数字显示连续可调直流稳压电源设计
数字显示连续可调直流稳压电源设计[20200128195548]
【摘要】
电子设备都须在电源电路的支持下正常工作，我们常用的稳压电源包括交流和直流。这些电源电路的样式和复杂的程度各不相同，因此，学习和了解电源的制作原理和技术应用对于我们的生产生活和发展都具有积极性的意义。
本文主要是设计并制作数字显示连续可调直流稳压电源，电源作为微型启动机，具有可调电压，调压范围为-12V～+12V,而且具备了显示的功能，这种电源价格便宜，电路简单，使用更加方便、安全，稳定性高。应用了7812及7912芯片组成的稳压电源的电源模块，用ICL7107芯片组成了数显模块，通过两个模块的连接实现连续可调直流稳压功能。对于本文，我们对电源模块和数显模块的基本原理，参数计算和性能指标等进行了详细的分析和讲解。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】整流、滤波、数字显示、A/D转换器、电源模块、稳压模块
引言 1
（一） 背景 1
（二） 设计要求 1
（三） 设计目的 1
一、绪论 2
（一） 直流稳压电源的组成及各部分的作用 2
（二） 直流稳压电源的技术指标 3
（三） 描述负载变化对输出电压影响的技术指标 3
（四） 稳压电源的分类 4
二、电源总体方案确定 5
（一） 电源模块的选定 (采用三端集成稳压器电路) 5
（二） 方案的确定 5
（三） 显示模块的确定 5
三、电源模块的设计 7
（一） 三端稳压器的工作原理 7
（二） 稳压器的主要参数 7
（三） 电源模块的确定 8
（四） 电路参数的计算 9
（五） 电源电路原理图确定 10
四、数显模块的设计 12
（一） A/D转换器原理 12
（二） ICL7107简介 14
（三） ICL7107的电源供电 15
（四） 数显模块电路原理图确定 16
五、电路功能模块的连接 17
（一） 数显模块和电源模块的连接 17
（二） 总电路原理图 17
结束语 18
致谢 19
参考文献资料： 20
附录一：总电路原理图 21
附录二：PCB 22
附录三：实物图 23
引言
（一） 背景
随着人们生活水平的不断提高,数字化控制成为人们追求的目标之一,其给人们所带来的便利也是不能抹去的。其中数控直流稳压电源是一个很好例子,但人们对它的要求也越来越高,要为现代人提供更好的，更方便的设施就必须从数字电子技术着手，一切往数字化和智能化的方向发展。本文所介绍的数控直流稳压电源与传统的稳压电源比较，操作简单，电压的稳定度高，其输出的电压大小是采用数字显示的，主要用于要求电源的精度很高的设备，或者是用于科研实验电源的使用，而且此设计，没有用到单片机，只是用到了数字技术中的三端稳压器，普通运放和ILl7107驱动芯片，因此还具有控制准确率高以及制作简便的优点。
（二） 设计要求
本设计以数显模块和电源模块的连接，采用数显模块的负测量端、ICL7107芯片的21引脚与电源模块的连地端共同接地，数显模块的正测量调节滑动变阻器W2就可以得到需要的正输出电压，电压值直接显示在数显模块上。当开关打向下端时，通过调节滑动变阻器W1就能够获得需要的负输出电压，并将电压值直接显示在数显模块上。
要求及目标：
（1）输出电压：范围+12V,纹波小于等于10mV，电压值由数码管显示;
（2）输出电压连续可调，或者具有“+”“-”步进调整的功能，步进0.1V;
（3）最大输出电流Iomax=1A。
（三） 设计目的
单片机应用仿真软件，熟悉高频、数电模电知识。知道单片机芯片的应用，能够熟练的应用Protel99软件，知道元件器材，熟悉元器件的器材，能够熟练的进行焊接以及组装调试技术。通过设计可以了解、熟悉有关稳压电源开发设计的过程，并加深对稳压电源的理解和应用以及掌握单片机与外围接口的一些方法和技巧，更重要的是更好的结合专业知识。
一、绪论
（一） 直流稳压电源的组成及各部分的作用
直流稳压电源的作用是能够将频率为50Hz、有效值为220V的交流稳压转换成输出幅值稳定的直流电压。
1．直流稳压电源的组成
直流稳压电源由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，如图1-1
图1-1直流稳压电源的组成
2．各部分作用
1） 变压器的作用是将220V的交流电压变化为所需幅值的交流电压。
2） 整流电路的作用是将交流电压变成单脉动的直流电压。
3） 滤波电路的作用是过滤去整流后,所获得的单向脉动直流电压中的交流成分，使其输出电压呈现平滑化。
