对应的电压中去，因此，当想调节数控直流稳压电源的电压值时，按动如图中的S1或者S2经过CD4538单脉冲产生器产生脉冲进入到74LS193中产生了数字信号，由74LS193的Q 0、Q 1、Q 2、Q 3引脚将信号输送到D 0、D 1、D 2、D 3进而通过D/A 转换电路将数字信号转化为模拟信号IN U ,由于稳压电路中的i U 与IN U 成线性关系，因此促进i U 也改
变，要使i U 改变就要通过整流滤波电路将交流电转变成需要的直流电压，以完成电路的稳定。由前文公式3.3可知最终的所得的电压IN U U +=50，通过IN U 的改变可完成本次设计的要求使稳压直流电源能在5-15V 之间改变。完成了输出直流电压能步进调节，由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增和减[13]。
基于单片机的数控直流稳压电源
基于单片机的数控直流稳压电源 一、引言 （1）题目要求： 利用LM317三端稳压器，设计制作一个数控稳压电源，要求： 1、输出电压：2-15V，步进0.1V，纹波≤10mV； 2、输出电流0.5A； 3、输出电压值由数码管显示，由“+”、“-”键分别控制输出电压的步进 （2）概况：直流稳压电源是电子技术常用的设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域。传统的多功能直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。普通直流稳压电源品种很多．但均存在以下问题：输出电压是通过粗调（波段开关)及细调(电位器)来调节。这样，当输出电压需要精确输出，或需要在一个小范围内改变时（如 1.02~1．03V)，困难就较大。另外，随着使用时间的增加，波段开关及电位器难免接触不良，对输出会有影响。常常通过硬件对过载进行限流或截流型保护，电路构成复杂，稳压精度也不高。本文设计了一种以单片机为核心的智能化高精度简易直流电源，克服了传统直流电压源的缺点，具有很高的应用价值。 二、系统设计 （1）方案论证： 方案：采用单片机控制此方案采用 AT89C51单片机作为整机的控制单元，通过改变输入数字量来改变输出电压值。这里主要利用单片机程控输出数字信号，经过 D /A 转换器( DA0832)输出模拟量，然后使用运算放大器把电
流转换成电压，在通过三段稳压器LM317使得输出电压和输出电流达到稳压的目的。 方案论证： 1、输出模块：使用运算放大器做前级的运算放大器，由于运算放大 器具有很大的电源电压抑制比，可以减少输出端的纹波电压。使用LM317做电流稳压器，把电流稳定到0.5A。 2、数控模块：采用AT89C51单片机完成整个数控部分的功能，同 时,AT89C51作为一个智能化的可编程器件，便于系统功能的扩展。 3、显示模块：本来准备使用液晶显示，可是想想我们的层次不够， 液晶现实的额程序不会写，只能退而其次，选择使用单片机通过锁存器控制8段LED数码管直接显示，这样可以精确的显示输出电压。 （2）系统结构： 系统结构设计图如上图所示。该系统主要由单片机最小控制系统、显示电路、独立按键、D/A转换电路、放大电路和稳压电路组成。单片机设定预输出值，并可以通过独立键盘改变单片机的预设值。然后通过DAC0832转化为模拟量，再经过运算放大和稳压稳流电路最后输出预设电压值，通过LED显示能够直观的看到预设值。因为器材原因，我们设计的稳压电源采用的是外部稳压器提供的电源。这样虽然算不上是一个完整的数控直流稳压电源，但是，除了这点，我们设计的电源基本已经复合要求。
数控机床单片机控制系统设计
简易数控机床控制系统设计 学号：0601302009 专业：机械电子工程姓名：浦汉军 2007，9，10 南宁任务： 设计以单片机为控制核心的简易数控机床的数字程序控制器。要求 1、能用键盘控制工作台沿+X、-X、+Y、-Y向运动，以校正工作台位置。 2、可用于加工直线和圆弧。 3、在运行过程中可人工干预而紧急停车。 4、能实现越界报警。 5、可与PC机通讯。 总体方案设计 一、数控系统硬件电路设计 选用MCS-51系列的8031CPU作为数控系统的中央处理机。外接一片EPROM用于存放控制程序、固定批量生产的工件加工程序和数据，再选用一片8kb的6264RAM作为存放试制工件或小批量生产的工件加工程序和数据。由于系统扩展，为使编程地址统一，采用74LS138译码器完成译码法对扩展芯片进行寻址的功能。还要考虑机床与单片机之间的光电隔离、功率放大电路。其设计框图如下图所示： 图1.1 总体设计框图 工作原理：单片机系统是机床数控系统的核心，通过键盘输入命令，数控装置送来的一系列连续脉冲通过环形分配器、光电耦合器和功率放大器，按一定的顺序分配给步进电动机各相绕组，使各相绕组按照预先规定的控制方式通电或断电，这样控制步进电动机带动工作台按照指令运动。1．各单元电路设计
