直流穩(wěn)壓電源是常用的電子設(shè)備，它能保證在電網(wǎng)電壓波動或負(fù)載發(fā)生變化時，輸出穩(wěn)定的電壓。一個低紋波、的穩(wěn)壓源在儀器儀表、工業(yè)控制及測量領(lǐng)域中有著重要的實際應(yīng)用價值。本設(shè)計給出的穩(wěn)壓電源的輸出電壓范圍為0～18 V，額定工作電流為0.5 A，并具有"+"、"-"步進(jìn)電壓調(diào)節(jié)功能，其小步進(jìn)為0.05 V，紋波不大于10 mV，此外，還可用LCD液晶顯示器顯示其輸出電壓值。

系統(tǒng)硬件設(shè)計

本系統(tǒng)由電源模塊、調(diào)壓模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、顯示與鍵盤模塊組成。

1.1系統(tǒng)電源模塊

220 V市電經(jīng)220 V/17.5 V變壓器降壓后得到的雙17.5 V交流電壓，經(jīng)過一個全橋整流后可得到±21 V兩路電壓，其中一路+21 V電壓供給調(diào)整管，作為電源對外輸出，另一路經(jīng)三端穩(wěn)壓器7815得到+15 V，再經(jīng)過7805得到+5 V的電壓。-21 V的電壓則經(jīng)三端穩(wěn)壓器MC7915得到-15 V電壓，以作為系統(tǒng)本身的工作電源。

1.2電壓調(diào)整模塊

該穩(wěn)壓電源中的電壓調(diào)整模塊電路中的調(diào)整管采用復(fù)合管形式(由Q1、Q3組成)，以實現(xiàn)大電流輸出，由于該設(shè)計要求Iomax=0.5 A，Iomin=0 A，Pm=(Vimax-Vomin)Iomax=(18-0)×0.5=9 W，因此，本電路中的調(diào)整管可選TIP41(其Icmax=6 A>Iomax=0.5 A；Pcw=65 W>9 W，VCEOmax=100 V>18 V)，當(dāng)然，也可以選用2N5832。

電路的比較放大采用運放NE5534來設(shè)計，該器件具有共模抑制比高，響應(yīng)速度快和壓擺率高的特點。設(shè)計時可由R10、R11A、R12組成分壓取樣電路，并要求R10/(R11A+R12)=1/4，即當(dāng)輸出電壓存在△UO=0.05 V時，△Ua=0.04 V，這與DAC的輸出(10/255=0.04V=1LSB)變化一致。事實上，經(jīng)過DAC轉(zhuǎn)換以將電流轉(zhuǎn)換為電壓并進(jìn)行電壓放大后，即可將得到的10 V電壓送比較器NE54534的同相端作為比較的基準(zhǔn)電壓。由于DAC0832是8位的D/A轉(zhuǎn)換器，故有255步進(jìn)。由此，當(dāng)CPU控制DAC變化1LSB時，其對應(yīng)Va的變化為0.04 V，故Uout的可調(diào)變化量為0.05 V(步長)。NE5534和Q1、Q3及取樣電路構(gòu)成的負(fù)反饋電路可實現(xiàn)調(diào)節(jié)輸出電壓的目的(穩(wěn)壓)。

電路中的過流保護(hù)由R9與02完成。當(dāng)Io>0.7A時，VR9=R9Io≥1×0.7=0.7 V，此時Q2導(dǎo)通，并對調(diào)整管Q3的基分流，使TIP41的導(dǎo)通電阻增大，輸出電壓降低，從而達(dá)到過流保護(hù)的目的。必要時，也可接入一紅色發(fā)光二管作為過流指示。該系統(tǒng)的短路保護(hù)采用保險管來完成。