4） 稳压电路的作用是交流电流电源电压波动或负载变化时，通过该电路的自动调节作用，使输出直流电压稳定。
3．直流稳压电源定义
稳压电源（stabilized voltage supply）是能为负载提供稳定交流电源或直流电源 的电子装置。包括交流稳压电源和直流稳压电源 两大类。
直流稳压电源又叫做直流稳压器，它供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻发生变化时，稳压器它的直接输出电压始终能保持稳定。直流稳压电源有两类,一类是分连续导电式,另一类则是开关式。分连续导电式是变压器让单相或者三相交流电压变到一个适当值，然后经过整流和滤波。使获得不稳定的直流电源，再经过稳压电路得到一个稳定电压。这种电源线路的优点是比较简单，纹波小以及相互之间干扰小，但是缺点则在于体积大过，能耗过多，效率过低。而后者则以通过改变和调整开关的通断时间比，从而来调节输出电压，使其达到稳压。这种电源能耗比较小，但是效率却可以达到85％左右。如果要从工作方式方面来分，则可以划分为三类。a.可控整流型。通过改变晶闸管本身的导通时间，从而来调整输出电压。b.斩波型。其本身输入的是不太稳定的直流电压，通过这样来改变开关电路的通断比，从而得到一个单向脉动直流，再经过滤波后，就得到稳定直流电压。C.变换器型。这类不稳定的直流电压，先是经逆变器的变换，成为高频交流电，再经过变压，整流及滤波之后，从所得到的新的直流输出电压里面取样，然后反馈过来,以便控制逆变器的工作频率，从而取得稳定输出直流电压的目的。
4．直流稳压电源的基本功能和要求
①输出的电压值可以在额定的输出电压值以下任意设定和正常工作。
②输出电流的稳流值可以在额定的输出电流值以下任意设定和正常工作。
③直流稳压电源的稳压与稳流状态能够自动转换并有相应的状态指示。
④对于输出的电压值和电流值要求精确的显示和识别。
⑤对于输出电压值和电流值有精准要求的直流稳压电源，通常情况下要使用多圈电位器和电压电流微调电位器或者直接数字输入。
⑥要有完善的保护电路。直流稳压电源在输出端发生短路以及各种异常工作状态时不应损坏，在异常情况消除后应该能够立即进行正常工作。
（二） 直流稳压电源的技术指标
直流稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是质量指标，反映直流稳压电源优缺点，其中包含输出电阻、纹波电压、稳定度和温度系数等；另一类则是特性指标，是反映直流稳压电源的特有属性，如输入电压、输出电压的调节范围以及输出电流。
【摘要】
电子设备都须在电源电路的支持下正常工作，我们常用的稳压电源包括交流和直流。这些电源电路的样式和复杂的程度各不相同，因此，学习和了解电源的制作原理和技术应用对于我们的生产生活和发展都具有积极性的意义。
本文主要是设计并制作数字显示连续可调直流稳压电源，电源作为微型启动机，具有可调电压，调压范围为-12V～+12V,而且具备了显示的功能，这种电源价格便宜，电路简单，使用更加方便、安全，稳定性高。应用了7812及7912芯片组成的稳压电源的电源模块，用ICL7107芯片组成了数显模块，通过两个模块的连接实现连续可调直流稳压功能。对于本文，我们对电源模块和数显模块的基本原理，参数计算和性能指标等进行了详细的分析和讲解。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】整流、滤波、数字显示、A/D转换器、电源模块、稳压模块
引言 1
（一） 背景 1
（二） 设计要求 1
（三） 设计目的 1
一、绪论 2
（一） 直流稳压电源的组成及各部分的作用 2
（二） 直流稳压电源的技术指标 3
（三） 描述负载变化对输出电压影响的技术指标 3
（四） 稳压电源的分类 4
二、电源总体方案确定 5
（一） 电源模块的选定 (采用三端集成稳压器电路) 5
（二） 方案的确定 5
（三） 显示模块的确定 5
三、电源模块的设计 7
（一） 三端稳压器的工作原理 7
（二） 稳压器的主要参数 7
（三） 电源模块的确定 8
（四） 电路参数的计算 9
（五） 电源电路原理图确定 10
四、数显模块的设计 12
（一） A/D转换器原理 12
（二） ICL7107简介 14
（三） ICL7107的电源供电 15
（四） 数显模块电路原理图确定 16
五、电路功能模块的连接 17
（一） 数显模块和电源模块的连接 17
（二） 总电路原理图 17
结束语 18
致谢 19
参考文献资料： 20
附录一：总电路原理图 21
附录二：PCB 22
附录三：实物图 23
引言
（一） 背景
