直流稳压电源电路的设计精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的直流稳压电源电路的设计主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：直流稳压电源电路的设计范文

关键词：直流稳压电源；电路设计；工作原理

1 电路设计背景和目的

通过多年的教学经验和对中职院校的学生进行的调研情况来看，中职院校的学生普遍文化基础薄弱，对文化课、理论课不感兴趣，但是大部分中职学生对实训课程感兴趣，喜欢动手操作，能够尝试动手去做一些实验，有的甚至能独立完成一些电子产品的安装与调试。例如，简单的门铃电路，流水灯电路等。因此，针对中职院校学生的实际情况，结合我学院电气工程系的学生学习情况，今年，我系领导决定对学生的课程安排进行了大胆改革，去掉纯粹的理论课，所有专业课程都变为一体化课程，让学生通过动手操作掌握理论知识，真正做到在做中学，在学中做，在这样的背景下，我尝试了将所担任学科《电子技术基础》这门理论课程融入到《电子电路的安装与调试》这门实训课程中去，变理论课实训课程为一体化课程。依托这样的改革前提，我尝试对直流稳压电源的电路进行了以下设计，目的就是为了更好的适应电气工程系的改革实践，同时也能够使学生在实际动手操作过程中深刻理解相应的电子专业理论知识，能够培养学生掌握理论知识的能力，激发学生热爱电子专业的热情，提高了学生学习的积极性，最重要的是让学生学会了技能，一技在手，更好地走上工作岗位，尽快地适应社会。

2 电路设计实验设备及器件

所谓巧妇难为无米之炊，电路设计同样需要必要的实验设施和工具，而实验条件的好坏和选择工具的正确与否是设计的关键和前提。下面我来具体阐释我的设计思路中所需要的实验条件、实验工具和必要的原材料：

2.1 电路所需实验设施和工具

本次设计的完成需要在专业的电子试验台上进行，需要的工具如下：示波器、万用表、变压器（12v）、电烙铁、钳子和镊子等，另外需要必要的焊锡和连接线。

2.2 电路所需元器件清单

元器件清单如下：

1A二极管IN4007，V1、V2、V3、V4，4只；发光二极管V5，1只；熔断丝FU 参数为1A1只；100uF 50 V电容C1，1只；10uF25V电容C2，1只；500uF 16V电容C3，1只；2200uF电容C4，1只；开关SW，1只；2.7KΩ电阻R1，1只；190Ω电阻R2，1只；280Ω电阻R3，1只；1KΩ电位器R4，1只；三端集成稳器CW7812 U（可调范围1.25V～12V），一只；可调电阻RW，1只。

3 电路设计思路

直流稳压电源又称为直流稳压器，其作用就是将交流电转化成相应用电器所需要的稳定电压的直流电。其关键是输出直流电压的稳定性，所以我们设计电路的着眼点就是电路转化的稳定性。

3.1 直流稳压电源的工作原理

直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路组成，其组成框图如图1：

直流稳压电源各部分的作用

（1）电源变压器：主要是降压器，用于把220V的交流电转换成整流电路所需要的交流电压Ui。（2）整流电路：利用整流二极管单向导电性，把交流电U2转变为脉动的直流电。（3）滤波电路：利用滤波电容将脉动直流电中的交流电压成分过滤掉，滤波电路主要有桥式整流电容滤波电路和全波整流滤波电感滤波电路。（4）稳压电路：利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的，用于将不稳定的直流电压转换成较稳定的直流电压。

3.2 直流稳压电源的设计方法

直流稳压电源的设计，是根据其输出电压UO、输出电流IO等性能指标的要求，确定出变压器、集成稳压器、整流二极管和滤波电路中所用元器件的相关性能参数，选择出这些元器件。

具体设计方法分为三个步骤：第一步：根据直流稳压电源的输出电压UO、最大输出电流IOMAX，确定出稳压器的型号及电路形式。第二步：根据稳压器的输入电压Ui，确定出电源变压器二次侧电压U2；根据稳压电源的最大输出电流IOMAX，确定出流过电源变压器二次线圈的电流I2和电源变压器二次线圈的功率P2；再根据P2，确定出电源变压器一次线圈的功率P1。然后根据所确定的参数，选择合适的电源变压器，一般为12v。第三步：确定整流二极管的正向平均电流ID、整流二极管的最大反向电压URM和滤波电容的容量值以及耐压值。根据所确定的参数，选择合适的整流二极管和滤波电容。

4 电路设计步骤

电路设计思路想出后，考虑实际电路具体设计步骤，完整的设计步骤是整个电路的核心部分，因此在设计过程中实际设计步骤显得尤为重要，具体步骤为以下几步：

4.1 电路图设计方法

电路图设计使用PCB制图软件制作

4.2 电路原理图的设计

电路原理设计使用Protel2000制图软件设计电路原理图如图2。

4.3 直流稳压电源实物设计

如图3所示安装直流稳压电源电路的前半部分整流滤波电路，然后从稳压器的输入端加入直流电压UI？燮12V，调节RW，如果输出电压也跟着发生变化，说明稳压电路工作正常。用万用表测量整流二极管的正、反向电阻，正确判断出二极管的极性后，先在变压器的二次测线圈接上额定电流为1A的保险丝，然后安装整流滤波电路。安装时要注意，二极管和电解电容的极性不能接反。经检查无误后，才将电源变压器与整流滤波电路连接，通电后，用示波器或万用表检查整流后输出电压UI的极性，若UI的极性为正，则说明整流电路连接正确，然后断开电源，将整流滤波电路与稳压电路连接起来。然后接通电源，调节RW的值，如果输出电压满足设计指标，说明稳压电源中各级电路都能正常工作。

5 电路设计总结

通过论述直流稳压电源电路的设计过程，强化了本人所教学科《电子技术基础》中模拟电路部分知识和《电子电路的安装与调试》实验部分知识。所设计的直流稳压电源电路，广泛运用于生活中，例如手机的充电电源、冰箱的稳压电源等。同时，也通过查阅参考书，网上资料等拓宽了自己专业方面的知识面。论述过程中，通过边教学边调研边实践的方式使本人对直流稳压电源电路设计过程有了一些新的认识，特别是强化了自己的教学能力，增强了所教专业学生掌握理论知识的能力，提高了其动手操作的能力。通过一段时间的教学效果来看，我所教授专业的学生对学院的此种教学改革适应快，容易接受，对教师所设计的教学模块感兴趣，并且激发了继续探究这一教学模块的动力，这也充分证明了学院提出的此种教学改革是可行的。

参考文献

[1]郭S.电子技术基础（第四版）[M].北京：中国劳动社会保障出版社.

