数控直流稳压电源
整流、滤波，输出平滑的直流电。
图5系统电源稳压流程图
单相桥整流电路与半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二极管的参数要求是一样的，并且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点，因此得到相当广泛的应用[3]。
图6 单相桥式整流电路极其波形图
单相桥式整流电路的输出电压、电流与输入电压的关系：
VL=2×0.45V2=0.9V2 IL=0.9×(VO/RL）
在变压器次级交流电压u2为正半周时，即A+B-时，二极管VD1、VD3导通，VD2、VD4截至。电流流过的路径是：从A 点出发，经二极管VD1、负载RL，再经VD3回到B 点。若忽略二极管的正向压降，可以认为RL上的电压uL≈u2。
当u2为负半周，即A-B+时，二极管VD2、VD4导通，VD1、VD3截至。电流的通路是从B 点出发，经VD4、负载RL、V?回到A点。若忽略二极管的正向压降uL= -u2。
从图上看出，无论u2的正、负半周如何变换，流经RL
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的电流方向始终不变，即由C →D 。四只二极管中对应桥臂上的两只为一组，两组轮流导通。在负载上，即可得到全波脉冲的直流电压和电流。因为这种整流属于全波整流类型。其波形如图b所示
单相整流电路整流后的直流电为脉动直流电，其中仍包含有较多的交流成分，为保证电源质量需要滤除其中的交流成分，保留直流成分，将脉动变化的直流电变为平滑的直流电称为滤波[3]。
LM317是可调节三端正电压稳压器，输出电压范围是1.2V到37V之间，由于本次设计要求输出电压达到30V以上，所以选用LM317，另外此稳压器易于使用，只需要两个外部电阻设置输出电压。此外还使用内部限流、热关断和安全工作区补偿使之基本能防止烧断保险丝。
图7 LM317稳压原理图
稳压电源的输出电压可用下式计算，V0=1.25*（1+R2/R1），仅仅从公式来看，R1和R2电阻值可以随意设置，然而作为稳压电源的输出电压计算公式，R1和R2的阻值是不能随意设定的。
首先，317稳压块的输出电压变化范围是V0=1.25V-37V(高输出电压的317稳压块输出电压变化范围是V0=1.25V-45V)，所以R2/R1的比值范围只能是0——28.6V。
其次，317稳压块都有一个最小稳定工作电流，最小稳定工作电流一般为1.5mA。当输出电流大于其最小稳定工作电流时，317稳压块就可以输出稳定的直
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流电压。
上图中在317的输出端和调节端加上一个稳压管，用做保护电路，以防止电路中的电容放电时的高压把317烧坏。 3.5 电压偏置及放大输出模块
电压偏置及放大输出模块主要由NE5532集成运放构成，为使NE5532能够证工作以及满足设计的工作要求，需要-5V供电，另外需要一个+31V以上的供电模块即电压偏置。
电压偏置部分选择用LM317的可调稳压电路，使输出电压达到满足要求的+31V以上。
图8 LM317供电原理图
图中采用一个10K的电位器调节317的输出电压。 NE5532运放部分:
图 9工作原理图
利用负反馈的原理，调节反馈电阻用以调节放大倍数，通过调节图中RP1和RP2的阻值，负反馈可以提高电路放大倍数的稳定性、减小非线性失真和抑制干扰、展宽频带改变输入输出电阻。利用公式：放大倍数A=1/F（反馈系数）计算
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放大倍数，经过实践动手调节后，RP1为2.6K，RP2为3.8K，此时放大倍数为6倍，即输入0到+5V时，可以输出0到+30V的稳定直流电压。
在运放工作时，有个非常重要的就是注意运放的零漂，正常情况下，NE5532在输入0V时，输出不是0V，而是1.25V，所以，需要在输入端加上一个-1.25V的负压，经过调节才能使运放在输入0时，输出尽量的接近零，最大限度的减少误差。
此电路经过上述模块的共同作用下，最终即可输出0到30V以上稳定直流电压。
3.6 过流保护模块
保护电路由5V的继电器和一个S8050NPN三极管，继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
当电路中电流过大时，单片机会发出中断信号，使继电器切断电路，以免烧坏器件。
继电器保护电路的电路原理图：
图 10保护电路原理图
此次设计是当电路产生的电流达到0.5A时，自动切断输出，并显示错误的提示，可以方式电流过大时烧坏电路板，这样以来起到过流保护电路的功能。
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