數控直流電源制作

一、系統組成與原理概述

本文所設計的數控直流電源與傳統穩壓電源相比，具有操作方便、電壓穩定度高的特點(diǎn)，其輸出電壓大小采用數字顯示，原理方框組成圖見(jiàn)圖１。它共由六部分組成。輸出電壓的大小調節通過(guò)“＋”、“－”兩鍵操作，控制可逆計數器分別作加、減計數，可逆計數器的二進(jìn)制數字輸出分兩路運行：一路用于驅動(dòng)數顯電路，指示電源輸出電壓的大小值；另一路進(jìn)入Ｄ／Ａ轉換電路，Ｄ／Ａ轉換器將數字量按比例轉換成模擬電壓，然后經(jīng)過(guò)射極跟隨器控制調整輸出級輸出所需的穩定電壓。為了實(shí)現上述幾部分電路的正常工作，需另制±１５Ｖ和±５Ｖ的穩壓直流電源及一組未經(jīng)穩壓的１２～１７Ｖ的直流電壓。

二、具體實(shí)現電路

根據以上數控直流電源的方框圖，采用集成電路設計了輸出電壓為０～９．９Ｖ的數控電源，詳細電路原理如圖２所示。

１． 電路簡(jiǎn)介

兩按鈕開(kāi)關(guān)作為電壓調整鍵與可逆計數器的加計數和減計數輸入端相連，可逆計數器采用兩片四位十進(jìn)制同步加／減計數集成塊７４ＬＳ１９２級聯(lián)而成，把第一塊的進(jìn)位和借位輸出端分別接到下一組的加計數端和減計數端。兩級計數器總計數范圍從００００００００至１００１１００１（即０～９９）。

數顯譯碼驅動(dòng)采用兩塊７４ＬＳ２４８集成塊，７４ＬＳ２４８為四線(xiàn)－七段譯碼器／驅動(dòng)器，內部輸出帶上拉電阻，它把從計數器傳送來(lái)的二－十進(jìn)制的８４２１碼轉換成十進(jìn)制碼，并驅動(dòng)數碼管顯示數碼。
數模轉換電路采用兩塊ＤＡＣ０８３２集成塊，它是一個(gè)８位數／模轉換器，這里只使用高４位數字量輸入端。由于ＤＡＣ０８３２不包含運算放大器，所以需要外接一個(gè)運算放大器相配，才構成完整的ＤＡＣ，低位ＤＡＣ輸出模擬量經(jīng)９∶１的分流器分流后與高位ＤＡＣ輸出模擬量相加后送入運放，運放將其轉換成與數字端輸入的數值成正比的模擬輸出電壓，運放采用具有調零端的低噪聲高速率優(yōu)質(zhì)運放ＮＥ５５３４。

調整輸出級采用運放作射極跟隨器，使調整管的輸出電壓精確地與Ｄ／Ａ轉換器輸出電壓保持一致。調整管采用大功率達林頓管，確保電路的輸出電流值達到設計要求。數控電源各部分工作所需的±１５Ｖ和＋５Ｖ穩壓電源由固定集成穩壓器７８１５、７９１５和７８０５提供，調整管所需輸入電壓經(jīng)簡(jiǎn)單整流、濾波即可得到，但要求能提供５Ａ的電流。

２． 電路調試

調節步驟如下：

１）輸入數字００００００００，短接ＲＥ１、ＲＥ２、ＲＦ，調運放調零電位器Ｒｗ，用數字萬(wàn)用表檢測，使輸出電壓Ｖｏ＝０±１ｍＶ．

２）輸入數字１００１１００１，調整ＲＥ１、ＲＥ２、ＲＦ，使輸出電壓Ｖｏ達到預定的滿(mǎn)量程值９．９Ｖ。

３． 主要技術(shù)指標

本文所設計數控直流電源的電壓輸出范圍為０～９．９Ｖ，步進(jìn)值為０．１Ｖ，輸出紋波電壓不大于１０ｍＶ，輸出電流為５Ａ。

三、改進(jìn)措施

本電源輸出電壓大小尚受限制，在需要較高輸出電壓時(shí)，在不改變調節精度（即步進(jìn)值）的前提下，只要增加計數器的級聯(lián)數和相應Ｄ／Ａ轉換器的個(gè)數，擴大數顯指示范圍，配合選用高電壓輸出運放，就能輕易地滿(mǎn)足要求。當需要正負對稱(chēng)輸出電壓時(shí)，只要另增一組電源，對Ｄ／Ａ轉換器及調整輸出電路稍作改動(dòng)即可達到目的。