[2]王建.维修电工技能训练（第四版）[M].北京：中国劳动社会保障出版社.

第2篇：直流稳压电源电路的设计范文

提出了一种直流稳压电源及其输出功率测量系统，系统以单片机为核心，采用DC-DC直流变压电路进行电压转换，使用单片机及其集成的A/D转换器完成功率测量及显示功能，同时在功率测量中使用了专用的集成检流放大器。通过对试验板进行测试与分析，证明系统主要技术指标符合设计要求，具有一定的实用价值。

【关键词】直流稳压电源 功率 检流放大器 单片机

直流稳压电源及其输出功率测量系统在生产、生活中被广泛使用，其中5V直流稳压电源普遍应用于各类数码设备充电、小型仪器仪表供电等，因此一种性能优良，运行稳定的5V直流电源具有很高的实用价值。这里以2013年全国大学生电子设计竞赛L题“直流稳压电源”所列基本要求为基础，设计了一种5V直流稳压电源及其输出功率测量系统，系统能够提供最大1A的电流，适用于各种不同的应用场合。

1 总体设计

系统以单片机为核心，采用DC-DC直流变压芯片进行电压转换，将输入的直流电压转换成5V，并使用采样电阻与AD转换器完成功率测量，采用液晶屏显示系统相关信息。系统结构框图如图1所示。这里单片机采用的是宏晶科技生产的STC15F2K60S2，该单片机是一款高速、低功耗的8051改进型单片机，内部集成高精度时钟及复位电路，可以省去外部时钟与复位电路，更重要的是该单片机内部集成了一个8路高速10位A/D转换器，在本系统中用于功率测量。

系统设计主要技术指标如下：

负载电阻为5Ω时，当直流输入电压在7～25 V变化时，要求输出电压为5±0.05V，电压调整率≤1%；

直流输入电压固定在7V，当直流稳压电源输出电流由1A减小到0.01A时，要求负载调整率≤1%；

功率测量与显示电路能实时显示稳压电源的输出功率。

2 直流变压部分设计

这里直流变压芯片采用的是LM2596。LM2596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芯片，它内含固定频率振荡器（150KHZ）和基准稳压器（1.23v），并具有完善的保护电路、电流限制、热关断电路等。该芯片电路简单，只需要4个元器件就可以完成基本电路的搭建，直流变压部分原理图如图2所示。

根据芯片手册与系统所要求的技术指标，硬件各部分元器件参数取值如下：C1为680?F电解电容，C2为470?F电解电容，D1为肖特基二极管SK54，L1为33mH电感。

该部分电路结构虽然简单，但由于模拟电路受电路板步线及元器件特性影响较大，故在设计时应注意以下一些问题：由于开关电流与环线电感密切相关，这种环线电感所产生的暂态电压往往会引起许多问题，要使这种感应最小、地线形成回路，这里D1与LM2596引脚2，C2与L1，C1与LM2596之间的连线在PCB 板上要印制得宽一点，且要尽可能地短，并且C1、C2、D1、L1 这4个元器件要尽可能地靠近LM2596。

3 功率测量电路设计

这里采用MAX4070完成系统对输出功率的测试，MAX4070是MAXIM公司出品的一款低价的双向、高侧、电流检测放大器，性能优良，适用范围广，该芯片共模输入电压可高达24V，且与电源电压无关，供电电流低于100?A （关断状态电流降至10?A），总的输出误差小于1.5%。为了增加设计的灵活性，芯片需要外接一个确定阻值的检流电阻，并且还可通过一个引脚选择芯片的增益为50V/V或100V/V。芯片通过单一输出引脚输出与电流成正比关系的电压信号，便可连续监视电流变化。这里由于输出电压是确定的，只要对输出电流进行测量便能实现功率测量。功率测量部分的原理图如图3所示。

4 性能测试与分析

5 结论

这里提出了一种直流稳压电源及其输出功率测量系统，并给出了具体的设计，按照设计制作了实物并进行了性能测试，通过测试与分析，证明系统主要技术指标符合设计要求，具有一定的实用价值。

参考文献

[1]缑新科.苏国英.石英晶体微天平驱动电路设计[J].电子设计工程，2013，21（32）：30-32.

[2]潘传勇，丁国臣，陈世夏.一款基于锂离子电池移动电源的设计[J].现代电子技术，2013，20（37）：52-53.

[3]焦保国.一种高可靠性矿用稳压电源的设计[J].电工技术，2008，10（29）：67-98.

[4]黄智伟，邹其洪.高端电流检测放大器MAX4372及其应用[J].电子质量，2002，4（23）：55-56.

[5]曲光阳，吴晓波.高精度高边电流检测放大器的研究与设计[J].机电工程，2008，11（38）：1-4.

第3篇：直流稳压电源电路的设计范文

关键词：直流，稳压电源，设计

Abstract: power supply is designed in this paper is composed of two parts, respectively, step voltage output power group and the positive and negative double power group. AT89S52 microcontroller as the core of the design of the control device, with the help of DAC series of digital-analog conversion chip, LM317 and LM337 regulator and CD4051 as the transform of the output voltage. DC regulated power supply design has certain protective function, and can be conveniently on the voltage display, each with 0.1V step increasing or decreasing voltage, enough to satisfy many experimental situations.

