稳压电源的设计与制作精选(九篇)

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第1篇：稳压电源的设计与制作范文

关键词：直流稳压电源；生产过程；项目；任务

中图分类号：TM44-4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2013.03.056

1 教材分析

通过本课程的学习，使学生掌握电子技术公共的基础知识和基本技能，培养和提高学生运用所学专业基础与技能分析问题、解决问题的能力，以及继续学习专业课程的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。

教学内容选自第一章和第四章的整流器、滤波器和稳压器三部分内容。它们是模拟电路的基本电路，也是模拟电路应用的基础，因此在电子技术中占有非常重要的地位。

教材上的对三部分内容上的设计是独立分离的，对理论知识依然偏重。为了体现体现“三以一化”课程理念，本人对教材进行项目课例开发，打破传统的教学模式，开发了基于生产过程的《直流稳压电源电路的设计与制作》项目，融合了多门学科（电子CAD课程、仿真软件课程和电子技能课程），由单一能力培养转变为综合职业能力的提升。

2 教学目标及重点

2.1 知识与技能目标

①理解整流、滤波和稳压电路的原理；②熟悉桥式整流电路、电容滤波电路和稳压器的作用并能正确应用；③掌握直流稳压电源电路的设计与制作并能实现+5V、+15V、-15V、+18V和-18V稳压电源功能；④掌握检测元器件、使用常用仪器仪表、装配和调试直流稳压电源电路的能力；⑤会用Multsim仿真软件验证直流稳压电源电路功能；⑥会用Protel2004软件设计直流稳压电源电路板；⑦掌握资料检索、信息收集、制定方案及撰写报告的能力。

2.2 方法和过程目标

①学会自主探究、尝试性学习的方法；②学会小组分工合作、团队协作学习的方法；③学会在相互讨论、评价中提高能力；④通过对任务要求的解读，提高分析问题和解决问题的能力。

2.3 情感和态度价值观目标

①培养学生自信、勤奋、乐于动脑、严谨治学的学习态度和精神；②培养学生利用网络学习环境主动获取信息的意识；③通过探索、自主学习，体验成功的喜悦和实现自我价值；④培养学生良好的职业道德、团队精神、组织协调能力及创新意识。

根据课程标准和职业学校人才培养要求，确立本项目的教学重点为：①桥式整流电路、电容滤波电路和三端集成稳压器的工作原理；②直流稳压电源电路的设计和制作方法和过程。

3 教学过程设计

第2篇：稳压电源的设计与制作范文

嵌入式控制系统的MCU一般都需要一个稳定的工作电压才能可靠工作。而设计者多习惯采用线性稳压器件（如78xx系列三端稳压器件）作为电压调节和稳压器件来将较高的直流电压转变MCU所需的工作电压。这种线性稳压电源的线性调整工作方式在工作中会大的“热损失”（其值为V压降×I负荷），其工作效率仅为30%～50%[1]。加之工作在高粉尘等恶劣环境下往往将嵌入式工业控制系统置于密闭容器内的聚集也加剧了MCU的恶劣工况，从而使嵌入式控制系统的稳定性能变得更差。

而开关电源调节器件则以完全导通或关断的方式工作。因此，工作时要么是大电流流过低导通电压的开关管、要么是完全截止无电流流过。因此，开关稳压电源的功耗极低，其平均工作效率可达70%～90%[1]。在相同电压降的条件下，开关电源调节器件与线性稳压器件相比具有少得多的“热损失”。因此，开关稳压电源可大大减少散热片体积和PCB板的面积，甚至在大多数情况下不需要加装散热片，从而减少了对MCU工作环境的有害影响。

    采用开关稳压电源来替代线性稳压电源作为MCU电源的另一个优势是：开关管的高频通断特性以及串联滤波电感的使用对来自于电源的高频干扰具有较强的抑制作用。此外，由于开关稳压电源“热损失”的减少，设计时还可提高稳压电源的输入电压，这有助于提高交流电压抗跌落干扰的能力。

LM2576系列开关稳压集成电路是线性三端稳压器件（如78xx系列端稳压集成电路）的替代品，它具有可靠的工作性能、较高的工作效率和较强的输出电流驱动能力，从而为MCU的稳定、可靠工作提供了强有力的保证。

1 LM2576简介

LM2576系列是美国国家半导体公司生产的3A电流输出降压开关型集成稳压电路，它内含固定频率振荡器（52kHz）和基准稳压器（1.23V），并具有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等，利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。LM2576系列包括 LM2576（最高输入电压40V）及LM2576HV（最高输入电压60V）二个系列。各系列产品均提供有3.3V（-3.3）、5V（-5.0）、12V（-12）、15V（-15）及可调（-ADJ）等多个电压档次产品。此外，该芯片还提供了工作状态的外部控制引脚。

LM2576系列开关稳压集成电路的主要特性如下[2]：

最大输出电流：3A；

最高输入电压：LM2576为40V，LM2576HV为60V；

输出电压：3.3V、5V、12V、15V和ADJ（可调）等可选；

振东频率：52kHz；

转换效率：75%～88%（不同电压输出时的效率不同）；

    控制方式：PWM；

工作温度范围：-40℃ ～ +125℃

工作模式：低功耗/正常两种模式可外部控制；

工作模式控制：TTL电平兼容；

所需外部元件：仅四个（不可调）或六个（可调）；

器件保护：热关断及电流限制；

封装形式：TO-220或TO-263。

LM2576的内部框图如图1所示，该框图的引脚定义对应于五脚TO-220封装形式。

LM2576内部包含52kHz振荡器、1.23V基准稳压电路、热关断电路、电流限制电路、放大器、比较器及内部稳压电路等。为了产生不同的输出电压，通常将比较器的负端接基准电压（1.23V），正端接分压电阻网络，这样可根据输出电压的不同选定不同的阻值，其中R1=1kΩ（可调-ADJ时开路），R2分别为1.7 kΩ（3.3V）、3.1 kΩ（5V）、8.84 kΩ（12V）、11.3 kΩ（15V）和0（-ADJ），上述电阻依据型号不同已在芯片内部做了精确调整，因而无需使用者考虑。将输出电压分压电阻网络的输出同内部基准稳压值1.23V进行比较，若电压有偏差，则可用放大器控制内部振荡器的输出占空比，从而使输出电压保持稳定。

