基于一種數(shù)字可調(diào)級(jí)步進(jìn)式穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)

本數(shù)字可調(diào)級(jí)步進(jìn)式穩(wěn)壓電源將數(shù)字技術(shù)作為源電源電路控制部分，以脈沖信號(hào)作同步可持續(xù)調(diào)諧，具有穩(wěn)定控制和連續(xù)選擇性能。其組織結(jié)構(gòu)由數(shù)控電路、D／A數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、可調(diào)穩(wěn)壓電路以及供電電路組成。技術(shù)指標(biāo)為：輸出直流電源調(diào)節(jié)范圍為5～20 V，波紋小于10；穩(wěn)壓系數(shù)小于0.2；輸出電流為500 mA，數(shù)字可調(diào)級(jí)穩(wěn)壓電源方塊如圖1所示。

1 數(shù)字可調(diào)級(jí)穩(wěn)壓電路的設(shè)計(jì)

可選用IN4001型整流二極管，選用容量為1 000 μF，耐壓50 V的濾波電容可濾除高頻干擾、改善動(dòng)態(tài)性能，并聯(lián)電容選用0.01～0.1 μF高頻瓷片電容。

集成穩(wěn)壓器可選用CW7805型三端穩(wěn)壓器，其最大輸出電流可達(dá)1.5 A，能夠滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。穩(wěn)壓調(diào)整控制端接有兩級(jí)運(yùn)算放大器，形成調(diào)整端與輸出端的電壓步進(jìn)增減關(guān)系，由電路得知：

2 數(shù)字可調(diào)級(jí)D／A數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)

數(shù)字可調(diào)級(jí)D／A數(shù)模轉(zhuǎn)換電路主要是將數(shù)字控制電路發(fā)出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電壓步進(jìn)控制，其電路采用4位DAC權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)，其輸入信號(hào)是由數(shù)字控制端的數(shù)碼輸出信號(hào)接入，設(shè)輸入信號(hào)的高、低電平分別為VH=5 V，VL=0 V，由電路得知：

3 數(shù)字可調(diào)級(jí)電路的設(shè)計(jì)

數(shù)字可調(diào)級(jí)電路是數(shù)字可調(diào)級(jí)穩(wěn)壓電源的控制電路，它利用數(shù)字電路的快捷傳輸脈沖作用，最終控制輸出電壓的取值，其電路采用74LS193雙時(shí)鐘4位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器，在同步脈沖CP+和CP-的作用下，計(jì)數(shù)器做增／減數(shù)字輸出，以調(diào)節(jié)控制D／A數(shù)模轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換。脈沖電路由雙穩(wěn)態(tài)集成電路74LS123構(gòu)成，有雙觸發(fā)鍵控制正負(fù)脈沖，每當(dāng)按一次按鈕時(shí)，脈沖電路便會(huì)輸出一個(gè)0.1 s的單脈沖以控制計(jì)數(shù)器的脈沖CP+和CP-的輸入端，產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)，如圖2所示。

4 各電路供電電源的設(shè)計(jì)

在電路中，運(yùn)算放大器和數(shù)字電路都需要有單獨(dú)的供電電源，運(yùn)算放大器所需要的電源電壓為±15 V，可選用三端集成穩(wěn)壓器CW7815和CW7915；數(shù)字電路所需電源為5 V，可選用三端集成穩(wěn)壓器CW7805，三部穩(wěn)壓器均由變壓、整流電路同時(shí)供電，濾波電容選用容量為470μF，耐壓50 V的電解電容，并聯(lián)電容選用0.033μF高頻瓷片電容，電路的設(shè)計(jì)如圖3所示。

5 結(jié) 語(yǔ)

本設(shè)計(jì)在此框架內(nèi)可根據(jù)用電氣需要適度放寬變壓范圍，在電路整體安裝時(shí)應(yīng)盡量減少占有空間、緊湊結(jié)合、縮小體積結(jié)構(gòu)。在用電器使用時(shí)，首先應(yīng)確定電源部分正常再接人電路中使用。在一般電源出現(xiàn)故障后若是初級(jí)電路問題可能會(huì)導(dǎo)致穩(wěn)壓輸出增高，致使用電器損壞。所以，保護(hù)使用好電源是保證用電器長(zhǎng)久使用的重要方面。本電源在實(shí)驗(yàn)中各技術(shù)指標(biāo)均能達(dá)到良好狀態(tài)。