CE ：片选信号，低电平有效，输入 ：读信号，低电平有效，输入 PGM ：编程脉冲输入端，输入 Vpp ：编程电压(典型值为12.5V) Vcc ：电源(+5V) GND ：接地(0V) D 011 D 112D 213D 315D 416D 517D 618D 719A 010A 19A 28A 37A 46A 55A 64A 73A 825A 924A 1021A 1123A 12 2 G N D 14C E 20 PG M 27V c c 28V p p 1 N C 26 O E 22 2764 输出允 许编程 逻辑 译 码 输出缓冲 256 256存储矩阵 A12 A11 ``` A0 OE PGM CE D0 ``` D7
数控直流电源设计
数控直流电源设计报告 模拟电路部分 第一部分系统设计 1.1 设计题目及要求 1)当输入交流电压为220v±10%时，输出电压在3-13v可调； 2)额定电流为0.5A，且纹波不大于10mV； 3)使用按键设定电压，同时具有常用电平快速切换功能（3v、5v、6v、 9v、12v），设定后按键可锁定，防止误触； 4)显示设定电压和测量电压，显示精度为0.01v。 1.2 总体设计方案 1.2.1设计思路 题目要求制作一个简易的可编程直流稳压电源，而我负责的是基础部分，即是电源。而要使得家用交流220v电压变成v、5v、6v、9v、12v的直流电压必然要先经过变压器将电压变小，再经过整流电路、滤波电路和稳压电路才能得到稳定的之路电压。于是基本功能部分全部电路由四部分组成：整流电路、滤波电路、稳压电路、稳压值选择电路、芯片供电电源。 1.2.2设计方案及论证比较 一、整流电路 方案： 1. 半波整流电路，用一支二极管就能构成，简单易行。所用元件数量极少，但是它只利用了交流电压的半个周期，所以输出电压低，交流分量大，效率低。因此这种电路只适合用于整流电流较小，对纹波电压（脉动）要求不高的场合。
2.全波整流，采用单线桥式整流电路。由四只二极管构成，具有输出电压高、纹波电压小、变压器利用率高等优点。 综上所述，虽然单线桥式整流电路所用到的元件较多，但由于元件成本并不高，加之性能大大优于半波整流电路，故选择后者。 二、滤波电路 方案： 1. 电容滤波。在电路中，当有电压加到电容器两端的时候，便对电容器充电，把电能储存在电容器中；当外加电压失去（或降低）之后，电容器将把储存的电能再放出来。充电的时候，电容器两端的电压逐渐升高，直到接近充电电压；放电的时候，电容器两端的电压逐渐降低，直到完全消失。电容器的容量越大，负载电阻值越大，充电和放电所需要的时间越长。这种电容带两端电压不能突变的特性，正好可以用来承担滤波的任务。 2.电感滤波。利用电感对交流阻抗大而对直流用抗小的特点，可以用带铁芯的线圈做成滤波器。电磁滤波输出电压较低，相输出电压波动小，随负载变化也很小，适用于负载电流较大的场合。 3复式滤波。把电容按在负载并联支路，把电感或电阻接在串联支路，可以组成复式滤波器，又叫π型滤波器。由电磁与电容组成的LC滤波器，其滤波效能很高，几乎没有直流电压损失，适用于负载电流较大、要求纹波很小的场合。但是，这种滤波器由于电感体积和重量大（高频时可减小），比较笨重，成本也较高，一般情况下使用得不多。由电阻与电容组成的RC滤波器结构简单，能兼起降压、限流作用，滤波效能也较高，是最后用的一种滤波器。 综合考虑，由于实验室没有提供电感元件，而且电容滤波完全可以得到较好的
电子设计大赛—简易数控直流稳压电源
一、项目参加人员、负责内容以及技术特长： 二、项目背景 数控直流稳压电源是电子技术常用的设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域。传统的多功能直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。普通直流稳压电源品种很多, 在家用电器和其他各类电子设备中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。但在实际生活中，都是由220V 的交流电网供电。这就需要通过变压、整流、滤波、稳压电路将交流电转换成稳定的直流电。滤波器用于滤去整流输出电压中的纹波，一般传统电路由滤波扼流圈和电容器组成，若由晶体管滤波器来替代，则可缩小直流电源的体积，减轻其重量，且晶体管滤波直流电源不需直流稳压器就能用作家用电器的电源，这既降低了家用电器的成本，又缩小了其体积，使家用电器小型化。 电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。电源在使用时会造成很多不良后果，世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。只有满足产品标准，才能够进入市场。 随着经济全球化的发展，满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。数控电源是从80年代才真正的发展起来的，期间系统的电力电子理论开始建立。这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。在以后的一段时间里，数控电源技术有了长足的发展。但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。因此数控电源主要的发展方向，是针对上述缺点不断加以改善。单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。