由图1及LM2576系列开关稳压集成电路的特性可以看出，以LM2576为核心的开关稳压电源完全可以取代三端稳压器件构成的MCU稳压电源。

2 LM2576应用举例

2.1 基本应用设计

由LM2576构成的基本稳压电路仅需四个外围器件，其电路如图2所示。

电感L1的选择要根据LM2576的输出电压、最大输入电压、最大负载电流等参数选择，首先，依据如下公式计算出电压·微秒常数（E·T）：

E·T=（Vin - Vout）×Vout/ Vin×1000/f   (1)

上式中，Vin是LM2576的最大输入电压、Vout是LM2576的输出电压、?是LM2576的工作振荡频率值（52kHz）。E·T确定之后，就可参照参考文献[2]所提供的相应的电压·微秒常数和负载电流曲线来查找所需的电感值了。

    该电路中的输入电容C2一般应大于或等于100μF，安装时要求尽量靠近LM2576的输入引脚，其耐压值应与最大输入电压值相匹配。而输出电容C1的值应依据下式进行计算（单位μF）：

C≥13300 Vin/ Vout×L （2）

上式中，Vin是LM2576的最大输入电压、Vout是LM2576的输出电压、L是经计算并查表选出的电感L1的值，其单位是μH。电容C铁耐压值应大于额定输出电压的1.5～2倍。对于5V电压输出而言，推荐使用耐压值为16V的电容器。

二极管D1的额定电流值应大于最大负载电流的1.2倍，考虑到负载短路的情况，二极管的额定电流值应大于LM2576的最大电流限制。二极管的反向电压应大于最大输入电压的1.25倍。参考文献[2]中推荐使用1N582x系列的肖特基二极管。

Vin的选择应考虑交流电压最低跌落值（Vac-min）所对应的LM2576输入电压值及LM2576的最小输入允许电压值Vmin(以5V电压输出为例，该值为8V)，因此，Vin可依据下式计算：

Vin≥（220Vmin/Vac-min）

如果交流电压最低允许跌落30%（Vac-min=154V）、LM2576的电压输出为5V（Vmin=8V），则当Vac=220V时，LM2576的输入直流电压应大于11.5V，通常可选为12V。

2.2 工作模式可控应用设计

LM2576的5脚输入电平可用于控制LM2576的工作状态。5脚输入电平与TTL电平兼容。当输入为低电平时，LM2576正常工作；当输入为高电平时，LM2576停止输出并进入低功耗状态。图3是LM2576的工作模式可控电路原理图。

图3中，下拉电阻R2可保证MCU-CON控制端为低时LM2576的正常工作，其值为1～10kΩ。MCU-CON的控制端信号来自MCU，该端为高电平时，LM2576停止输出，系统进入低功耗状态。开关K的闭合会使LM2576重新工作。R1的选择与R2的阻值有关，设计时保证当MCU-CON控制端为高电平且K闭合时，R1不至于因过流而损坏MCU的输出控制端。同样，当MCU-CON控制端为高电平且K断开时，应保证R2上的分压大于TTL高电平的最小值（2V）。

图4

    2.3 与线性稳压器件的配合设计

较高的输出电压纹波（一般大于20mV）是开关稳压电源设计中不可回避的问题。在某些对电源纹波电压有特殊要求的场合（如MCU内部有高精度A/D转换器等），可采用开关稳压电源来提高稳压电源的工作效率或采用线性稳压电源来降低稳压电源的输出纹波电压。因此，采用开关稳压电源与线性稳压电源相结合的形式可为有特殊要求的MCU供电提供一种更好的方法。图4是低纹波输出电压稳压电路原理图。

图4中的前半部类似于图2，为了提稳压电源的整体工作效率，当IC2采用7805时，由于7805的最小输入电压为7.5V，因此，图4中的开关稳压集成电路采用了可调节输出芯片（LM2576-ADJ），图中，开关稳压集成电路的输出电压Vort与 R1和R2的关系如下：

Vort=1.23×（1+ R2/ R1）

第3篇：稳压电源的设计与制作范文

关键词：微型放大器；动态测量；滑环；电路板

0引言

发动机正时链条张力测试系统中，需要对链条张力进行测量，这可以通过对凸轮轴链轮的微应变量进行测量，从而间接测量链条的张力。发动机凸轮轴链轮在发动机运行过程中一直处于旋转状态，同时工作环境温度较高；这就对链轮微应变量的测试提出了较高的难度。本文基于AD620这一微型放大器，设计出一个三通道微型放大器电路，首先对测量信号进行放大，然后再利用滑环对测试信号以及供电进行动态和静态的切换，从而实现了旋转链轮的微应变测量。

1微型放大器电路的设计

微型放大器的电路设计图如图1所示，电路电源由±15的电源开关提供，对放大器进行供电以及稳压电源进行供电。测试传感器的激励电压为10V，所以需要在电路增加稳压电源来对传感器进行单独供电。AD620放大器获得微电压测试信号后，对信号进行放大在对信号进行输出。电路由如下几种电器元件构成：三端稳压电源调整期、电容、AD620放大器以及220V转±15V电源开关组成。下面对各电器原件在电路中的作用进行介绍[1]。三端稳压电源的型号是根据微应变测量传感器的供电电压来选择，本文中传感器的激励电压为10V，所以选择使用CYT78L10类型稳压电源。稳压电源有三个针脚：VIN端为输入、GND端为接地、VOUT端为输出。这一型号的稳压电源功耗小、电压输出值稳定、对温度的变化不敏感同时尺寸小，有较好的兼容性[2]。电路中有两种电容，分为C1、C2两个普通电容和C3、C4两个电解电容。普通电容在电路中主要对稳压电源进行隔直，电解电容主要是对±15V的电源进行电源滤波。AD620微型放大器是整个电路中主要原件。它是美国AD公司利用最先进的工艺制作而成，他具有噪声小、功耗低、、体积小、增益范围可调以及高共模抑制比等优点，这一放大器已经成为目前市场上高性能低成本放大的代表。在实际测试过程中，根据放大器电路图，可以把这集微型放大器做成任何形状的微型放大器电路板。如图2所示，三通道放大器电路板与一元硬币的对比，这样便于安装在旋转测试零件的内部或者粘贴在测试零件上。