Keywords: DC, DC power supply, design

中图分类号：S611 文献标识码：A文章编号：

一、引言

直流稳压电源是电子及电气中常用的设备之一。传统的直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。普通直流稳压电源品种很多，但均存在以下问题：当输出电压需要精确输出，困难较大。另外，常常通过硬件对过载进行限流或截流型保护，电路构成复杂，稳压精度也不高。现设计精度简易直流电源，克服了传统直流电压源的缺点，具有较高的应用价值。

二、本系统功能特点

(1)一组电源最大输出电流可达2.5A，输出电压从0.0V～＋12.0V以0.1V步进连续可调（递增或递减），在输出电压在小于＋3V时，短路保护；当输出电压为＋3V～＋12V时输出电流超过2.5A时保护。另一组电源最大输出电流为1A，输出电压为：0.0V、±3.0V、±4.5V、±5.0V、±6.0V、±12.0V、±15.0V、±24.0V八种电压依次可调。

(2)输出端无论是过流还是短路，保护电路的动作都是以切断输出回路的方式工作，且当输出短路不再存在或负载足够轻时电路会自动恢复正常工作状态。保护动作时兼有声光报警信号。

(3)电路能够将两组电源的输出电压幅值实时直观地显示出来。

本文以AT89S52单片机为本设计的核心控制器件，借助于DAC系列数模转换芯片将数字量转换成模拟量，并通过I/U的转换以电压的形式输出；运用LM317与LM337结合的方式作为稳压器，用CD4051作为输出电压的变换。

三、系统硬件的设计与实现

系统硬件的结构框图如下图所示。主要由单片机、两组电源、显示、检测与保护电路、报警电路及键盘输入电路组成。

3.1、步进电压输出电源组工作原理

在这部分电路中主要的器件有单片机AT89S52、D/A转换器DAC0832、运放OP07和电流放大所用三极管。其电路原理框图如下图所示。

工作原理：首先给各芯片正常工作的条件，先利用单片机产生一组8位二进制代码并从P0口输出，可以通过按键来调整单片机输出二进制代码的加1和减1。8位二进制范围在00000000～11111111有效,再用此组二进制码送到DAC0832的数据输入端（DI0～DI7）,本系统是因D/A转换简单，故采用直通方式工作。与单片机电路连接如下图所示。

在电流/电压转换之后用运算放大电路进行了4倍的电压放大电路。电路连接如下图所示。

3.2、常用正负双电源组工作原理

该电源组输出正负对称的直流电压，电压值为8组实验最为常用的电源：0.0V、±3.0V、±4.5V、±5.0V、±6.0V、±12.0V、±15.0V、±24.0V。为了确保用电安全，电路在开机状态下必须能有0V的输出功能。电路原理图如下图所示。

图中二极管D1、D3的作用是输入开路时，防止C13、C23通过LM317、LM337放电。D2、D4的作用是输出端短路时，防止C12、C22向稳压器的调整端放电。在LM317稳压电路中，它的基准电压为＋1.25V，输出电流可达1.5A。图中R1、R2为泄放电阻，其输出电压的改变通变换调整端的电阻予以实现。

3.3、保护电路工作原理

保护环节的硬件电路主要由取样电路、A/D转换电路、单片机、保护控制与报警电路四部分构成。构成框图如下图所示。

它能在输出端短路或是负载过重导致的过流现象存在时动作，以切断输出回路保护电源本身不致损坏。其取样电路采用阻值极小的大功率电阻，这里取值为0.1Ω，如下图所示。

串联电阻R2、R3的作用为了防止输出端短路是的高电压反馈到A/D转换器的模拟量输入端而导致其损坏。当输出端连接上负载时，在取样电阻就会有电流流过，并产生一定的压降，并作为取样信号送到A/D转换电路进行模数转换。

3.4、显示电路工作原理

显示电路运用了最为常用的1/3位A/D转换集成电路ICL7107，由于该芯片要求正负双电源供电。以ICL7107本身38脚产生振荡信号作为资源，用一个六非门集成电路CD4069（或74LS04）与电阻电容构成负压产生电路。而芯片参考电压（36脚）仍用TL431提供。如下图所示。

3.5、数控部分

数控部分是稳压电源实现数字化控制的核心。以AT89S51单片机为控制核，采用DAC模块实现稳压电路的输出控制，并由ADC模块实现输出电压的测量，利用键盘和显示模块实现人机交互。键盘模块采用4×4 矩阵键盘，实现输出电压的数字化设定和步进调整。而DAC模块和ADC模块都采用串行控制芯片，减少了单片机IO口的使用。

四、系统软件设计

本系统的软件用C语言编写而成。包含主程序、D/A转换程序、A/D转换程序、保护动作程序几个模块组成。主程序流程图如下图所示。

由于设计使用的51系列单片机没有SPI接口，故采用软件模拟SPI的操作方法实现串行控制。在ADC采样时，对输出电压进行多次采样(如100次)，取其平均值作为采样结果，否则采样过于频繁，测量不准确。而预设DAC输出时，根据设定值预设一个DAC控制字，使输出接近设定值。在微调DAC输出时，只需对DAC控制字进行增1或减1操作即可。在键盘扫描时，如果按下的是数字键，则储存数字; 如果按下的是单位键，则组合之前按下的各数字键，使之成为一个数值，作为新的设定值; 如果按下的是步长键，则可设置步长值; 如果按下的是步进键，则对DAC设定值按所设置的步长增或减，使输出电压步进变化。

五、结果分析

（1）由于选择A/D与D/A转换器精度远高过指标要求的精度，且电路中所用的电阻均采用精密电阻，所以可以保证设定值和实际测量值的精度要求经过测试，误差最大为0.06V。

（2）输出端并联大容量的电容滤波与优质高频吸收电容（突波电容）,进一步降低输出电压的纹波系数。

六、结束语

本文介绍的电源以AT89S52单片机为核心控制器件，此电源不仅拥有完善的过流保护功能、直观的电压显示、良好的稳定性和较大的输出电流，而且能同时输出常用正负双电源和以0.1V步进递增或递减电压，足以满足众多实验场合的需求。

参考文献

[1] 王春梅.实验室简易数控直流稳压电源的设计[J].化工自动化及仪表.2011(01)

[2] 刘楚湘,杜勇,尤双枫.基于单片机的数控直流稳压电源设计[J].新疆师范大学学报(自然科学版).2007(01)

第4篇：直流稳压电源电路的设计范文

关键词：Multisim12.0 电子线路 实验教学 设计初探

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）09（a）-0170-03

当前由于部分学生创新意识弱、知识掌握不牢固和缺乏毅力，导致他们创新能力偏低，学习的效果不尽人意[1]。为改变这一状况，引入Multisim12.0仿真软件模拟实际电路，将多媒体及屏幕广播应用于电子线路课程设计教学中，充分激发学生学习的兴趣，调动他们的主观能动性，使学生了解到模拟电子技术这门课程并不抽象，而是与工程实际紧密联系着的，有着十分重要的实用价值。