新的变换技术和控制理论的不断发展，各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用，到90年代，己出现了数控精度达到0.05V的数控电源，功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。目前在电力电子器件方面，几乎都为旋纽开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦。随着人们生活水平的不断提高,数字化控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数控制直流稳压电源就是一个很好的典型例子。但人们对它的要求也越来越高,要为现代人工作、科研、生活提供更好的更方便的设施，就需要从数字电子技术入手，一切向数字化和智能化方向发展。
简易数控直流电源设计-参考模板
课程设计任务书 2015—2016学年第二学期 专业：电子信息工程（电子技术应用方向）学号：1401020023姓名：钮豪 课程设计名称：电子技术课程设计 设计题目：简易数控直流电源设计 完成期限：自2016 年6月13 日至2016 年 6 月26 日共 2 周 一、设计依据 本课题要求利用电子技术知识设计出一定输出电压范围和功能的数控电源。电路由数字控制部分、D/A转换部分、可调稳压部分组成。数字控制部分采用“+”“-”按键来分别调整控制输出电压步进增减，信号经过D/A转换后控制调整步进为0.1V，可输出0～+9.9V的稳定直流电压，并采用LED显示输出电压，同时预设一个复位按键来进行复位。通过本课题的练习，学生的综合知识应用能力、设计能力将有较大提高，对今后从事电子产品的研制、生产、经营维修等打下基础。 二、主要内容及要求 主要内容： 1、要求输出电压范围0～+9.9V、步进0.1V、波纹不大于10mv；输出电流500mA；输出电压值由数码管显示；由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减；同时预设一个复位按键来进行复位；可自制一个稳定直流电源（输出±15V.+5V）。 2、设计要求画出电路原理图（或仿真电路图）；元器件及参数选择；电路仿真与调试；PCB文件生成与打印输出。 3、制作要求自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。 4、撰写设计报告，写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 设计要求： 1、给出详细的总体设计方案； 2、完成各部分具体功能电路设计，包括“+”、“-”键控制的可逆计数器的设计、D/A 转换电路设计、可调输出设计、LED显示电路设计、自制稳压电源设计； 3、仿真、调试验证各部分设计的正确性； 4、整理设计成果，完成设计说明书的撰写。
简易数控电源
广西理工职业技术学院 毕业设计（论文）题目：简易数控电源 系别：电气工程系 专业班级：11机电3班 姓名：X X X 学号：20114077 指导教师：X X 二〇一三年八月二十日
摘要：数控直流稳压源就是能用数字来控制电源输出电压的大小，而且能使输出的直流电压能保持稳定、精确的直流电压源；本文介绍了利用数/模转换电路、辅助电源电路、去抖电路等组成的数控直流稳压电源电路，详述了电源的基本电路结构和控制策略；它与传统的稳压电源相比，具有操作方便、电压稳定度高的特点，其结构简单、制作方便、成本低，输出电压在1～15V之间连续可调，其输出电压大小以0.05V步进，输出电压的大小调节是通过“＋”“－”两键操作的，而且可根据实际要求组成具有不同输出电压值的稳压源电路。该电源控制电路选用89C51单片机控制主电路采用串联调整稳压技术具有线路简单、响应迅速、稳定性好、效率高等特点。最后对文章进行了总结、致谢、参考文献文章最后对数控直流电源的主要性能参数进行了测定和总结，并对其发展前景进行了展望。 关键词：单片机（MCU)；数模转换器DAC；稳压输出
Abstract: Numerical control DC voltage source is to use numbers to control the output voltage, DC voltage source and the output DC voltage to remain stable, accurate; this paper describes the use of CNC digital / analog conversion circuit, auxiliary power circuit, debounce circuit of direct current voltage stabilized power supply circuit, introduces the basic circuit the structure and control strategy of power supply; compared with the traditional manostat, has the advantages of convenient operation, high voltage stability characteristics, which