基于一種數字可調級步進(jìn)式穩壓電源的設計

本數字可調級步進(jìn)式穩壓電源將數字技術(shù)作為源電源電路控制部分，以脈沖信號作同步可持續調諧，具有穩定控制和連續選擇性能。其組織結構由數控電路、D／A數模轉換電路、可調穩壓電路以及供電電路組成。技術(shù)指標為：輸出直流電源調節范圍為5～20 V，波紋小于10；穩壓系數小于0.2；輸出電流為500 mA，數字可調級穩壓電源方塊如圖1所示。

1 數字可調級穩壓電路的設計

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。

集成穩壓器可選用CW7805型三端穩壓器，其最大輸出電流可達1.5 A，能夠滿(mǎn)足設計指標要求。穩壓調整控制端接有兩級運算放大器，形成調整端與輸出端的電壓步進(jìn)增減關(guān)系，由電路得知：

2 數字可調級D／A數模轉換電路的設計

數字可調級D／A數模轉換電路主要是將數字控制電路發(fā)出的數字信號轉換成模擬電壓信號，實(shí)現電壓步進(jìn)控制，其電路采用4位DAC權電阻網(wǎng)絡(luò )，其輸入信號是由數字控制端的數碼輸出信號接入，設輸入信號的高、低電平分別為VH=5 V，VL=0 V，由電路得知：

3 數字可調級電路的設計

數字可調級電路是數字可調級穩壓電源的控制電路，它利用數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)制同步可逆計數器，在同步脈沖CP+和CP-的作用下，計數器做增／減數字輸出，以調節控制D／A數模轉換電路轉換。脈沖電路由雙穩態(tài)集成電路74LS123構成，有雙觸發(fā)鍵控制正負脈沖，每當按一次按鈕時(shí)，脈沖電路便會(huì )輸出一個(gè)0.1 s的單脈沖以控制計數器的脈沖CP+和CP-的輸入端，產(chǎn)生數字信號，如圖2所示。

4 各電路供電電源的設計

在電路中，運算放大器和數字電路都需要有單獨的供電電源，運算放大器所需要的電源電壓為±15 V，可選用三端集成穩壓器CW7815和CW7915；數字電路所需電源為5 V，可選用三端集成穩壓器CW7805，三部穩壓器均由變壓、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，電路的設計如圖3所示。

5 結 語(yǔ)

本設計在此框架內可根據用電氣需要適度放寬變壓范圍，在電路整體安裝時(shí)應盡量減少占有空間、緊湊結合、縮小體積結構。在用電器使用時(shí)，首先應確定電源部分正常再接人電路中使用。在一般電源出現故障后若是初級電路問(wèn)題可能會(huì )導致穩壓輸出增高，致使用電器損壞。所以，保護使用好電源是保證用電器長(cháng)久使用的重要方面。本電源在實(shí)驗中各技術(shù)指標均能達到良好狀態(tài)。