2滑环介绍以及链轮测试总体电路

滑环是一种机械装置，它实现了电信号或者供电电源在静态系统和动态系统之间能量无损传递。本课题中使用的是美国某大学研发的SQR10M/E60型十通道滑环。这一滑环运行过程中噪音低，信号传输信噪比高；同时具有防油耐高温的特点完成一系列的设计后，下面对链轮传感器的测试总电路进行介绍。链轮传感器测到链轮微应变并且转换成微电压信号后，首先传递给放大器电路，对信号进行放大；再通过滑环对信号进行动态以及静态的切换，再传输到采集设备。其工作示意图如图3所示。滑环在整个测试连接中，处于动静交替的位置，所以在图中，其一半属于动态一半属于静态。

3总结

通过上述设计的微型放大器电路配合滑环的使用，可以准确高效的对旋转元件微电压信号进行测量。这一微型放大器电路的设计对动态测试以及测试信号的信噪提高比有较大帮助，特别对于动态微电压测试技术有着重要的作用。

参考文献

[1]王树振，单威，宋玲玲.AD620仪用放大器原理与用.微处理机,2008.

[2]曹军.仪器放大器AD620性能及其应用.电子器件,1997.

第4篇：稳压电源的设计与制作范文

早期的恒流源多为线性电源，近几年随着开关技术的不断成熟，线性恒流源逐渐被开关式恒流源所替代。相比之下，开关电源具有体积小、重量轻、功率因数高、效率高等优点，开关电源的研究涉及到自动控制、电力电子等诸多技术领域，高效率、软开关是开关电源的研究和发展方向。因此，PFC技术、软开关PWM技术得到了空前的发展，并在开关电源中得到了广泛的应用。

【关键词】软开关；功率因数校正；移相全桥ZVS变换器

早期的恒流源多为线性电源，近几年随着开关技术的不断成熟，线性恒流源逐渐被开关式恒流源所替代。相比之下，开关电源具有体积小、重量轻、功率因数高、效率高等优点，开关电源的研究涉及到自动控制、电力电子等诸多技术领域，高效率、软开关是开关电源的研究和发展方向。因此，PFC技术、软开关PWM技术得到了空前的发展，并在开关电源中得到了广泛的应用。

1 开关电源发展现状

电源是人类目前生活和生产中最为重要的能源形式之一。在工农业领域，很多用电设备都无法直接使用供电电网提供的工频交流电作为供电电源，而是需要通过某种形式对电网提供的工频交流电进行变换，得到其所需要的电能形式，才可以使用电设备处于各自的最佳工作状况或者满足用户负载的特殊工作情况的要求。可调直流电源实质是输出电压（或电流）可调的稳压（或稳流）电源。可调直流电源的应用非常广泛，在工业领域主要用于大功率直流电动机的供电电源；蓄电池充电电源，PCB曝光灯电源；电阻器、继电器、电机等电子元件老练供电电源；电解电源、实验室、电子设备的供电电源等。同时许多用电设备，如信号源、自动控制系统、检测系统等，对其供电电源的电压稳定精度要求比较高。

就信号源而言，若其供电电压不稳定，就会造成信号源发出的信号不稳定或不能发出特定频率的信号。对一些精密的电子仪器而言，若其供电电压出现波动，将导致测量和计算结果出现误差。对一些控制系统而言，若其供电电压不稳定将引起自动控制系统工作不稳定，甚至不能工作。可调直流电源在农业领域也有应用，例如静电喷雾杀虫、环境静电除尘、静电杀菌、生物静电效应研究、种子静电处理等等。

2 可调直流电源的特点

随着工农业技术的不断发展，一些用电设备对供电电源要求也变得越来越高，并对其性能、精度、体积、重量、智能化操作等各方面都提出了新的技术要求，现有的直流电源已经不能满足相关要求。

可调直流电源主要分为线性直流电源和开关型直流电源两种。线性直流电源电路中的调整功率管工作在线性放大区。这种稳压电源的主要优点是电路结构简单，输出纹波小，精度高，对电网的谐波干扰小，输出电压稳定，抗干扰性好。当然，直流线性稳压电源也有一些致命缺点，限制了它在一些场合的应用。其调整管工作在线性放大状态，因而发热量大，效率低，其效率一般只有45%；由于线性稳压电源的发热量比较大，必须进行散热，所以线性稳压电源往往需要加上庞大的散热片，而且稳压电源工作在工频50Hz下，输入端口的工频变压器体积也很大；当要制作多组电压输出时，变压器体积会更庞大，不便于开关电源的微型化和轻量化。

高频开关电源是指功率晶体管工作在高频开关状态的直流稳压电源。高频开关电源与线性直流电源相比主要有以下优点：（1）体积小，重量轻由于开关电源采用了高频技术，去掉了传统的工频变压器，使得变压器、滤波电感和滤波电容的体积和重量大大减小。（2）效率高。高频开关电源采用的功率开关管功耗一般比较小，尤其将软开关技术应用在开关电源中时，可以大大的减小开关损耗。（3）功率因数高。在配有功率因数校正电路的高频开关电源中，功率因数一般在0.9以上，而且基本不受负载变化的影响。（4）稳压精度高。高频开关电源的稳压精度可高达0.2%。（5）可靠性高、灵活性高。在采用单项有源功率因数校正电路的开关电源中，电源允许的输入范围比较大，能满足世界各国不同的电网等级，所以电源装置的可靠性和灵活性比较高。由于高频开关电源具有以上这些优点，其应用也越来越广泛，并且逐渐占领主流市场，有取代线性直流电源之势。因此研究和设计一种低功耗、高效率、大功率的高性能开关电源意义深远。

现在市场上主流的可调直流电源有线性直流电源和开关型直流电源，开关型直流电源以其功率因数高、体积小等优点占据主流市场，近几年随着科技的发展，我国生产的直流稳压电源（开关电源）的工作频率由原来的几十千赫兹发展到现在的几百千赫兹，但是和欧美、日本等发达国家还是有一定的差距，以美国为首的几个发达国家在这方面的研究已经转向高频下电源的拓扑理论、工作原理、建模分析等方面技术领域。因此，我国开关电源的研究及应用在这些方面与发达国家还有很大的差距。

3 结语

随着我国科学技术的不断提升，我们国民生产各部门，各行业对直流电源的要求会更一步的提升，尤其是对20A直流电源方面，寻找新式的电源已经分非常迫切的了。为此希望我国能够早日制造出能够适合各种行业的电源，进一步促进我国的兴旺发展。