电子线路课程设计是为配合模拟电子技术基础课程的教学而开设的。首先采用EDA（电子设计自动化）技术中的Multisim12.0软件来对模拟电路进行仿真运行，让学生完成EDA技术方面的初步训练，然后搭接出实际电路[2]。通过这一环节，对培养学生的创新思维、综合能力素质与工程实践能力等方面均能进行全面的检验[3]。

1 Multisim12.0软件简介

电子线路课程设计所用的Multisim12.0是美国NI（国家仪器有限公司）推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作，12.0是目前该软件的最高版本。它具有更加形象直观的人机交互界面，包含了Source库、Basic库、Diodes等15个元件库，提供了我们日常常见的各种建模精确的元器件，比如：电阻、电容、电感、三极管、二极管、继电器、可控硅、数码管等等。模拟集成电路方面有各种运算放大器、其他常用集成电路。采用图形方式创建电路，再结合软件中提供的虚拟仪器：数字万用表、函数信号发生器、四踪示波器等对电路的工作状态进行仿真和测试，设计者可以轻松地拥有一个元件设备非常完善的虚拟电子实验室。

2 Multisim12.0软件应用实例

为了培养学生在电子线路课程设计中对电路的分析能力、发现规律并验证结果的综合创新实践能力，使学生掌握科学的学习方法，选择了一些既实用又有代表性的课题：常用波形转换发生器、双电源共射极耦合差分放大电路（动、静态分析）、微积分运算电路等。下面以直流串联型稳压电源仿真为例，说明 Multisim12.0软件的具体应用。

2.1 直流串联型稳压电源总体结构

当前绝大多数设备及装置都需要直流电源进行供电。这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。直流串联型稳压电源原理框图如图1所示。

直流串联型稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成。电网供给的交流电压（220 V，50 Hz）经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压，再通过滤波电路滤去交流分量，得到比较平直的直流电压，但这样的电压会随着交流电网电压的波动或负载变化而变化，故在对直流供电要求较高的场合，还需要稳压电路，使输出电压更加稳定。

2.2 直流串联稳压电源原理图输入

利用Multisim12.0软件友好的操作界面，建立新文件，新建项目，创建电路图，连接电路。直流串联型稳压电源仿真电路如图2所示，图中虚框标注了四部分模块组成。采用桥式整流，电容滤波电路，稳压电路是一个闭环的负反馈控制系统。

（1）原理分析。

假设由于负载电阻的变化（输入电压不变）引起输出电压瞬时降低时，通过R4、R5，调节的取样电路，引起三极管基极电压（）B成比例下降，由于三极管的，所以发射结电压（）BE将减小，于是与构成的复合管的基极电流（IQ1）B减小，发射极电流（I）E随之减小，管压降（UQ1）CE增加，由于输入电压不变（），这样输出电压就上升，反之，输出电压则下降。通过以上的负反馈控制，最终使输出电压稳定，达到稳压效果。

2.3 输出电压调节范围

调节取样电路中的值可改变输出电压。输出电压的最大值为：

输出电压的最小值为：

通过计算可以看出，调节的阻值就可以控制输出电压的范围。这里，以保证调节到合适的阻值时，稳压输出6 V。

3 仿真验证

在Multisim12.0 软件右侧栏的仿真仪表中选择Multimeter（万用表）XMM1和XMM2分别测量三极管的集电极与发射极管压降VCE和输出电压，选择四踪示波器XSC1方便测试各点输入输出波形。

3.1 负反馈稳压仿真

改变负载阻值，分别调整为330、100和1K，万用表XMM1和XMM2测量三极管的集电极与发射极管压降VCE和输出电压的值如表1所示。

由表1中的测量值可以看出，当负载变大时（330调整为1000），引起输出电压瞬时降低，三极管的集电极与发射极管压降VCE变大（39.12 V变为39.25 V），导致输出电压由6.097V增至6.099V；当负载变小时（330 调整为100 ），引起输出电压瞬时升高，三极管的集电极与发射极管压降VCE变大（39.12 V变为38.68 V），导致输出电压由6.097 V降至6.089 V，稳压6 V得以验证。

3.2 稳压系数测量

衡量稳压电源稳压的主要质量指标有输出电阻，稳压系数和纹波系数。这里选取了稳压系数进行动态测试。在输出端接入负载=330 ，当负载不变时，输出电压和输入电压的相对变化之比，即（式1），调节电源输出值，模拟电网电压波动10%，测得数据和如表2所示。将数据带入（式1），得，可见输出电压相对稳定。

3.3 仿真值与理论值对比

当电源电压为220 V时，将仿真电路图2中的滑头调整为0%，用数字万用表测量，得=3.628 V（理论值=3.77 V）；滑头调整为100%，用数字万用表测量，得=8.546 V（理论值=8.87 V）。与理论计算值对比，相对误差为0.038%。

3.4 仿真波形

在仿真仪表中选择四踪示波器XSC1，测得直流稳压电源电路各点电压波形如图3所示。电源电压正弦波经整流桥整流输出为，再经滤波得到纹波，最后在负反馈稳压电路作用下输出比较平滑的直流电压。通过观测仿真波形，比较直观地验证了直流串联稳压电源原理的正确性。

4 结语

模拟电子技术是电力工程类包括电子信息专业的一门技术基础课，它是研究各种半导体器件的性能、电路及其应用的学科，只要与电子行业有关的都要用到模拟电路，晶体管，集成运放，反馈，直流稳压电源是我们常用的器件和电路。通过Multisim12.0 仿真软件在电子线路实习中的应用，使概念原理多、理论性强、比较抽象、学生理解起来很费劲的模电课程学起来更轻松，学生能够获得成就感，提高了学生的学习兴趣，对后续课程的学习打下了良好的基础。

参考文献

[1] 苑广军，孙继元.工程对象教学法培养创新能力的应用研究[J].实验技术与管理，2014，31（2）：21-22.