has the advantages of simple structure, convenient manufacture, low cost, the output voltage is adjustable continuously between 1 ~ 15V, its output voltage to 0.05V step, the size of the output voltage is regulated by "" + "-" two key operation, and according to the actual requirements of voltage source circuit is composed of different output voltage. The power control circuit adopts 89C51 single-chip control of the main circuit adopts serial voltage regulate technology has the advantages of simple circuit, quick response, good stability, high efficiency. Finally, the article summarized, acknowledgements, references at the end of this paper, main performance parameters of the numerical control DC power supply are studied and summarized, and its development prospect. Keywords: single chip microcomputer (MCU); digital to analog converter; voltage output DAC;
数控机床的设计
目录 一、设计目的 二、设计要求 三、设计的内容和步骤 （一）总体设计方案 （二）机械部分改装设计 ①设计机构的性能要求 ②待改装钻床型号的确定 ③控制方式的确定 ④伺服系统的确定 ⑤工作台参数的初步选定 ⑥导轨的选型思路 ⑦滚珠丝杠选型思路 ⑧丝杠和电机连接零件的选取思路 ⑨支承座材料的选取 ⑩轴承类型的选取思路 （三）计算部分 ①确定工作台的尺寸及其重量 ②支承座参数设计 ③滚珠丝杠参数设计 ④滚动导轨参数设计 ⑤电机参数设计
⑥联轴器的选着 （四）设计总结 （五）参考文献 一、设计的目的 通过本次设计，使我们全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本内容和基本知识，初步掌握数控机床的设计方法，并学会运用手册标准等技术资料。同时培养我们学生的创新意识、工程意识和动手能力。 二、设计要求 1、改造后的钻床能够加工最大面积为200×2102 mm，最大工件重量为150kg。 2、数控XY工作台要求孔的定位精度在±0.02mm内，工作台快进速度为2.4m/min，加速时间为：0.2秒。 三、设计的内容和步骤 题目：钻床数控改装——数控XY工作台的设计 设计一套简易数控XY工作台，固定在某一钻床的工作台上。XY工作台的位置控制采用步进电机数控系统，通过上述方案将该普通钻床改装成简易的经济型数控钻床。 （一）、总体设计方案 1、机电一体化机械系统应具备良好的伺服性能（即高精度、 快速响应性和稳定性好）从而要求本次设计传动机构满足以 下几方面：
（1）转动惯量小在不影响机械系统刚度的前提下，传动机构的质量和转动惯量应尽量减小。否则，转动惯量大 会对系统造成不良影响，机械负载增大；系统响应速度 降低，灵敏度下降；系统固有频率减小，容易产生谐振。 所以在设计传动机构时应尽量减小转动惯量。 （2）刚度大刚度是使弹性体产生单位变形量所需的作用力。大刚度对机械系统而言是有利的：①伺服系统动力 损失随之减小。②机构固有频率高，超出机构的频带宽 度，使之不易产生共振。③增加闭环伺服系统的稳定性。 所以在设计时应选用大的刚度的机构。 （3）阻尼合适机械系统产生共振时，系统的阻尼增大，其最大振幅就越小且衰减也快，但大阻尼也会使系统的 稳态误差增大，精度降低，所以设计时，传动机构的阻 尼要选着适当。 此外还要求摩擦小（提高机构的灵敏度）、共振性好（提 高机构的稳定性）、间隙小（保证机构的传动精度），特 别是其动态特性应与伺服电动机等其它环节的动态特 性相匹配。 2、将普通钻床改装成数控钻床，是一项技术性很强的工作。必 须根据加工对象的要求和加工数量的大小实际情况，确定切 实可行的技术改造方案，搞好机床的改造设计。进行改造的 可行性分析，针对某台钻床或钻床的某一部分的现况确定改
简易数控直流稳压电源设计