参考文献：

[1]翼飞.高压直流电源技术的发展现状及应用[M]，农业电气化，2004

[2]郝欣.基于PSM高压开关电源控制策略的研究，[D]，合肥，合肥工业大学，2007

[3]王增福，李昶，魏永明.新编线性直流稳压电源[M]，北京：电力工业出版社，2004

[4]杨贵恒，张瑞伟，钱希森等.直流稳压电源[M]，北京：化学工业出版社，2010

第5篇：稳压电源的设计与制作范文

[关键词]电子实习；教学模式；教学改革；教学效果

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2015.41.189

高职电子工程实习是一种注重实际动手能力培养和锻炼的基础课，要求学生在掌握扎实的理论知识基础上，学会理论联系实践，在实践中不断提升动手能力和创新水平，是促进学生理论知识上升到实践能力的重要环节，也是保证学生能够适应企业工作岗位的重要教学内容。因此，探讨如何改进电子工程专业实习教学方法和质量具有十分重要的现实意义。

1 电子工程实习教学现状分析

当前电子工程实习教学过程中，由于学校教学软硬件条件存在明显差异，且行业内新技术、新工艺不断出现，电子工程实习教学存在一些比较突出的问题，主要有以下几种情况：

（1）实习内容简单陈旧，无法满足当前电子工程应用发展需要。当前电子工程实习内教学内容还停留在传统焊接、组装以及基本仪器使用层面上，学习内容陈旧、缺乏有机统一，不能有效调动学生学习积极性。学生学完相关课程后，只是知其然不知其所以然，难以达到培养创新实践能力的教学目的。

（2）实习教学模式设计不科学合理，严重限制了学生创新动手能力提升。从现有实习教学模式来看，学生要在有限的课时内掌握电子器件原理、电路组装、焊接和拆卸、运行测试只是外，还要学习电路设计、Protel99se 软件、PCB工艺制板以及电路焊接检测等内容，繁重的实习任务严重挤占了学生自我发挥想象力和动手创造的空间，不利于促进学生电子系统综合设计能力、创新能力培养和发展。

（3）对新工艺技术关注不足。实习教学内容与行业最新技术发展脱节严重，学生对当前企业引入的新电子工艺技术和设计技术缺乏足够了解，相关动手能力不足，严重限制了其社会就业能力提升。

2 电子工程实习教学改革路径

根据高职院校课程改革指导思想，以及电子工程人才培养目标，以提高学生实践创新能力为出发点，本文提出了电子工程实习教学三段式改革方案，分别是：

第一阶段：电子工艺基本技能训练阶段

该阶段主要强调专业基本技能学习和训练，要求学生掌握电板组装、焊接、测试等多项基础技能和实践能力。学生要掌握以下几个方面的专业知识和技能：

（1）熟悉电子元器件工作原理和检测方法。通过分解讲授、现场示范、学生实操等方法，帮助学生掌握电子元器件内部组成结构、工作原理和检测方法。

（2）直流稳压电源设计。通过指导学生自行设计和组装最简单的直流稳压电源着手，帮助学生掌握电路设计方法和动手能力。

（3）Protel99se 软件设计。对于电子工程专业学生来说，掌握计算机辅助电路设计是最基本的要求。要在实习课程中引入Protel99se 软件设计方法，帮助学生掌握Protel99se软件使用技能。

（4）电源电路PCB 设计。帮助学生掌握最新PCB 设计理念和技术，熟悉PCB 制作工艺和方法。通过开展实习实践活动，让学生自行设计稳压电源PCB板，在这个过程中熟悉感光板、热转印等工艺技术，为以后设计和制作电子产品奠定专业技术基础。

（5）电子产品组装、焊接和调试。设置简单的稳压电源组装、焊接和检测教学内容，帮助学生了解和熟悉电子系统设计要点和方法。提高学生电子系统调试、测试、故障诊断动手能力。

第二阶段，任务驱动的开放式教学阶段

学生在自行设计简单的稳压电源过程中，可以对电子产品设计方法和流程进行熟悉了解，并在此基础上进一步强化学生的动手能力、电子产品综合设计能力、理论与实践相结合能力，最后逐渐掌握更加专业化、系统化的电子产品组装、测试技能。通过开展任务驱动的开放教学，给学生自由选择学习内容的空间，发挥其主观能动性和创造性，自行摸索和探讨电子设计设计、组装和调试方法，形成良好的专业素养和动手创新能力。

考虑到教学改革处于前期摸索阶段，为方便器件、管理以及考核，为学生提供半开放式教学尝试，结合专业课学习内容以及以往电子设计大赛科目，为学生提供选择题目，要求其用可以支持ISP单片机AT89S52为核心选器件设计制作一个电子系统，例如交互式信号发射器、自动化线路巡查车设计、数控稳压电源设计、电动机功率限额监测器等。另外，教师可以鼓励学生自主选题，另课余时间搜集相关资料和文献，自行完成电路程序编写和测试。教师验收学生设计作业合格后，学生可以进入到第三个教学实习环节。

第三阶段，综合设计制作测试阶段

学生完成第二阶段实习任务后，教师要利用1～2周的时间点评学生前面两个阶段实习效果。通过在课堂上演示学生设计作品，共同探讨作品中存在的问题并指正；教师也可以要求学生自己做好作品设计展示方案，在课堂上边演示和回答师生提问，这样不仅可以加深学生对设计产品的认识和理解，还可以锻炼他们的口头表达能力。

第一个阶段可以夯实学生电子工程基础动手能力和技能，掌握扎实的焊接、组装、调试、检测试能力。第二阶段可以引导学生自行开展研究，通过搜集专业资料和文献，完成电子产品设计，这可以有效提高其综合动手和实践能力，有利于增强学生创新意识。第三阶段主要对前两个阶段学习成果进行巩固和提升，进一步提高学生理论联系实践、学科知识运用能力以及创新能力。

3 结 论

本文就电子工程实习教学改革进行了一些尝试和探索，希望能够起到抛砖引玉的作用，今后有更多学者投入到这方面的研究中来，不断补充和完善相关理论体系，促进电子工程实习教学水平提高。

参考文献：

[1]李桂梅，李科生.立足双赢：校外实习基地建设与研究[J].当代教育理论与实践，2010（2）：75-77.