第5篇：直流稳压电源电路的设计范文

关键词：项目化；整流；滤波；稳压

1.制作要求

1.1任务

设计直流稳压电源，电源输出电压1.25~30V可调，最大输出电流为1.5A，输出纹波电压小于5mV，稳压系数小于5×10-3；输出电阻小于0.1Ω。

1.2要求

①选择电路形式，画出电路原理图；②合理选择电路元器件的型号及参数，并列出材料清单；③画出安装布线图；④进行电路安装；⑤进行电路调试与测试，拟定调试测试内容、步骤、记录表格，画出测试电路。

1.3装配电路板

在通用电路板上进行电路布局图的安装，电路装配的工艺流程说明，调整测试内容与步骤，数据记录，测试结果分析等。

2.学习要求

1、了解直流电源的基本组成和性能指标。2、掌握线性直流电源中整流、滤波、稳压电路的选择、电路元件的参数计算、选择等。3、掌握线性直流电源设计的方法和步骤。4、掌握直流电源的装配、调试和测试的操作技能。5、具有安全生产意识和预防措施。6、能与他人合作、交流，完成电路的设计、电路的组装与测试等任务，具有团结协作、敢于创新的精神和解决问题的能力。

3.分析过程

3.1电路原理图

如图1所示，T1为自耦变压器，T2为电源变压器，V1～V4为整流二极管，C1为滤波电容，CW7812为三端稳压器，R和RP组成负载RL，两块电压表分别接在整流滤波电路的输出端及稳压电路的输出端。

3.2操作过程及数据分析

1、按图示电路先连接变压器和整流电路，T2用18V，用示波器观察输入、输出端的波形，并用万用表测试输入、输出电压的值（注意输入是交流，输出是脉动直流），并作好记录。变压器输入电压Ui整流后输出电压Uo118V16.2V

2、在第1步的基础上，接入滤波电容，用示波器观察滤波后输出的波形，并用万用表测试输出电压，作好记录。变压器输入电压Ui整流后输出电压Uo1滤波后输出电压Uo218V16.2V21.6V

可以看出经过整流滤波后，交流变成平滑的直流电，输出电压值得到提高，变为1.2Ui。

3、完全按图1接好电路，再按以下操作测试和观察。

①负载电阻RL保持不变，调节自耦变压器在一定范围内220(1±10%)V变化，观察整流滤波电路输出端的电压表及负载两端的电压表的变化，会发现滤波电路输出端的电压表指针发生了变化，而负载两端的电压表读数12V却不变。

②输入电压（自耦变压器调到AC220V）不变，调节RP，观察负载两端的电压表，读数12V仍不变。

可以看出:该电路在电源电压及负载RL变化时，负载两端电压值均不变，即实现了稳压功能。

由以上演示看出：直流稳压电源就是一种把交流电变为直流电，能输出稳定直流的一种电子设备。它一般由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，其框图如图2所示：图2直流稳压电路框图

图中，电源变压器的作用是为电设备提供所需的交流电压，主要起降压的作用；整流器的作用是实现交流电变成脉动直流电；滤波器的作用是将整流后的脉动直流变换成平滑的直流电；稳压器的作用是克服电网电压、负载及温度变化所引起的输出电压的变化，提高输出电压的稳定性。

根据以上内容，学生通过制作项目电路既加深了对电路结构的认识，又增添了学习兴趣。使这部分枯燥的理论转化为先观察现象，再通过测试的数据，反推各部分数据之间的关系。简化了理论数据的推导过程，学生学起来更加容易，这一点在我系学生学习的过程中得到普遍的认可。（作者单位：泸州职业技术学院）

参考文献

［1］《电子技术》;编著者,付植桐;高等教育出版社;2000年第1版

第6篇：直流稳压电源电路的设计范文

Huang Baorui； Dong Juntang

（College of Physics and Electronics Information，Yan'an University，Yan'an 716000，China）

摘要：以数字实验室常用设备DSG-5B型数字逻辑EDA系统中电源为例，介绍开关型稳压电源原理，并对三种常见故障进行分析及维修。

Abstract: This article takes the electric power source of DSG-5B digital logic EDA system commonly used in digital laboratory for example, introduces the principle of switching voltage regulator, and analyzes three common failure and their maintenance.

关键词：直流稳压电源 故障 维修

Key words:D. C. regulated power supply；fault；maintenance

中图分类号：TM93 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）26-0052-01

引言

数字实验室中大量使用了DSG-5B型数字逻辑EDA实验系统，由于设备使用频率较高，而且实验系统对外漏电源部分没有做相应处理，实验过程中容易造成电路短路，因此系统的电源故障率较高。本文选择了三种典型故障，对其进行原理分析并介绍了维修方法。

1直流稳压电源工作原理

DSG-5B型数字逻辑EDA系统中电源原理如图1所示，它由整流滤波、高频隔离变压器、输出整流滤波、辅助电路和控制逻辑电路组成。市电经过单相桥式整流、滤波后成为含有脉动成分的直流电压，之后输入DC-DC变换器的初级绕组，经过变换器次级绕组的电压被整流、滤波后就产生了低压直流。为了使得在输入交流和输出负载发生变化时，输出电压能保持稳定，这里采用了脉冲宽度调制（PWM）电路，控制电路把输出的5V电压与基准电压进行比较，根据比较结果来控制高频功率开关的占空比，达到调整输出电压的目的[1]。在控制逻辑电路中采用了光电隔离器件，完全实现了输出部分与输入部分线路隔离。

2直流电源故障分析及维修

2.1 故障一现象：接入220V交流电，打开仪器电源开关，无电压输出。

故障分析与维修：通过观察发现，在交流电源插座下部有保险管标示，拔掉交流电源插头并取出保险管，用肉眼观察，保险丝已熔断。用一个1.5A的保险管更换，接通交流电源后，打开开关，电源稳定，输出正常。

2.2 故障二现象同故障一。

故障分析与维修：有了对故障一的处理，我们首先也检查了电源的保险管，发现保险熔断，同样更换了保险管，但更换后输出任无电压。参照原理图我们分析，由于开关型稳压电源中的开关功率管工作在高反压和大电流的条件下，所以开关功率管损坏几率较大。本电路中的开关功率管集成在脉冲宽度调制器（TOP223Y）中，所以初步判断为脉冲宽度调制器损坏[2]。由于脉冲宽度调制器是集成元器件，不易用万用表检测其好坏，所以直接用同型号的脉冲宽度调制器进行更换。接通交流电源后，打开开关，电源稳定，输出正常。