1 引言 随着对系统更高效率与更低功耗的需求,电信与通信设备的技术更新推动电源行业中直流/直流电源转换器向更高灵活性与智能化方向发展。整流系统由以前的分立元件与集成电路控制发展为微机控制,从而使直流电源智能化,具有遥测、遥信、遥控的三遥功能,基本实现了直流电源的无人值守设计的直流稳压电源主要由单片机系统、键盘、数码管显示器、指示灯及报警电路、检测电路、D/A 转换电路、直流稳压电路等几部分,直流稳压电源就是最常用的仪器设备。 2 简易数控直流稳压电源设计 2、1 设计任务与要求 设计并制作有一定输出电压调节范围与功能的数控直流稳压电源。基本要求如下: 1．输出直流电压调节范围3~15V,纹波小于10mV 2．输出电流为止500m A、 3．稳压系数小于0、2。 4．直流电源内阻小于0、5Ω。 5．输出直流电压能步进调节,步进值为1V。 6．由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增的减。 2、2 设计方案 根据设计任务要求,数控直流稳压电源的工作原理框图如图1所示。主要包括三大部分:数字控制部分、D/A变换器及可调稳压电源。数字控制部分用+、-按键控制一可逆二进制计数器,二进制计数器的输出输入到D/A变换器,经D/A变换器转换成相应的电压,此电压经过放大到合适的电压值后,去控制稳压电源的输出,使稳压电源的输出电压以1V的步进值增或减。 图1简易数控直流稳压电源框图
2、3 电路设计 2.3.1 整流、滤波电路设计 首先确定整流电路结构为桥式电路;滤波选用电容滤波。电路如图2所示。 图2 整流滤波电路 电路的输出电压U I 应满足下式:U ≥U omax +(U I -U O )min+△U I 式中,U omax 为稳压电源输出最大值;(U I -U O )min 为集成稳压器输入输出最小电压差;U RIP 为滤波器输出电压的纹波电压值(一般取U O 、(U I -U O )min 之与的确良10%);△U I 为电网波动引起的输入电压的变化(一般取U O 、(U I -U O )min 、U RIP 之与的10%)。 对于集成三端稳压器,当(U I -U O )min=2~10V 时,具有较好的稳压特性。故滤波器输出电压值:U I ≥15+3+1、8+1、98≥22(V),取UI=22V 、根据UI 可确定变压器次级电压 U 2。 U 2=U I / 1、1～1、2≈(20V) 在桥式整流电路中,变压器,变压器次级电流与滤波器输出 电流的关系为:Ｉ2=(1、5～2)I I ≈(1、5～2)I O =1、5×0、5=0、75(A)、取变压器的效率η＝0、8,则变压器的容量为 P=U 2I 2/η=20×0、75/0、8=18、75(W) 选择容量为20W 的变压器。 因为流过桥式电路中每只整流三极管的电流为 I D =1∕2I max =1/2I Omax =1/2×0、5=0、25(A) 每只整流二极管承受的最大反向电压为 )(31%)101(202max 2V U U RM ≈+??== 选用三极管IN4001,其参数为:I D =1A,U RM =100V 。可见能满足要求。 一般滤波电容的设计原则就是,取其放电时间常数R L C 就是其充电周期的确2～5倍。对于桥式整流电路,滤波电容C 的充电周期等于交流周期的一半,即
ZY-简易数控直流电源.doc
C题：简易数控直流电源 一、任务 设计并制作具有一定输出电压范围和功能的数控直流电源。 二、要求 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。 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 三、评分意见 数据分析 单位：V 负载电阻：50Ω/2W
简易数控直流电源（C题） 作者：胡泽志、黄晓岚、严军摘要：
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。 关键词：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A VR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 6)输出电压：范围－5V～＋5V，步进0.1V，纹波≤10mV。 7)输出电压可预置在－5V～＋5V之间的任意一个值。 8)输出电流≤500mA。 9)数字显示输出电压值和电流值。 10)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
数控机床系统设计(1)
红字的意思是没找到答案，蓝字的意思是不确定；有错别字不负责啊。。。学渣整理，此资料仅供参考╮(╯▽╰)╭ 一 ⒈数控机床通常由哪几部分组成？各部分的作用和特点是什么？ 控制介质 作用：在数控机床加工时，携带和传输所需的各种控制信息。 特点：是存储数控加工所要的全部动作和刀具相对于工件位置信息的媒介物，它记载着零件的加工程序。 数控装置 作用：是数控机床的核心，它根据输入的程序和数据，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、 运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床的各个部分，进行规定的、有序的动作。 特点：可分为普通数控系统NC 和计算机数控系统CNC 两类。 伺服机构 作用：根据数控装置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度、方向和位移。 