[2]张小穗.模具专业实习教学改革探析[J].职业，2010（26）：70-71.

[3]高等理科教育 2007年目录总汇[J].高等理科教育，2008（1）：157-162.

[4]《中国教育技术装备》2008年总目次[J].中国教育技术装备，2008（24）：159-176.

[5]芮勇宇，王前，裘宇容.检验医学专业本科生实习教学改革探析[J].山西医科大学学报（基础医学教育版），2008（1）：83-85.

[6]《实验技术与管理（月刊）》2014年（第31卷，总第208―219期）总目次[J].实验技术与管理，2014（12）：1-18.

[7]罗丹.从职业岗位能力需求谈高职广告设计专业工学结合教学模式的优化[J].教育与职业，2015（2）：119-120.

[8]李连进，徐维洋，余庆玲，戴伟业.独立本科院校金工实习教学中存在的问题及对策研究[J].实验室科学，2015（1）：158-160.

第6篇：稳压电源的设计与制作范文

关键词 STM32单片机；控制；无线遥控；直流减速电机

中图分类号：TP87 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）01-0031-02

目前在政府部门、学校、企业，商场等场所在一些特定时候都会悬挂条幅，然而悬挂条幅一般都采用人工悬挂的方法具有一定的危险性。随着信息时代的飞速发展，特别是自动控制与单片机控制的发展，可以应用自动控制系统来完成对条幅的悬挂。本文基于stm32单片机设计了一种可遥控自动条幅悬挂系统，采用STM32F103C8作为主控芯片，该芯片性能高、成本低、功耗低，保证了所设计系统的稳定可靠。

随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们也越来越追求物质的使用方便安全，本文所设计的可遥控自动条幅悬挂机，通过无线遥控器来控制条幅的升降，它集成了机械，电子，计算机控制于一体。通常人们悬挂条幅时都是人工操作，不仅工作效率低，而且还就具有高风险，操作不当，人们就会受到伤害。因此我们研究设计了可遥控自动条幅悬挂机，它代替了人工悬挂条幅，降低了危险，提高了工作效率。

1 系统总体结构

图1 自动控制升降条幅系统框图

系统框图如图1所示，stm32单片机是核心控制芯片，最高工作频率为72 MHz，满足本系统处理速度和实时性需求。工作过程通过无线遥控，由单片机发出指令，对控制电机的继电器进行驱动，让电机正转或反转，控制条幅升降。直流稳压电源部分设计采用LD3985，WRB1205ZP实现隔离稳压电源为电路板中数字部分供电，K7805为非隔离稳压电源为模拟部分供电；报警系统部分设计采用霍尔电流检测的方法，当电机没有正常工作或条幅超重时，通过电流传感器采集电机电流信号，以实现负载过高、电机异常等状态的判断与报警；无线遥控模块，采用433M频率传输芯片实现10 m内的控制信号传输；直流减速电机控制部分设计采用单片机控制继电器的开闭，进而控制直流减速电机的转动。

2 系统主要硬件设计

2.1 直流稳压电源设计

本系统的内部电路供电电源为12 V，但是由于一些芯片的工作电压为5 V和3 V所以设计以下降压电路如图2所示，12 V电源给直流减速电机供电，5 V给光耦原件、继电器、电流传感器供电，3 V给stm32主控芯片及蜂鸣器供电。

2.2 报警系统设计

此报警系统是通过基于霍尔感应原理的电流检测芯片输出一个线性的电压信号给单片机，来判断电机是否正常工作。如果横幅超重电机超负荷工作则常蜂鸣器报警、黄色指示灯亮。当电机正常工作时，电流检测芯片输出一个合理的电压信号，此时绿灯亮；当电机遇故障或严重超负运行，则电机会自动断电保护并发出声光报警，进而达到报警和保护的目的。设计选用的是ACS712一种线性电流传感器，该器件内置有精确的低偏置的线性霍尔传感器电路，能输出与检测的交流或直流电流成比例的电压。具有低噪声，响应时间快。

图3 电流传感器电路图

2.3 直流减速电机的控制设计

直流减速电机为条幅升降系统提供动力，本设计通过stm32单片机来控制继电器的开闭从而改变直流减速电机两端电压极性，即控制电机的正反转，实现条幅的升降。在单片机与继电器之间，采用了光电隔离技术，能够有效地避免在电机转动时对主控芯片的干扰。

图4 继电器控制电路

2.4 无线遥控模块

本模块采用433M频率传输芯片，通过遥控器发出指令，由传输芯片传给单片机，再通过单片机来控制电机转动，达到条幅升降的效果。433 MHz无线收发模块，低功耗，低速率，低成本，准确有效，安全可靠。当电压变化时发射频率基本不变，和发射模块配套的接收模块无需任何调整就能稳定地接收。

3 系统软件设计

本设计利用的是keil4编译环境，通过J-LINK把程序下载到stm32单片机中。具体的程序框图如图5所示。

3.1 硬件调试

硬件调试采用单独模块调试，然后系统整体运行调试的思路。

1）直流稳压电源调试：通过系统内部供电12 V，依次用万用表测得LD3985的输出电压是否为5 V，WRB1205ZP的输出电压是否为5 V，K7805的输出电压是否为3 V，若满足要求的则直流稳压电源工作正常。

2）报警系统与直流减速电机控制模块调试：通过单片机控制继电器，能否控制电机的正转反转，若能则直流减速电机控制模块工作正常；当电机正正转时，卡住电机使电机不能正常工作，此时蜂鸣器是否报警，若报警则报警系统工作正常。

3）无线遥控模块调试：通过无线模块调试，当按下“A”键时，电机正转；当按下“D”键时，电机停止转动；当按下“B”键时，电机反转；当电机在堵转的情况下，电机停止工作并且蜂鸣器和黄色指示灯报警，按下“D”键时确认取消报警。若各个功能均能正常工作则无线模块调试成功。

图5 具体程序框图

3.2 软件调试

采用模块化设计，结构清晰，各个模块对应功能明确，在调试采用逐步的方法，先对各个模块在线调试，当各部分功能实现后，再对整个系统主程序完整调试。全部采用C语言编写，除语法与逻辑差错外，当确认程序没问题是，可下载到单片机运行调试。