2.3 故障三现象：输出电源指示灯闪烁。

故障分析与维修：从现象看，该电源间断输出，参照原理图路分析，当电路负载很大时，由于TOP223内部有限流电路，所以振荡器停止工作，电路无输出电压。电路停止输出后，TOP223内部的自启动电路，使得振荡器重新开始工作，电路输出电压，由于电流过大又停振，如此往复，从现象上看就是输出电源指示灯闪烁。根据分析很可能是变压器次级绕组后的某处元器件被击穿或者短路。此时利用观察法看电阻有没有烧焦，电容有没有鼓泡、漏液等现象。若观察到元件都正常，可用排除法对可能引起故障的元件逐级检查[3]，对于在路无法判断其好坏的元件，可以脱锡取下检测。经过检查发现电路中整流二极管D4被击穿，跟换同型号的整流二极管后，接通交流电源后，打开开关，电源稳定，输出正常。

3结束语

DSG-5B型数字逻辑EDA系统中电源常见的故障可以归结为：保险丝熔断、开关管损坏、整流二极管损坏、滤波电容开路或击穿等。本文介绍了一些在工作中常见故障及维修方法，然而在实际工作中，开关稳压电路故障现象及原因是千差万别的，尤其是随着现代电子技术的快速发展，电路不断更新的情况下，要简洁，完善的维修电源，必需在实践中不断摸索、总结、提高。

参考文献：

[1]童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2001：546-549.

第7篇：直流稳压电源电路的设计范文

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8篇：直流稳压电源电路的设计范文

关键词:电涡流测功机;直流线性稳压;二级电压控制;模拟故障

中图分类号:TP274文献标识码:B

文章编号:1004-373X(2009)10-189-04

New Type of High-power Linear DC Voltage-stabilized Power

Source in Eddy Current Dynamometer

ZHANG Xukai,ZHANG Wenming,ZHOU Haiyong

(Shanghai Internal Combustion Engine Research Institute,Shanghai,200438,China)

Abstract:A new type of power source used for excitation voltage control in eddy current dynamometer in designed.Based on the SCR rectification circuit and analog technology,using the fully three phase position controlled bridge of SCR and power MOSFET regulation to output linear DC voltage.Over-load protection circuit,open-phase protection circuit and thermal-shutdown circuit are designed for equipment reliability.Experimental results show that the equipment can output linear DC voltage and the voltage stablilty fulfil the needs of eddy dynamometer.The equipment also can quickly shutdown when at fault status such as over-loads,open-phase and overheat.The power source designed by the fully three phase position controlled bridge of SCR and power Mosfet regulation can fulfil the needs of voltage of eddy dynamometer.

Keywords:eddy dynamometer;DC linear voltagecd

stabilized;secondary voltage control;analog fault

测功机是发动机台架检测系统中重要的组成部分,用于测量发动机的有效功率。对测功机来讲,为了满足发动机所有转速和负荷范围内都保持稳定运转工况,并且可以平顺且精细地调节负荷,需要一个稳定的加载器来满足发动机实验的要求,需要对加载器提供稳定且可线性变化的电源。在电涡流测功机中,需要对励磁电机提供的直流电源进行驱动,以完成发动机台架检测。

由于电涡流测功机励磁电机要求磁场恒定,故要求电源提供的负载电压恒定不变,而且磁场一般都是稳定的,还要求有较好的电压稳定度,即要求即使输入电压发生一定变化时,输出电压应保持不变。

为了达到平顺调节负荷的目的,输出电压应有适当的线性调节范围,并且还要有一定的保护措施。根据设计需要,该电源输出电压的变化范围为0～180 V,要求最大负载功率为5.4 kW,输出电压稳定度应优于1%。

1 工作原理

由于要求的电压调节范围较宽,要求的功率较大,目前电涡流测功机励磁加载电源采用较多的方法是可控整流器,在此通过控制晶闸管的导通角进行调压。其工作原理是对晶闸管的控制极进行控制,通过改变晶闸管的导通角,可以在输出端获得平均值和有效值都随导通角变化而变化的直流脉动电压。采用该原理设计的电源可以达到很高的输出功率,但是电压稳定性差,而且控制呈显著的非线性,不适合电涡流测功机对电压的要求。因此,该电源采用晶闸管三相桥式移相控制和功率MOSFET调整两个控制环联合控制的方法,使输出电压可以满足大功率、高稳定度和可宽范围线性调节的要求。

1.1 系统方框图

由于该电源要求功率较大,并且对电压稳定度也有较高的要求,所以采用如图1所示的电源方框图。

1.2 可控整流原理

如图2所示,通过控制晶闸管的导通角,可以在整流电路输出端获得随控制电压变化的电压。

可控整流电路是指在输入交流电压的波形和幅值一定时,输出电压的平均值可以通过调节晶闸管的导通角进行调节。采用可控整流电路可以提高变压器的初、次级利用率,具有较大的功率因数和较小的脉动率,因此选作为主回路。

由于采用整流滤波电路以及稳压电路构成两级控制环。因此选择对整流滤波电路要考虑两点:考虑调整管的工作状态,确保调整管能工作在线性放大区;考虑交流电网波动的影响。交流电网的波动会反映到整流滤波电路的输出电压上。按照国家有关规定,在没有特定说明的情况下,一般按变化±10%来考虑。这就要求当电网电压变化±10%时,调整管要处于线性放大区,从而使稳压电路能保持正常工作。在该电源设计中,由于负载容量较大,使用单相电源会造成三相电网的不平衡,影响电网中其他设备的正常工作,所以采用的是三相桥式全控整流调节方式。三相可控整流的脉动频率比单相高,纹波因数显著低于单相。三相全控桥式整流电路电路可以在负载上得到比三相半控桥式整流电路更为均匀的波形。

采用市场上常见的三相整流功率模块,集成了晶闸管三相桥式整流电路以及触发电路,通过对模块的输入电压进行控制,即可完成整流与调相功能。通过在功率模块输入端连接三相隔离变压器,将输出电路与交流输入隔离。隔离变压器具有电压变换功能及有源滤波抗干扰功能。隔离变压器在交流电源输入端的特点为: 若电网三次谐波和干扰信号比较严重,采用隔离变压器,可以去掉三次谐波和减少干扰信号;

