015V直流稳压电源以及用ICL7107显示.docx
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015V直流稳压电源以及用ICL7107显示
0,5V直流稳压电源以及用ICL7107显示
课程设计报告
(2014〜2015学年第1学期)
设计题目:
0、15V直流稳压电源的设计
班别:
2011级电子2班
姓名:
周卫卫201106030258
马景201106030230
刘跃201106030229
指导教师:
周萍(教授)
时间:
2014年11月
摘要
几乎所有的电子设备都需要稳定的直流电源,因此直流稳压电源的应用非常的广泛。
直流稳压电源的电路形式有很多种,有串联型、开关型、集成电路、稳压管直流稳压电源等等。
本文设计的是量程为15V且在0~15V可调的直流稳压电源,并具有数字显示电压功能。
显示部分采用四个带小数点的共阳极数码管显示,量程为20V,可精确到小数点E—位。
在平时的学习实验中0~15V电压应用的很平凡,该设计基于这点做了一个可控制直流稳压电源,具有调节方面,精度高,实时显示等特点。
【关键词】:
整流;稳压;数控;可调;A/D转换;补偿电压
1•设计要求
设计并制作一个输出电压可调的直流稳压电源,并用数码管显示输出电压值。
如下要求:
a、输出电压0~15v连续可调,最大输出电流200mA;
b、用三个led数码管作为输出电压数字显示元件,显示两位整数一位小数;
C、输出电压显示误差要求小于5札
2.总体设计思路
2.1直流稳压电源设计思路
2.1.1直流可变稳压电源一般由整流变压器,整流电路,滤波器,稳压环节和计数显示电路组成如下图a所示。
[\r
流
电
波
电
压
电
Lr
路
路
路
T
图a稳压电源实际思路图
1、设计任务
1」项目的研究意义
几乎所有的电子设备都需要稳定的直流电源,因此直流稳压电源的应用非常的广泛。
直流稳压电源的电路形式有很多种,有串联型、开关型、集成电路、稳压管直流稳压电源等等。
在电子设备中,直流稳压电源的故障率是最高的
(长期工作在大电流和大电压下,电子元器件很容易损坏)但在直流稳压电源中,通过整流、滤波电路所获得的直流电源的电压往往是不稳定的。
输出电压在电网电压波动或负载电流变化时也会随之有所改变。
电子设备电源电压的不稳定,将会引起很多问题。
设计出质量优良的直流稳压电源,才能满足各种电子线路的要求。
因此,直流稳压电源的研究就颇为重要。
目前产生直流稳压电源的方法大致分为两种:
一种是模拟方法,另一种是数字方法。
前者的电路均采用模拟电路控制,而后者则是通过数字电路进行自动控制。
但后者需要较复杂电路及程序控制,成本相对较高,一般而言,模拟稳压源就能满足我们的要求,因此,我们在此做一个模拟稳压电源。
1・2设计要求
设计并制作一个输出电压可调的直流稳压电源,并用数码管显示输出电压值。
如下要求:
1、输出电压0~15v连续可调,最大输出电流200mA
2、用三个led数码管作为输出电压数字显示元件,显示两位整数一位小数
3、输出电压显示误差要求小于5%
4、在调压变阻器动端固定在某个位置时,发生下列情况之一,输出电压变化量绝对值不超过0.lv
1、电网电压220v(%10波动)
2、输出电流O^lOOmA变化
3、环境温度15~35C。
变化
5、输出电压纹波成分峰一峰值不超过20mv
2、系统总体方案设计
LM317方案图
IC17107显示模块方案图
主要器件由芯片ICL7107和共阳极半导体数码管LED组成。
关键词:
A/D转换器芯片ICL7107共阳极半导体数码管LED
本方案的主要特点是:
(1)能直接驱动共阳极的LED显示器,不需要另加驱动器件,使整机线路简化。
(2)采用+5V和—5V两组电源供电。
LED属于电流控制器件,在31/2位数字仪表中采主要器件由芯片ICL7107和
共阳极半导体数码管LED组成。
关键词:
A/D转换器芯片ICL7107共阳极半导体数码管LED
本方案的主要特点是:
(2)能直接驱动共阳极的LED显示器,不需要另加驱动器件,使整机线路简化。
(3)采用+5V和—5V两组电源供电。
(4)LED属于电流控制器件,在31/2位数字仪表中采用直流驱动方式,芯
片本身功耗较小。
(5)用直流驱动方式,芯片本身功耗较小。
(6)显不壳度较咼。
3、系统硬件设计
3.1LM317电压产生电路
D1
我们使用LM3173端稳压器可以产生通过电阻的调节可以产生1.25v"40v的电压,最大值由变压器的大小确定。