4 实施效果

将制作好的条幅挂在条幅悬挂机上，接通电源，手持遥控器按“A”键，则条幅将随着电机的转动向上运动，此时绿灯亮电机运行正常；当条幅上升到目标位置时，通过该位置的接近开关使横幅自动停止绿灯熄灭，如果在特定场合需临时调整高度也可以手动调节；当活动或会议结束，需要撤下条幅时，通过“B”键控制电机反转使条幅降下来，按“D”键横幅停在指定位置；当电机堵转时电机会自动停止工作并发出声、光报警，经工作人员确认故障后按“D”键取消报警；当条幅超过一定重量产生安全隐患时，则蜂鸣器和黄色指示灯报警。

该装置实现了以下功能。

1）实现对条幅的自动悬挂和自动降落功能。

2）实现无线遥控器对条幅悬挂机进行控制。

3）实现具有超重自动报警、电机异常报警功能。

因此我们所设计的基于stm32单片机的可遥控自动条幅悬挂机的优点，代替人工手动升降条幅，缩短会场布置时间，降低危险；悬挂机体积小，具有防雨功能，适用与室内以及室外场合，安装更加方便。

5 结论语

此可遥控自动条幅悬挂机经过我们多次的实践和检测，可以实现对条幅的可遥控悬挂，满足在各种条件下对条幅正常悬挂的要求。同时具有结构简单、牢固、操作灵活省力、性能可靠并便于养护维修的特点。因此，基于stm32单片机的可遥控自动条幅悬挂机有着很好的应用前景，在生产生活中会用广泛的应用。

参考文献

[1]STM32F10X数据手册[M].2001.

第7篇：稳压电源的设计与制作范文

【关键词】多用户;电子式;单相电能表

一、AD7755设计方案

AD7755是美国模拟器件公司生产的用于功率测量或电能计量的专用集成电路，是目前电子式电子表的核心芯片之一。

1.主要特性

高精度

具有平均有功功率脉冲输出口（F1、F2）

具有瞬时有功功率脉冲输出口（CF）

负向有功功率指示

在电流通道中具有可编程增益放大器（PGA）

电源监控功能

内置2.5V的电压基准值（典型值：55ppm/℃）

单电源工作，低功耗

CMOS工艺

2.内部结构和工作原理

内部结构框图如图1所示：

图1

AD7755是一个24脚的芯片，内部结构框图如图1所示。

从图中可以看出，AD7755由模数转换电路（ADC）和信号处理电路两部分组成。ADC二部分包括电流采样通道和电压采样通道。电流采样通道有可编程增益放大器（PGA），它分为xl、x2、x8、X16四档。电压监控单元和基准电压源单元电路也在此部分。

两个通道的16位ADC分别对负载电流和电压信号进行模数转换。信号处理部分包括相位补偿网络、HPF、乘法器、LPF及数字一频率转换器等。

由于AD7755对采样的两路模拟信号先进行模数转换，然后再相乘，故在外界环境恶劣的条件下仍可保证良好的性能指标和长期的稳定性。AD7755的各项指标均满足IEC1036或GB/T 17215-1998标准要求。

二、+5V稳压电源

电源是电能表设计的重要部分，其设计的好坏对整个系统的性能有较大影响。本设计使用的稳压电源是由MC7805实现的，输入电压220V，输出电压+5V 。

集成三端稳压器稳压精度高、工作稳定可靠、电路简单、容易设计和制作、体积小、重量轻、成本低、维修简单。7805集成三端稳压器的典型应用电路如图2所示，这是一个输出 +5V直流电压的稳压电路。IC采用集成三端稳压器7805，C1、C2分别为输入端和输出端滤波电容，RL为负载电阻。

三、光电隔离电路

在实际应用中，许多电路链接之间需要非直接的连接，从而在提供数据的同时避免来自系统某一部分的危险电压或电流对另一部分造成破坏，造成这种破坏的可能是电源质量低劣、接地故障等各种故障。电路隔离的主要目的是通过隔离元件把干扰的路径切断，从而达到抑制干扰的目的。

我们选用光电隔离法，光电隔离元件里面包含两个基本元件：光发射元件和光接收元件，因光电隔离元件中的光发射元件和光接收元件中间是以光的形式相互联系的，在电气上没有直接相连，从而达到在电气上的隔离作用。

光电耦合的主要优点是：信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离，抗干扰能力强，工作稳定。

四、AD7755相关电路

AD7755是AD公司推出的脉冲输出的一种高准确度电能测量芯片，AD7755在低频输出端提供平均功率信息，在高频输出端输出频率正比有效功率的脉冲，AD7755还有自校准功能。AD7755内部包含一个对AVdd电源引脚的监控电路。在AVdd上升到4V之前，AD7755一直保持在复位状态。

当AVdd降到4V以下，AD7755也被复位，此时F1、F2和CF都没有输出。下图是AD7755的相关电路图。

图5 AD7755功能框图

五、参数设定

+5V稳压电源的参数有：变压器副边绕组的交流电压有效值，整流元件的参数，电容C1、C2的数值以及集成三端稳压器的选用。以下即参数计算：

（1）电容C1，可用下式进行计算：

式中：10ms为交流电网电压周期的一半。取Vimin=7.3V。因为在使用三端稳压器时，为了保证稳压性能，输入端和输出端间电位差至少应在2V以上，当然也不能太大，以减少器件功耗和避免器件损坏，一般对输出电压不大于18V的稳压器，输入电压应小于35V，按输出电流应有10%的余量，取：

Io max=1.1 Io=1.1A

通过计算，得：C1=3014uF。

因此取：C1=3300uF。

（2）变压器副边绕组的交流电压有效值，可用下式进行计算：

通过计算，得：V2=9.9V。为了留有一定裕量，取 V2=10.5V。

（3）桥式整流电路中，每个整流二极管在交流电网电压最高时承受的最大反向峰值电压为：

为了安全，整流管的反向耐压应当比上述值大50%以上，因此选择整流管时，其反向耐压应按下式考虑：

VRM≥16.3×（1+50%）≈25V

桥式整流电路中，每个整流二极管的正向电流平均值是输出电流的一半，其最大值是：

（iDAV）max=1/2Io max=0.55A

由于在接通电源瞬间有相当大的冲击电流（即充电电流）通过整流管，因此，整流管的参数IF（正向电流平均值）应比上述值大0.5～2倍。若按IF比上述值大0.8倍考虑，则：

IF=1.8（iDAV）max=1.8×0.55≈1A

根据上述计算，可选用1A/25V或1A/50V的桥堆。

（4）变压器副边绕组电流的有效值Iac要比输出电流Iomax大，一般情况下，前者是后者的1.1～3倍。这里我们取：

Iac=1.8Io max=1.8×1.1≈2A

因此，变压器副边绕组导线的粗细应按额定电流（交流有效值）为2A选用。

（5）电容C2的作用是减小稳压电源输出端由输入电源引入的低频干扰，其数值在100uF左右。

参考文献

[1]郭守平.电子式单相电能表的分析应用[J].内蒙古电力技术.2006（S1）.

