基于一种数字可调级步进式稳压电源的设计

基于一种数字可调级步进式稳压电源的设计

本数字可调级步进式稳压电源将数字技术作为源电源电路控制部分，以脉冲信号作同步可持续调谐，具有稳定控制和连续选择性能。其组织结构由数控电路、D／A数模转换电路、可调稳压电路以及供电电路组成。技术指标为：输出直流电源调节范围为5～20 V，波纹小于10；稳压系数小于0.2；输出电流为500 mA，数字可调级稳压电源方块如图1所示。

1 数字可调级稳压电路的设计

可选用IN4001型整流二极管，选用容量为1 000 μF，耐压50 V的滤波电容可滤除高频干扰、改善动态性能，并联电容选用0.01～0.1 μF高频瓷片电容。

集成稳压器可选用CW7805型三端稳压器，其最大输出电流可达1.5 A，能够满足设计指标要求。稳压调整控制端接有两级运算放大器，形成调整端与输出端的电压步进增减关系，由电路得知：

2 数字可调级D／A数模转换电路的设计

数字可调级D／A数模转换电路主要是将数字控制电路发出的数字信号转换成模拟电压信号，实现电压步进控制，其电路采用4位DAC权电阻网络，其输入信号是由数字控制端的数码输出信号接入，设输入信号的高、低电平分别为VH=5 V，VL=0 V，由电路得知：

3 数字可调级电路的设计

数字可调级电路是数字可调级稳压电源的控制电路，它利用数字电路的快捷传输脉冲作用，最终控制输出电压的取值，其电路采用74LS193双时钟4位二进制同步可逆计数器，在同步脉冲CP+和CP-的作用下，计数器做增／减数字输出，以调节控制D／A数模转换电路转换。脉冲电路由双稳态集成电路74LS123构成，有双触发键控制正负脉冲，每当按一次按钮时，脉冲电路便会输出一个0.1 s的单脉冲以控制计数器的脉冲CP+和CP-的输入端，产生数字信号，如图2所示。

4 各电路供电电源的设计

在电路中，运算放大器和数字电路都需要有单独的供电电源，运算放大器所需要的电源电压为±15 V，可选用三端集成稳压器CW7815和CW7915；数字电路所需电源为5 V，可选用三端集成稳压器CW7805，三部稳压器均由变压、整流电路同时供电，滤波电容选用容量为470μF，耐压50 V的电解电容，并联电容选用0.033μF高频瓷片电容，电路的设计如图3所示。

5 结 语

本设计在此框架内可根据用电气需要适度放宽变压范围，在电路整体安装时应尽量减少占有空间、紧凑结合、缩小体积结构。在用电器使用时，首先应确定电源部分正常再接人电路中使用。在一般电源出现故障后若是初级电路问题可能会导致稳压输出增高，致使用电器损坏。所以，保护使用好电源是保证用电器长久使用的重要方面。本电源在实验中各技术指标均能达到良好状态。