设计方案如上图,先整流后用电容滤波,在接3端稳压器,通过调节滑动变阻器即可产生1.25Q20v的电压,第一个滤波的电容c4大小一般为lOOOuf以上,这里选用2200uf。
C3选择10uf左右和滑动变压器并联。
C1位输出稳定电容这里选用470ufo在lm317的2脚和3脚并联一个电容可以使电源切断后电容放电,起保护稳压器的作用。
滑动变阻器R2和电阻RI和输出电压uO的关系为:
Uo=l.25*(R2/R1+1)
这里滑动变阻器选用10k,电阻选用910欧大约可以产生15v左右电压。
3.2正负5v产生电路
本电路采用用7808、7905来产生正负5v电压,C5、C14输入稳定电容器滤波作用选用2200uf,C2、C15为0・33uf,可以改善输入电压纹波.C6和C16位luf是消除模块输出高频噪声,増强输出电压稳定性。
3.3显示及驱动电路
ss
IRnge
L2L
阳別amiDHGA262c2CQE2RG2A3B3©03E3R&»4paac
$
s
显示模块用icl7107模数转换芯片来完成主要器件由芯片ICL7107和共阳极半导体数码管LED组成。
ICL7107是双积型的A/D转换器,还集成了A/D转换器的模拟部分电路,如缓冲器、电压比较器、积分器、正负电压参考源和模拟开关,以及数字电路部分如振荡器、计数器、锁码器、译码器、驱动器和控制逻辑电路等,使用时只需外加少量的电阻、电容元件显示器件,就可以完成模拟到数字量的转换。
关键词:
A/D转换器芯片ICL7107共阳极半导体数码管LED
此方案的主要特点是:
(3)能直接驱动共阳极的LED显示器,不需要另加驱动器件,使整机线路简化。
(7)采用+5V和—5V两组电源供电。
(8)LED属于电流控制器件,在31/2位数字仪表中采用直流驱动方式,芯
片本身功耗较小。
(9)用直流驱动方式,芯片本身功耗较小。
(10)显不亮度较高。
3・4电压补偿电路
D3(A)
NSD3
1N4370A
R2
(1)
R2CZ200
在滑动变压器滑动让它接上T・25v电压,其中稳压管值为1.25v实际可以用
两个二极管代替。
5.实物仿真
LO主
23层
II-
-fv
1肝••
3nu
SI
D1
R6
R7
"SR
C200
-ih
RV3
r
6S实物调试
Cl00
HF
Xc3TO
T^=
R8W
R11
VM,
<3
CAZ
R3W
B
1、问题分析:
由于没有o.047uf的电容只有0.47uf的电容所以只能用200mv的量程,输入要衰减100倍,最后用了95k和5个lk电阻进行分压分到百分之一的电压。
由于没有0.Oluf的非瓷片电容只好用104的瓷片电容代替导致结果显示不稳定乱跳。
补偿电路不知道什么原因,加了之后最小电压反而变大可能是由于电流过大的原因,还没有得到解决C
2、调试结果
仿真成功后通过仿真结果焊接了一个实物,实物调试结果如下图所示:
7•总结、
起初,对于ICL7107芯片,对于电源,对于数字电压表,我们都了解甚少,但通过查找资料,在同学和老师的帮助下最终我们还是完成了本次课程设计的任务。
回想这段日子的学习和经历,我觉得真的是受益匪浅。
课程设计流程主要分为电路图设计、电路仿真、实物焊接、电路调试和论文,每个组员都有自己负责的一部分,但由于大家都不是特别熟悉每个步骤该做什么,所以大多数都是我们共同完成的,也就是说我们都经历了整个设计的各个流程°
首先是电路图的设计,为了画出令人满意的电路图,我们在图书馆和网上搜集了大量相关资料。
通过对ICL7107芯片进行了深入了解,对数字电压表的工作原理进行了分析和总结,然后着手在Proteus软件中进行原理图的绘制。
然后就是电路仿真,在设计电路初期,由于没有设计经验,电路没有达到设计预期效果c在一次又一次对电路图进行修改,元件参数进行调整之后,仿真图终于实现了数字电压表的功能。
下一步就是绘制PCB板,布局布线的调整也花费了不少的时间。
最后是实物图的焊接和调试,实物和仿真总是有差距的,因此我们也换了好几块板子。
在本次课程设计过程中,我不仅学会了关于数字电压表的一些知识,而且学会了该如何去解决问题。
在设计过程中,与组员们分工设计,和组员们相互探讨,相互学习,相互监督,明白了团队精神的重要性!
在此,也要感谢老师的悉心指导和同学们的热心帮肋!
在以后的学习和工作中,我会不断充实自己,争取在所学领域有所作为,脚踏实地,求真务实,吃苦耐劳,自强不息。
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