随着人们生活水平的不断提高,数字化控制成为人们追求的目标之一,其给人们所带来的便利也是不能抹去的。其中数控直流稳压电源是一个很好例子,但人们对它的要求也越来越高,要为现代人提供更好的，更方便的设施就必须从数字电子技术着手，一切往数字化和智能化的方向发展。本文所介绍的数控直流稳压电源与传统的稳压电源比较，操作简单，电压的稳定度高，其输出的电压大小是采用数字显示的，主要用于要求电源的精度很高的设备，或者是用于科研实验电源的使用，而且此设计，没有用到单片机，只是用到了数字技术中的三端稳压器，普通运放和ILl7107驱动芯片，因此还具有控制准确率高以及制作简便的优点。
（二） 设计要求
本设计以数显模块和电源模块的连接，采用数显模块的负测量端、ICL7107芯片的21引脚与电源模块的连地端共同接地，数显模块的正测量调节滑动变阻器W2就可以得到需要的正输出电压，电压值直接显示在数显模块上。当开关打向下端时，通过调节滑动变阻器W1就能够获得需要的负输出电压，并将电压值直接显示在数显模块上。
要求及目标：
（1）输出电压：范围+12V,纹波小于等于10mV，电压值由数码管显示;
（2）输出电压连续可调，或者具有“+”“-”步进调整的功能，步进0.1V;
（3）最大输出电流Iomax=1A。
（三） 设计目的
单片机应用仿真软件，熟悉高频、数电模电知识。知道单片机芯片的应用，能够熟练的应用Protel99软件，知道元件器材，熟悉元器件的器材，能够熟练的进行焊接以及组装调试技术。通过设计可以了解、熟悉有关稳压电源开发设计的过程，并加深对稳压电源的理解和应用以及掌握单片机与外围接口的一些方法和技巧，更重要的是更好的结合专业知识。
一、绪论
（一） 直流稳压电源的组成及各部分的作用
直流稳压电源的作用是能够将频率为50Hz、有效值为220V的交流稳压转换成输出幅值稳定的直流电压。
1．直流稳压电源的组成
直流稳压电源由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，如图1-1
图1-1直流稳压电源的组成
2．各部分作用
1） 变压器的作用是将220V的交流电压变化为所需幅值的交流电压。
2） 整流电路的作用是将交流电压变成单脉动的直流电压。
3） 滤波电路的作用是过滤去整流后,所获得的单向脉动直流电压中的交流成分，使其输出电压呈现平滑化。
4） 稳压电路的作用是交流电流电源电压波动或负载变化时，通过该电路的自动调节作用，使输出直流电压稳定。
3．直流稳压电源定义
稳压电源
直流稳压电源又叫做直流稳压器，它供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻发生变化时，稳压器它的直接输出电压始终能保持稳定。直流稳压电源有两类,一类是分连续导电式,另一类则是开关式。分连续导电式是变压器让单相或者三相交流电压变到一个适当值，然后经过整流和滤波。使获得不稳定的直流电源，再经过稳压电路得到一个稳定电压。这种电源线路的优点是比较简单，纹波小以及相互之间干扰小，但是缺点则在于体积大过，能耗过多，效率过低。而后者则以通过改变和调整开关的通断时间比，从而来调节输出电压，使其达到稳压。这种电源能耗比较小，但是效率却可以达到85％左右。如果要从工作方式方面来分，则可以划分为三类。a.可控整流型。通过改变晶闸管本身的导通时间，从而来调整输出电压。b.斩波型。其本身输入的是不太稳定的直流电压，通过这样来改变开关电路的通断比，从而得到一个单向脉动直流，再经过滤波后，就得到稳定直流电压。C.变换器型。这类不稳定的直流电压，先是经逆变器的变换，成为高频交流电，再经过变压，整流及滤波之后，从所得到的新的直流输出电压里面取样，然后反馈过来,以便控制逆变器的工作频率，从而取得稳定输出直流电压的目的。
4．直流稳压电源的基本功能和要求
①输出的电压
②输出电流
③直流稳压电源的稳压与稳流状态能够自动转换并有相应的状态指示。
④对于输出的电压值和电流值要求精确的显示和识别。
⑤对于输出电压值和电流值有精准要求的直流稳压电源，通常情况下要使用多圈电位
⑥要有完善的保护电路
（二） 直流稳压电源的技术指标
直流稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是质量指标，反映直流稳压电源优缺点，其中包含输出电阻、纹波电压、稳定度和温度系数等；另一类则是特性指标，是反映直流稳压电源的特有属性，如输入电压、输出电压的调节范围以及输出电流。
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