特点：由伺服驱动电路和伺服驱动装置组成，与机床上的执行部件和机械部件组成数控机床的进给系统。 机械部件 作用：包含有主运动部件、进给运动执行部件、拖板和传动部件等。 特点：传动结构要求更为简单，精度、刚度、抗震性等方面要求更高，且其传动和变速系统要便于实现 自动化控制。 ⒉简述数控机床的分类 按运动方式分 点位控制系统：需要从一点准确的移动到另一点，移动过程不需要切削； 点位直线控制系统：需要从一点准确的移动到另一点，且运动轨迹为直线，移动部件在移动过程中 进行切削； 轮廓控制系统：需要从一点准确的移动到另一点，并能控制将零件加工成一定的轮廓形状。 按控制方式分 开环控制系统：不具有反馈装置，系统精度较低； 半闭环控制系统：具有角位移检测装置，定位精度较高，调试方便，稳定性好； 闭环控制系统：具有直线位置检测装置，具有检测、比较和反馈装置，定位精度高，但结构复杂。 按数控系统的功能水平分：低、中、高档次 ⒊什么是开环、半闭环和闭环控制系统？其特点是什么？适用于什么场合？ ①开环控制系统是指不带反馈装置的控制系统；特点是不能进行误差校正，因此系统精度较低；适用于低精度要求 的数控机床。 ②半闭环控制系统是在开环控制系统的伺服机构中装有角位移检测装置的控制系统；特点是调试方便，稳定性好精 度较高；目前应用较为广泛。 ③闭环控制系统是在机床移动部件位置上直接装有直线位置检测装置的控制系统；特点是定位精度高，调试维修较 为困难；适用于精度要求高的数控机床。 ⒋脉冲当量、定位精度和重复定位精度的含义是什么？ 脉冲当量：数控装置每发出一个脉冲信号，反映到机床位移部件上的移动量。 定位精度：数控机床工作台等移动部件在确定的终点所到达的实际位置的精度。 重复定位精度：在同一台数控机床上，应用相同程序、相同代码加工一批零件，所得到的连续结果的一致程度。⒌数控轴数与联动轴数的区别。 控制轴即机床数控装置能够控制轴的数目，而联动轴即同时控制多个轴的运动。数控轴数越多，功能就越强，机床 的复杂程度和技术含量也越高；联动轴数越多，机床控制和编程难度越大。 ⒎数控车床床身和导轨有几种布局形式？每种布局形式的特点是什么？ 有四种布局形式 ①平床身：工艺性好，便于导轨面的加工； ②斜床身：排屑方便，便于安装自动排屑器，操作方便，易于实现单机自动化和封闭式防护； ③平床身斜滑板：工艺性好，排屑方便； ④立床身：排屑最为方便。二⒈数控机床设计方案的特点是什么？ 设计手段计算机化；设计方法综合化；设计对象系统化；设计问题模型化；设计过程程式化与并行化。 、管路敷设技术通过管线敷设技术不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。 、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。
简易数控直流稳压电源设计
1引言 随着对系统更高效率和更低功耗的需求，电信与通信设备的技术更新推动电 源行业中直流/直流电源转换器向更高灵活性和智能化方向发展。整流系统由以 前的分立元件和集成电路控制发展为微机控制， 从而使直流电源智能化，具有遥 测、遥信、遥控的三遥功能，基本实现了直流电源的无人值守设计的直流稳压电 源主要由单片机系统、键盘、数码管显示器、指示灯及报警电路、检测电路、D/A 转换电路、直流稳压电路等几部分，直流稳压电源是最常用的仪器设备。 2简易数控直流稳压电源设计 2.1设计任务和要求 设计并制作有一定输出电压调节范围和功能的数控直流稳压电源。基本要 求如下： 1. 输出直流电压调节范围3~15V,纹波小于10mV 2. 输出电流为止500m A. 3 .稳压系数小于0.2。 4. 直流电源内阻小于0.5 Q 。 5. 输出直流电压能步进调节，步进值为 6. 由“ +”、“- ”两键分别控制输出电压步 进增的减。 2.2设计方案 根据设计任务要求，数控直流稳压电源的工作原理框图如图 要包括三大部分：数字控制部分、 D/A 变换器及可调稳压电源。数字 控制部 分用+、-按键控制一可逆二进制计数器，二进制计数器的输出输入到 D/A 变 换器，经D/A 变换器转换成相应的电压，此电压经过放大到合适的电压值后， 去控制稳压电源的输出，使稳压电源的输出电压以 1V 的步进值增或减。 1V 。 1所示。主 命压调￡电蜡
图1简易数控直流稳压电源框图
2.3电路设计 2.3.1整流、滤波电路设计 首先确定整流电路结构为桥式电路；滤波选用电容滤波。电路如图所示。 式中，U max为稳压电源输出最大值；(U-U o) min为集成稳压器输入输出最小电压差； U Rip为滤波器输出电压的纹波电压值(一般取U O、( U-U o) min 之和的确良10% ；△ U为电网波动引起的输入电压的变化(一般取U O (U-U o) min、U Rip之和的10%。 对于集成三端稳压器，当(U-U o) min=2~10V时，具有较好的稳压特性。故滤波器输出电压值：U > 15+3+1.8+1.98 >22(V),取UI=22V.根据UI可确定变压器次级电压U2。U 2=U/ 1.1 ?1.2 ~(20V) 在桥式整流电路中，变压器，变压器次级电流与滤波器输出电流的关系为：1 2=(1.5 ?2)I I~ (1.5 ?2)I O=1.5 X 0.5=0.75(A).取变压器的效率耳= 0.8,则变压器的容量为 P=U 2I2/ n =20X 0.75/0.8=18.75(W) 选择容量为20W的变压器。 因为流过桥式电路中每只整流三极管的电流为 I D=1 / 2I maX=1/2I OmaX=1/2 X 0.5=0.25(A) 每只整流二极管承受的最大反向电压为 U RM max 42 20 (1 10%) 31(V) 选用三极管IN4001，其参数为：I D=1A,U=100\A可见能满足要求。 一般滤波电容的设计原则是，取其放电时间常数RC是其充电周期的确2?5倍。对于桥式整流电路，滤波电容C的充电周期等于交流周期的一半，即