采用隔离变压器可以产生新的中性线,避免由于电网中性线不良造成设备运行不正常;非线性负载引起的电流波形畸变(如三次谐波)可以隔离而不污染电网。

隔离变压器在交流电源输出端的特点为:防止非线性负载的电流畸变影响到交流电源的正常工作及对电网产生污染,起到净化电网的作用;在隔离变压器输入端采样,使得非线性负载电流的畸变不影响取样的准确性,得到能反应实际情况的控制信号。

对于小功率或者中等功率的使用场合,可以采用单相桥式半控的方法作为其整流主回路。电路组成可以选择晶闸管模块作为主回路,使用KC04芯片作为晶闸管模块的移相触发电路。通过调节KC04的控制电压控制晶闸管的导通角,从而得到随控制电压变化的直流脉动电压。

1.3 串联反馈晶体管电路

可控整流输出的电压经电容整形滤波后的电压仍然具有较大的纹波,波动很大,而且很容易受电网电压的影响,并且单纯控制晶闸管的导通角得到的输出电压呈明显的脉动和非线性。这就要求系统在可控整流电压输出端添加串联反馈调整电路,使输出电压达到设计要求。其稳压原理是调整元件的动态电阻,它是随输出电压的变化而自动变化的。当负载电阻变小使输出电压降低时,调整元件的动态电阻便会自动变小,从而使调整元间两端的压降降低,确保输出电压趋近原来的数值。串联反馈调整电路的框图如图3所示,包括调整管、取样电路、基准电压源和比较放大器等部分。输入电压经过调整元件调节后,变成稳定的输出电压,取样电路与基准电压相比较,并把比较后的误差信号送入放大器,增强反馈控制效果。采用串联反馈调整型稳压电路,输出电压范围不受调整元件本身耐压的限制,而且各项技术指标均可以做得很高。但是过载能力差,瞬时过载会使调整元件损坏,需要添加过载保护电路。

1.4 调整元件控制电路设计

在该电源系统中,采用大功率MOSFET作为调整元器件,与三相桥式移向控制一起组成输出电压控制环。

1.4.1 三相调压模块的控制

由于采用三相调压模块,所以只需对调压模块进行控制,即可完成整流输出功能。尽管三相模块中控制电压与晶闸管的导通角呈线性关系,如图2所示,晶闸管的输出电压与晶闸管导通角的变化却呈非线性关系;同时,为了保证电源功率输出调整管集-射级之间的电压差基本稳定,便于控制功耗,提高电源安全性,需要使电源功率调整管的输入电压基本呈线性变化。这里采用对控制电压进行非线性处理后,再输入到三相整流模块控制端的方法。控制输入电压经过二极管后作用到运算放大器,利用二极管的非线性特性与三相模块的非线性进行匹配,基本上可以使计算机输出的控制电压与晶闸管整流输出的电压呈现线性比例关系。电压输入/输出特性如图4所示,线路如图5所示。

1.4.2 功率MOSFET的控制

该电源选用功率MOSFET作为调整元件,为电压控制型器件,在驱动大电流时无需驱动级,具有高输入阻抗,工作频率宽,开关速度高以及优良的线性区。为了保证电源的可靠性与安全性,需要将强电控制部分与弱电控制部分进行隔离。在此采用光电耦合器完成地的隔离,具体过程如图6所示。

MOSFET的控制电压由计算机提供,经过F/V变换器、光电耦合器、V/F变换器变换后与取样电路取来的电压信号同时作用在比较放大器的输入端,通过与基准电压进行比较,比较放大器将输出相应的电压去控制MOSFET,以稳定输出电压。由于负载电流较大,因此MOSFET需采用并联连接方式,增加输出电流,确保在大电流情况下电源的正常工作。并联运用时,各管的参数尽量一致,可以在发射极串联均流电阻,利用负反馈减小电流分配的不均匀。电路如图7所示。

2 监控管理设计

2.1 电源保护电路

由于采用串联反馈型稳压电路作为电压控制环,因此在测功机发生短路或者过载时会有很大的电流流过调整管MOSFET,并且所有输入电压几乎都加在调整管的集-射级之间,很容易将其烧坏,因此添加保护电路是必需的。常用的过电流保护电路有限流型、截止型和减流型。这里采用晶体管截止型保护电路,其原理是当负载电流达到限流值,过电流保护电路使稳压电源进人截止状态,并不再恢复,使稳压电源与负载得到有效的保护。其优点是:这时的电源调整管功耗为零,最大缺点是:属冲击性负载时,容易误动作,使稳压电源进人过流保护

状态,且一旦进入过电流保护状态后,即使过电流状态解除,也不能自动复位。具体线路如图8所示,当电流超过额定负载时,采样电阻R4两端电压上升,使晶闸管SCR导通,晶体管NPN1导通,NPN2截止,这时MOSFET的栅级输入电压(即R3处的电压)被强制拉底,使MOSFET输出为零;同时,串联在过载保护线路中的光耦导通,使三相功率整流模块的控制信号输入端接地,串联反馈稳压线路的输入电压为零,起到保护元件的作用。

由于电网自身原因或者电源输入接线不可靠,电源有可能会运行在缺相的情况下,而且掉相运行不易被发现。当电源缺相运行时,整流桥上的电流会不平衡,容易造成损毁,因此必须加入缺相保护电路,以进行缺相保护。电路原理图如图9所示,当ABC三相有一相发生缺相时,其对应的电源指示灯熄灭,缺相指示灯亮起,并且通过光耦输出信号到继电器驱动,此时继电器吸合,将三相功率模块的控制输入与地短接,使可控整流输出为零,起到保护电源的作用。

2.3 过热保护

在电源处于长时间大电流工作状态或者工作环境比较恶劣时,电源的内部温度很高,会影响电源的可靠性。有资料表明,电子元器件温度每升高2 ℃,可靠性下降10%,这就意味着温度升高50 ℃时的工作寿命只有温度升高25 ℃时的1/6。因此,为了避免功率器件过热损坏,必须对电源的温度进行控制。通过控制MOSFET的管压降可以控制MOSFET上的功率,从而减少发热量,降低温度的升高。

