防爆水处理电源防爆电解电源防爆直流电源

-

邮箱：nenghua

0引言

专业基础课是高等教育中的三大教育(通识教育、专业基础教育、专业教育)重要组成部分，而与之配套的专业基础实验课的作为工程教育的载体，首当其冲地充当工程教育的引导者、先行者。专业基础实验课的拓展，必须与工程教育、创新教育的教学体系相符合。强化工程实践，案例启发，将成为实验教学的一种方式。下面就模拟和数字电路实验课程中的综合性实验的开发进行举例。

1实验任务

设计一个数控直流稳压电源电路，要求：

(1)输出电压：0～+9.9V，步进可调，调整步距0.1V;

(2)输出电流：≤mA;

(3)精度：静态误差≤2%，纹波≤50mV;

(4)显示：输出电压值由两片数码管显示;

(5)电压调整：由实验箱两个按键步进增减;

(6)系统所需要直流电源(电压±15V，±5V)由实验箱提供。同时提供通用版一块、数模转换DAC两片、大功率三极管一个、相关芯片及焊锡丝若干。

2设计原理

用模拟和数字电路的知识设计数控直流稳压电源原理框图如图1所示。

2.1计数译码显示电路

由两片可逆计数器74LS计数器或计数器，通过带防抖电路的按键按下次数的统计，分别实现个位、十位的9进制加减。并通过两片CD译码器和两片七段数码管(其中十位带DP)，实现0～9.9V显示。

2.2D/A数模转换电压调整电路

由两片DAC转换器实现数字信号转换为模拟电流信号，再通过运放转换为电压信号UO3。

通过运放加法器实现对输出电压UO5的调节。当数码管显示9时，电路满足：

式中，IOUT1、UREF分别为DAC电流输出端和基准电压，RFB为内部反馈电阻。通过调节R1电位器即调节UREF电压或调节Rf电位器实现调整输出电压UO5。电路如图2所示。

2.3扩流输出

UO5电压经过电压跟随器隔离，输出到大功率三极管基极，经扩流后实现输出电流≤mA，同时可以避免带负载RL(50Ω)电阻时，而引起输出电压UO的下降。

3实验现象地分析和解决办法

实验中当按压按键时，由于机械开关的接触抖动，往往在几十毫秒内电压会出现多次抖动，相当于连续出现几个脉冲信号，使得数码管显示“跳数”，这里可通过RS触发器或施密特触发器的运用，作为防抖电路避免了“跳数”现象。

当UO5电压直接输出到大功率三极管基极时，在接入负载50Ω电阻时，输出电压会下降。改进方法就是接入电压跟随器进行隔离。

对于由零漂引起的失调误差，可对运放加调零电路进行改善。

图3所示是有专用调零端子的运放的调零电路。图4是无调零端子的反相输入运放调零电路。如果同相端和反相端输入偏置电流，I1B+=I1B-，则图中RP=R5//R6;如果I1B+≠I1B-，则图中RP≤50Ω。

4测试分析

由上图表可知，数模转换后，个位和十位的测试数据对比理论计算值是比较精确的，而且数字越大越精确。在最终输出时，测试值5.5V的时候最精确。所以可以通过调节电位器，改善输出精度，满足题目要求。

5结语

通过数控直流稳压电源综合性实验的开发和实践，使学生在学习模拟和数字电路的基础知识的同时，掌握知识的综合运用和实践，加强对教学内容的拓展与工程应用的对接，培养学生参与工程的积极性，加大创新实验的建设力度将是我们的努力方向。