[2]刘缨.电子式电能表测量结果的不确定度评定[J].计量与测试技术.2007（01）.

[3]赵智龙，赵军，郭俊林，牛玉.电能表“黑屏”原因分析[J].农村电气化.2007（06）.

[4]黄伟，袁纬武.采用功率比较法测量电能表基本误差[J].中国仪器仪表.2009（07）.

第8篇：稳压电源的设计与制作范文

所谓项目驱动教学法是一种建立在建构主义教学理论基础之上的教学法,学生综合素质和各种能力的提高都需要通过项目驱动教学模式来实现。该教学方法要求在教学过程中以项目为主线来展开,把相关的知识点融入到项目的各个环节中去,层层推进项目。通过对问题的深化或功能扩充,来拓宽知识的广度和深度,直至得到一个完整的项目解决方案,从而达到学习知识、培养能力的目的。项目驱动教学法属探究式教学法,老师根据学生已有的知识、水平、经验和兴趣,与学生共同拟定、实施一个项目来进行教学活动。在教学实施过程开始,教师引导学生选定“有意义”的项目,所谓“有意义”是指项目能够将课程中的理论知识融入到项目中并具有开放性;在项目实施过程中,老师在课堂教学中将融于项目的理论知识适当加以讲解,学生可以在项目实施过程中用理论指导实践,同时在实践过程中强化对理论知识的理解和掌握,两者有机结合,既能提高学生的兴趣,又可以在制定修改设计方案、分工协作中锻炼学生的自学能力、实践能力和创新能力,极大地发挥学生的主观能动性。在项目完成的基础上,可以引导学生对项目进行总结、交流和讨论,强化项目实施过程中学到的知识和技能,不但如此,可以引导学生在已实施项目上提出新问题、优化性能、扩充功能,进一步培养学生的钻研精神,挖掘学生的创造潜力。

二、项目驱动教学法在模拟电子技术课程中的应用

本文以直流稳压电源为例,介绍项目驱动法在模拟电子技术课程中的应用,该方法可以推广到该课程中的其它知识点,如功率放大电路、信号处理和信号产生电路等。

(一)项目的选择。项目的选择在项目驱动教学法中起着举足轻重的作用,项目选择要遵循以下原则:一是尽可能覆盖直流稳压电源涉及的所有知识点,如整流电路、滤波电路、稳压电路等,项目完成后学生能理解和掌握直流稳压电源所涉及所有理论知识,掌握运用这些理论知识的技能;二是项目要具有开放性,主要体现在项目的可拓展性,学生能够在已完成的项目上开展进一步的研究工作,包括性能的优化、功能的扩展等,如稳压电源转换效率的提高、稳压性能的提高等。在项目的实施过程中,学生可以充分发挥其主观能动性,增强团队协作能力,培养学生的钻研精神和协作精神。三是选择实际的工程项目,可以锻炼学生从事工程项目开发能力,毕业后无需岗前培训直接担任设计开发任务,从而拓宽学生毕业就业渠道。按照以上原则,选择直流稳压电源作为项目开展教学活动。在课程中的其它知识点,也可根据以上原则选择合适的项目,如在功率放大电路中选择扩音器作为项目、信号处理和信号产生中选择信号发生器作为项目等。

(二)项目的实施。项目驱动教学法中项目实施遵循层层推进的原则,按“搭积木”的方法,将项目分解成不同层次的小项目,每个小项目包含在不同知识点里,由不同的理论知识进行指导,由浅入深、由小到大,该章节课程结束时项目也就完成了。在整流滤波课程结束后,项目小组可以利用该章节所学的理论知识作为指导,讨论如何实现整流滤波环节,以整流电路为例,项目小组要确定选用单向半波、全波还是桥式整流或倍增整流,在确定了电路种类后要选择元件,确定元件必须具备的功能和性能,搭建电路后,要进行性能测试,测试的结果与理论计算值进行比较,分析产生差异的原因,寻找改进的措施。在整流电路设计完成后,进行滤波电路的选择和设计,讨论采用电容滤波还是电感滤波,各有什么优势,如果采用电容滤波,电容的取值应该多大、耐压性如何,纹波电压多大等,设计完成后进行测试,将测试结果与理论值比较并进行相应的处理。经过整流滤波后的电压值还不能够给精密度较高的电子设备供电,因此需要进一步稳压,这正是整流滤波后续课程内容,在这部分课程结束后,项目小组就可以讨论稳压电路方案,将所学的理论知识运用到实践中,确定采用串联反馈式稳压电路还是集成稳压器实现稳压,或设计两种方案并进行对比,方案确定后选择元器件搭建电路并进行测试,以此类推,在课程结束时完成项目。

(三)讨论和总结。项目完成后,各项目小组将项目过程中形成的设计方案、图纸、电路系统整理后,结合项目的心得体会撰写项目报告,在班级进行成果展示并汇报,其他小组成员可以对该组的项目展开讨论,/，！/如设计方案是否得当,元器件的选择是否合理,是否考虑了功能、性能和经济性要求等,项目小组可根据其他同学的建议对项目进行改进和优化。

(四)项目的拓展。项目的基本功能实现后,学生能够较好地掌握了直流稳压电源的基本知识,利用基本知识开展直流稳压电源设计的基本技能,该章节的教学任务也就基本完成,取得较好的教学效果,在此基础上可以鼓励学生进一步对已完成项目进行功能和性能的拓展。老师可引导学生对项目提出新要求,如功能上的扩展:不可调单向电压输出扩展为可调双向电压输出;性能上的扩展:电压稳定性的提高、电源转换效率的提高等,通过功能和性能的拓展,可进一步开发学生的创新思维,挖掘他们的创造潜力。

