课程设计——简易直流稳压电压
(a) RC??型滤波 (b) LC??型滤波 (c) LC?倒L型滤波
图6 常见复式滤波电路
综合考虑，由于在小功率电源中电容滤波最为常见，，满足本设计要
求，故选择方案一。
4系统的硬件设计与实现
4.1连续可调电压部分具体设计
1.取样电路:它是检测输出电压Vo的变化,把Vo的全部或部分取出来和基准电压比较并放大后来控制调整管的调整作用,使输出电压稳定.
2.基准电压电路:为了检测取样电路取得的Vo值究竟是升高还是降低?升高了多少降低了多少?这就需要把Vo值与恒定的电压值比较,此恒定电压的作用是作为一种基准,也称基准电压.提供恒定电压的电路就是基准电压电路.
3.比较放大电路:有了Vo的取样电压和基准电压,把取样电压和基准电压相比较,由基准电压减去取样电压,所得的差值电压的大小反映越强.输出电压Vo也就越稳定.电路的稳定系数和输出电阻就越小.
4.过载短路保护电路:串联调整型的稳压电源,调整管和负载是串联的,当负载电流过大或短路时,大的负载电流或短路电流全部流过调整管,此时负载端的压降小,几乎全部整流电压加在调整管的c极和e极之间,因此在过载或短路时,调整管Vce.Ie和允许功耗超过正常值,调整管在此情况下会很快烧坏,所以在过载或短路时应对调整管采取保护,保护电路设计时应保证当负载电流在额定值内,保护电路对电源不起作用,但过载或短路时,保护电路控制调整管使其截止,输出电流为零,对负载和电源均起保护作用.
综合以上因素，设计如下：
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设计的主要内容是:根据性能指标要求选择元器件(变压器集成稳压器.整流二极管及滤波电容)和对稳压电路作散热设计。
如图1，市电通过220V/15V变压器，连接到稳压电源电路，由整流桥IBQ40整流、C1和R8平滑滤波，输出至电压调整管Q1的集电极。这个电路具有不同于其他电源的特点。电源的基准电压用一个固定增益的运算放大器U2跟一个可调电阻R6提供，它实现了电压可以从零可调，D1选用稳压值3.6V的稳压管。接通电源后运放U2的输出电压增加到使D1导通，通过R5稳定在3.6V附近，因为R3等于R1，所以U1的放大倍数为2，其输出电压是6.6V。U2的放大倍数约为2倍，根据公式A=（R2+R3）/R2，5.4V的基准电压大约能放大到超过12V，调节电位器R6可实现它的输出电压能从0~12V可调。电路另一个特征就是用三极管的射极输出可以大幅增大输出电流。直流可调稳压电路图如下。
图7连续可调直流稳压电路
当调节滑动变阻器的阻值，在输出端就可以得到0到12v连续的电压。至于题目要求的-12v到0范围的取值,只需要把万用表的正负极反接即可得到所要求的0到12V的任意电压。 4.2 A/D转化模块
如图8。当连续可调的稳压电路产生一个电压后，由一个8位输出的A/D转化器转化成一个固定的8位二进制数，比较部分共由六片十进制计数芯片74LS160完成。同时由CP脉冲给两片74LS160计数，也得到一个八位的二进制
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数，两个数经过比较，如果相等则给右边级联的四片74LS160置数。因为六片160由同一个CP脉冲触发，所以能够保证两者级联后的芯片计数相等。
图8 A/D转化电路图
图8 A/D转化模块电路图 4.3 显示电路
显示电路主要用来产生电压控制码。输出电压的可调部分从0~12.00以0.1步径调节，至少需要121个状态。 4.3.1脉冲产生电路的设计
脉冲通过控制按键开关的开与闭实现高低电平的瞬间转换来产生。为了防止按钮开关过程中出现振铃现象，在加减计数按钮与计数器计数时钟脉冲端之间接入74LS14，可以消除振铃现象。如图9。
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VCC5V加U51AVCC1Y6A2A6Y2Y5A3A5Y3Y4AGND4YVCC5VU21511091114548ABCD~LOADCLRUPDOWNGNDVCCQAQBQCQD~BO~COVCC5V1632671312Key = A减Key = BR210kΩR110kΩ74LS14N74LS192D。 图9 脉冲产生电路
4.3.2计数器计数电路的设计
计数器应选择十进制加减可逆，择74LS194。计数电路用四片74LS192十进制计数器用进位方式级联而成，如图10所示。其中，最高位的那片74LS192用十进制计数器异步清零法，构成二进制计数器。这四片74LS192计数器输出的状态通过控制T型网络电阻的选用情况，来实现分别控制输出电压的百分位，十分位，个位，十位的值。计数方式：1，加计数时，当百分位计数器由9复位到0时，其发出一个负脉冲作为十分位计数器加计数的时钟信号，使十分位计数器加1计数。依此类推，十分位，个位，十位都由低位向高位进位。2，减计数时，则当某位减小至0时，向次高位借1。
图10 计数器计数电路
4.3.3防止加减电路计数溢出电路的设计
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