数控直流稳压电源设计
数控直流稳压电源设计 [摘要]本文介绍了以8051单片机为控制单元，以数模转换器DAC0832输出参考电压，以该参考电压控制电压转换模块LM317的输出电压大小。该电路设计简单，应用广泛，精度较高等特点。LM317系列三端可调式集成稳压器的方法。 [关键词] 单片机（AT89C51），数模转换器（D/A），液晶，键盘
一、设计任务 设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。 二、设计要求 1.基本部分 （1）输出电压：范围0～＋15V，步进0.1V，纹波不大于40mV；（2）输入电压值由液晶显示； （3）自制键盘，可以由键盘输入电压值； （4）输出电压值在输出端用万用表测得。 2．发挥部分 （1）输出电压可预置在0～15V之间的任意一个值； （2）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）； （3）扩展输出电压种类（比如三角波等）。 图1设计示意图
目录 引言 (1) 1、设计原理与总体方案 (2) 2、硬件电路设计 (3) 2.1 DAC电路 (3) 2.2 AGC控制电路 (4) 2.3 键盘部分 (6) 2.4 显示部分 (7) 2.5 稳压输出 (8) 3、软件设计流程 (9) 4、总体设计电路 (10) 5、调试过程与结果分析 (11) 5.1调试过程 (11) 5.2结果分析 (11) 总结 (13) 参考文献 (14) 附录1 元件清单 (14) 附录 2 参考源程序…………………………………………… 15
引言 电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电源来供电。而整个稳压过程是由电源变压器、整流、滤波、稳压等四部分组成。然而这种传统的直流稳压电源功能简单、不好控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。普通的直流稳压电源品种有很多, 但均存在以下二个问题: 输出电压是通过粗(波段开关) 及细调(电位器)来调节。这样, 当输出电压需要精确输出, 或需要在一个小范围内改变时,困难就较大。另外, 随着使用时间的增加, 波段开关及电位器难免接触不良, 对输出会有影响。稳压方式均是采用串联型稳压电路, 对过载进行限流或截流型保护, 电路构成复杂,稳压精度也不高。传统的直流稳压电源通常采用电位器和波段开关来实现电压的调节，并由电压表指示电压值的大小。因此，电压的调整精度不高，读数欠直观，电位器也易磨损。 而基于单片机控制的直流稳压电源能较好地解决以上传统稳压电源的不足。利用数控直流电源，可以达到每步0.04 V的精度，输出电压范围0-15V。。
简易数控直流稳压电源设计
简易数控直流稳压电源设计 一、设计任务和要求 设计并制作有一定输出电压调节范围和功能的数控直流稳压电源。基本要求如下：1．输出直流电压调节范围5~15V，纹波小于10mV 2．输出电流为止500m A. 3．稳压系数小于。 4．直流电源内阻小于Ω。 5．输出直流电压能步进调节，步进值为1V。 6．由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增的减。 二、设计方案 根据设计任务要求，数控直流稳压电源的工作原理框图如图1所示。主要包括三大部分：数字控制部分、D/A变换器及可调稳压电源。数字控制部分用+、-按键控制一可逆二进制计数器，二进制计数器的输出输入到D/A变换器，经D/A变换器转换成相应的电压，此电压经过放大到合适的电压值后，去控制稳压电源的输出，使稳压电源的输出电压以1V的步进值增或减。 图1简易数控直流稳压电源框图 三、电路设计 1．整流、滤波电路设计 首先确定整流电路结构为桥式电路；滤波选用电容滤波。电路如图2所示。