三、项目驱动法在模拟电子技术教学中取得的成效和存在的问题及对策

(一)取得的成效。将项目驱动法应用于模拟电子技术课程教学中,取得了以下成效:

1.学生对模拟电子技术课程产生浓厚的兴趣,学习效率得到明显的改善。一方面一改以往课堂上无精打采的状态,课堂气氛变得活跃,与老师的互动明显增加,因此学生的学习效率提高了,老师的积极性和效率也得到提高,形成了良性循环,使课堂教学效果得到明显改善;另一方面一改课后作业敷衍了事的状态,项目组成员分工查阅资料,讨论项目方案,加强与老师的交流,课后学习的目的性很强,有效地提高了课后学习的效率。

2.学生的理论知识和实践技能得到系统训练。因项目选择有针对性,涵盖了模拟电子技术的所有知识点,学生全程参与项目实施的每个环节,所以学生的理论知识和实践技能能够得到系统训练。另外,项目的实施如方案的确定、元器件的选型、电路的设计、制作和调试是在理论指导下完成的,

使得学生所学的理论能够得到实际应用,而在项目实施过程中通过查阅资料、讨论、老师的指导,使得学生能够在实践中强化对理论知识的理解、掌握和拓展。 3.学生的工程应用和创新能力得到很大提高。因为选择的项目都是实际工程项目,所以项目的实施完成对于提高学生的工程应用能力起着很大的作用,同时因为项目的开放性特点,可以锻炼和提高学生的创新能力,学生毕业后无需进行岗前培训即可直接上岗完成开发任务。另外,通过项目的实施,学生的团队协作精神、综合运用知识的能力等都会得到培养。

(二)存在的问题及对策。尽管在模拟电子技术中进行了项目驱动教学法的尝试,并取得了较好的效果。但是要将项目驱动教学法全面推广,最大限度地发挥其功效,还存在一些问题需要解决。

1.项目驱动教学要求老师有丰富的工程实践经验,而教师队伍中具备这种能力人的比例还不高。针对这个状况,可以从两方面开展工作,其一是较强校企科研和项目合作,可以派遣在职教师到企业挂职,为企业解决实际问题的同时锻炼自己的工程经验;其二是可以聘请企业中的资深工程师到学校担任兼职教师。

2.项目选择的问题。任课教师参与开发过的项目数量是有限的,不一定是“有意义”的项目,而且不一定适合教学。针对这个问题,除了要加强校企合作,多培养双师型人才,还要按项目选择的原则认真筛选、规范定题,不断积累,提高项目的数量和质量。

3.组织能力和协作精神的培养问题。项目的实施可以锻炼项目小组组长的组织能力,培养组员的协作精神,但如果组长在项目实施过程中只由一个人承担,其他组员的组织能力就得不到锻炼,有可能引发矛盾,更谈不上相互协作了。针对这个问题,可以采用组员轮流值班的方法解决,即在每个模块的设计和实施过程中由不同组员担任组长,可有效地解决组织能力和协作精神的培养问题。

第9篇：稳压电源的设计与制作范文

学科课程的解构与学习领域知识的重构的实践

现我院电气自动化专业培养的是以能力为基础的教育，以适应社会和企业需求的一般电气设备设计与现场施工等方面的实用型高级人才，毕业后能从事一门或若干相近职业所必备的本领，包括才能、方法知识、解决问题能力与高尚职业道德的综合素质。学习领域就是在工作过程系统化的基础上形成的针对课程教学所确定的内容，总是围绕一个主题目标来重建，在这个主题之下会包含着多个工作任务。学习域根据工作任务和工作过程来构建，完全打破学科体系的构建模式。根据教师能力、学校条件选择合适的教学方法、教学媒介完成学习领域知识的构建，在完成与每个工作任务相对应的学习领域知识构建后，再对各学习领域知识的主要内容进行微凋，完成一个职业的教学计划的重构。

讲解稳压电源学科课程授课过程与学习领域授课过程

学科型授课过程1)理论基础学习涉及相关课程有：(1)《高等数学》(2)《电路基本分析》含有章节如：线性电路基本分析方法、网络的VAR和电路的等效变换、一阶电路分析、二阶电路分析、交流动态电路等。(3)《模拟电子技术》含有如下章节、半导体二极管及其基本应用电路、双极型晶体管及其基本放大电路、场效应管及其基本放大电路、集成运算放大器的单元电路、互补功率放大电路、反馈电路等。在学完以上知识后才学习稳压电源基础理论知识。而且学习理论知识与实际电路有很大差别。理论课程与动手操作课程是分开，同时学习完理论课程后再学习实际动手操作课程。2)技能训练学习在学习技能训练时也有很多课程知识与训练学习，如：(1)电工电子元器件基础含有各类电阻、电容、各类晶体管类型、参数、应用、测量等知识。(2)电子技能实训含有安全用电、万用表使用、常用工具的使用、焊接技术等知识与训练。(3)仪器仪表操作毫伏表的结构与使用、指针万用表的使用、数字万用表的使用，示波器原理与使用。(4)电子整机装配与调试在学完以上课程后才学到稳压电源整机装配与调试阶段。通过以上学习过程可以看出学科型学习的缺点：一是时间跨度长;二是理论与实践脱离;三是学习内容多，同时学科型知识教学也限制老师的教学方式与方法。学习领域授课过程我们在运用以“工作过程系统”行动领域的学习领域教学习前，对“稳压电源调试与维修”工作过程为从工作过程中导出行动领域，从而达到了对学习领域知识的重构，首先要完成工作任务的分析并细化到资讯、决策、计划、实施、检查和评估六个完整的工作阶段。以学生为主体，把握以行动为导向，依据本教学情景所需知识，运用知识适度够用原则，对知识点进行重构与增减。充分运用多种教学方法进行授课，调动学生的积极性与主动性，实践、理论、实际紧密整合。以稳压电源的制作、调试与检修学习情境中任务三变压、整流电路制作、调试与分析为例，对学科课程的解构与学习领域知识的重构(图略)再以万用表的制作、调试与检修学习情境中任务二万用表直流电压档制作、调试与检修为例对学科课程的解构与学习领域知识的重构。