图2 整流滤波电路 电路的输出电压U I 应满足下式：U ≥U omax +（U I -U O ）min+△U I 式中，U omax 为稳压电源输出最大值；（U I -U O ）min 为集成稳压器输入输出最小电压差；U RIP 为滤波器输出电压的纹波电压值（一般取U O 、（U I -U O ）min 之和的确良10%）；△U I 为电网波动引起的输入电压的变化（一般取U O 、（U I -U O ）min 、U RIP 之和的10%）。 对于集成三端稳压器，当（U I -U O ）min=2~10V 时，具有较好的稳压特性。故滤波器输出电压值：U I ≥15+3++≥22(V),取UI=22V.根据UI 可确定变压器次级电压 U 2。 U 2=U I / ～≈(20V) 在桥式整流电路中，变压器，变压器次级电流与滤波器输出 电流的关系为：Ｉ2=～ 2)I I ≈～2)I O =×=(A).取变压器的效率η＝,则变压器的容量为 P=U 2I 2/η=20×=(W) 选择容量为20W 的变压器。 因为流过桥式电路中每只整流三极管的电流为 I D =1∕2I max =1/2I Omax =1/2×=(A) 每只整流二极管承受的最大反向电压为 )(31%)101(202max 2V U U RM ≈+??== 选用三极管IN4001，其参数为：I D =1A ，U RM =100V 。可见能满足要求。 一般滤波电容的设计原则是，取其放电时间常数R L C 是其充电周期的确2～5倍。对于桥式整流电路，滤波电容C 的充电周期等于交流周期的一半，即 R L C ≥（2～5）T/2=2～5/2f, 由于ω＝2πf,故ωR L C ≥(2～5)π,取ωR L C ＝3π则 C=3π/ωR L 其中R L =U I /I I ，所以滤波电容容量为C ＝3πI I /2πfU I ＝(3π×/ 2π×50×22＝×103 (μF) 取C=1000μF 。电容耐压值应考虑电网电压最高、负载电流最小时的情况。 U Cmax =×2U 2max =×2×20≈(V) 综合考虑波电容可选择C=1000μF ，50V 的电解电容。另外为了滤除高频干扰和改善电源的动态特性，一般在滤波电容两端并联一个～μF 的高频瓷片电容。 2．可调稳压电路设计 为了满足稳压电源最大输出电流500mA 的要求，可调稳压电路选用三端集成稳压器CW7805，该稳压器的最大输出电流可达 1.5A ，稳压系数、输出电阻、纹波大小等性能指标均能满足设计要求。要使稳压电源能在5～15V 之间调节，可采用图3所示电路。
数控直流电源设计
数控直流电源设计 系统采用单片机技术与开关电源技术相结合，由升压电路、电压与电流采样电路和信号放大电路构成数字化直流电源。实现对输出电压与电流的设置，同时通过AD采样控制校正电压，从而有效的提高该电源电压及电流的输出精度。 标签：数控显示；恒压；恒流 Abstract：The digital DC power supply is composed of boost circuit，voltage and current sampling circuit and signal amplifying circuit，to achieve the output voltage and current settings and correct voltage through AD sampling control，so as to effectively improve the power supply voltage and current output accuracy. Keywords：numerical control display；constant voltage；constant current 1 概述 直流电源是提供稳定直流电压电流的电源装置。当外界电网电源产生波動或电网阻抗特性发生变化时，该电源仍能使输出电压/电流保持恒定的值[1]。采用数字控制方式可以引入一些智能控制算法，使电源的性能更好，自动化程度更高[2]。通过数字控制方式可以在线修改控制算法，而不必改硬件线路，使系统升级方便；也易于组成高可靠性的多模块开关电源并联运行系统，实现自动分流和按比例分流[3]。 2 系统结构 系统通过单片机产生PWM信号，由于单片机产生的PWM信号无法直接驱动MOS管，故需要通过UCC3803芯片（UCC3803芯片是低功率BiCMOS电流模式PWM芯片）驱动MOS管，完成直流升压斩波的原理设计，在直流升压的同时，通过电压电流采样技术取得直流电源的电流值与电压值，使用单片机STM8进行数据采集与显示。整个系统硬件分为5个部分，分别为：直流电源滤波部分、PWM信号产生部分、斩波升压部分、电流电压采集部分和STM8显控部分；软件主要为STM8单片机的控制部分[4-5]。如图1所示。 首先通过LC滤波电路对直流电源进行滤波处理，其次，电源信号通过斩波升压得到所需要的升压后电压值；其中PWM信号由单片机STM8S产生，芯片UCC3803对PWM信号的占空比进行反馈比较，驱动MOS管；电压与电流的显示是通过电压采集与电流采集电路获取，电压与电流值本身为较为微弱的模拟信号，通过使用TLC2272型号芯片的运算放大器对其进行放大后再通过单片机的ADC模拟接口去采集；显示部分使用单片机的IO口去驱动74HC595D芯片，从而完成显控部分的设计。 3 软件设计
数控直流电源设计
数控直流稳压电源1)输出电压：范围0~+9.9V，步进0.1V，纹波不大于8mV。2）输出电流：500mA。 3）输出电压值用数码管LED显示。 4）用+、—两键分别控制输出电压的步进增减。 5）为实现上述几个部件工作，自制一台稳压直流电源，输出+ 、-15V、+5V。 发挥部分：1）输出电压可预置在0~9.9V之间的任何一个值。 2）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）。 3）扩展输出电压种类（如三角波等）。 #include