在电路设计中增加一个光电耦合器反馈可以完成这个目的,当MOSFET两端管压降过高时,光耦导通,光耦输出信号反馈至三相调压模块的控制输入,使其输出的控制电压降低,从而降低MOSFET两端的管压降,在保证电源正常工作的前提下,使MOSFET的功率保持在额定范围以内。

当使用环境较为恶劣或者出现电路故障时,即使对MOSFET两端电压进行控制,MOSFET的管芯也可达到很高的温度,这就需要对MOSFET进行散热处理,并在MOSFET附近安装温度继电器;当温度高于温度继电器的额定值时,温度继电器导通,通过一个光耦将导通信号传递到三相功率模块的输入端,使其输入为零,从而使电源功率调整管的输入电压为零,起到保护调整元件的作用。当温度回到正常时,电路可自动恢复工作。

各种保护电路与主回路的关系如图10所示。

3 结 语

经连续负载试验,该设备各项指标均达到技术要求。经过不断的完善和改进,使其性能稳定,工作可靠。采用晶闸管三相桥式移相控制和功率MOSFET调整两个控制环联合控制,可以有效提高电源的稳定度,降低电源的纹波;采用三相隔离变压器接入电网,可以提高电源的安全性,降低对电网功率的要求;采用集成三相功率调压模块,减少了电路的复杂程度;通过添加各种保护电路,在设备出现不正常运转时,及时切断三相输入,保护元件不受到损坏。由于采用截止型保护电路,电源不能自动复位,所以在环境条件允许的情况下,可以采用开关型过电流保护,解决了限流型的高功率损耗,减流型的锁定效应和截止型的手动复位等问题。该电源主要用于需要大功率线性调压的场合,也可用作大功率高稳定度线性稳压电源使用。

参考文献

[1]Tim Williams.电路设计技术与技巧.周玉坤,靳济方,徐宏,等译.北京:电子工业出版社,2006.

[2]关强,杜丹丰.小型发动机测功机现状研究.森林工程,2006,22(4):24-25.

[3]陈之勃,陈永真.0~200 V连续可调线性稳压电源.电子设计应用,2008(1):124-128.

[4]傅胤荣.大功率数控直流稳压电源的设计.船电技术,2008(3):170-171.

[5]崔树清.一种新型交流稳压电源的设计.通信电源技术,2007,24(5):63-64.

[6]邹雪城,涂熙,骞海荣.低压差稳压电源的折返式限流保护电路的设计.通信电源技术,2007,24(4):31-32.

[7]莫怀忠.直流稳压电源的简化设计.电子制作,2007(7):61-62.

[8]王贺明,哈剑波.可控整流中晶闸管参数的选择及应用.河北软件职业技术学院学报,2005,7(4):53-55.

[9]王翠珍,唐金元.可调直流稳压电源电路的设计.中国测试技术,2006,32(5):113-115.

第9篇：直流稳压电源电路的设计范文

【关键词】实践操作兴趣成功快乐自信心

当前中职生最突出的现象主要表现在惰性强、不自信、不求上进等方面。产生这些现象的原因有以下几方面：首先是许多中职生都是单亲或留守家庭的孩子，父母对孩子的教育管得太少或管得方法不对导致孩子自小成绩较差、缺乏自信。其次是中职生年龄普遍较小，有的初中还没毕业就来中职校学习了；有的还处在青春年少叛逆期，不能全面分析面对的问题和疑惑；有的对自己认识不足，没有形成健康正确的自我意识；很多学生无法具备较强的自信心。再次是他们大多数都是独生子女，娇气任性、自私冷漠、耐挫力差。一旦遭遇挫折或批评，便变得灰心丧气，萎靡不正。第四是中职生基础教育底子弱或自身努力不够，甚至自暴自弃，导致老师和社会评价不高，加剧了他们自信心的缺乏。第五是当前教育体制或教育方法不当。有些孩子仅仅因为智力发育慢了半拍或学习的兴趣有些差异，就被当作另类看待，结果导致成绩越来越差，学习兴趣越来越低，形成恶性循环。

现代社会，学习是终生任务，不可能一次完成，在学校几年的学习，也没办法决定一个人终生的发展和成就。走出校门，只要坚持终生学习，相信他们就业后，从基层做起，就会更直接了解社会、接触下层、熟悉国情，也将更有益个人的成长和成功，更利于未来的发展。所以，中职生一定要自信。“所谓自信，就是要在认识自我的基础上充分相信自己：相信自己可以在面对困难与挑战的时候，将自己最大的潜能释放出来，相信自己可以在理想和兴趣的引导下坚定不移地走向成功。”自信是潜能的放大镜，自信是成功的推进器，自信是快乐的催化剂。下面就我在直流稳压电源小制作实训课中，对学生学习自信心的培养谈点几认识和看法。

一、在新课导入明确课程的重要性，激发学生学习兴趣

教师提出问题：现今学生每人都有一部手机，手机在使用当中如果没电了，手机还能用吗？多数学生不用思考就能快速回答：“不能用。但是手机电池一充电就可以用了”。聪明、表现好的学生教师要及时鼓励他们、表扬他们，并告诉他们直流稳压电源的应用及其重要性。

直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位，是为各种电子电路提供直流工作电压，是电路的心脏。当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路――电源电路。可以说电源电路是一切电子设备的基础，没有电源电路就不会有如此种类繁多的电子设备。电子设备对电源电路的要求就是当电网电压波动或者负载改变时，能保持输出直流电压基本不变的电源电路。提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。其次在职业教育的电子技能训练课程中，学生首先遇到的就是要解决电源问题，否则电路无法工作、电子制作无法进行，学习就无从谈起。

“兴趣是人对认识和活动需要的情绪表现，是积极探究事物的认识倾向”。学生一旦对学习发生了兴趣，各种感官包括大脑都会处于一种活跃的状态，从而为参与学习活动提供最佳的心理准备。

二、设计合理的教学案例，让学生成为课堂的主人

对机电技术应用专业的中职学生，要根据学生的实际情况、学校培养学生的目标而设计的一套行之有效的教学案例，引导学生成为课堂的主人。一节课45分钟，教师占用的时间一般不超过十五分钟，其余的三十分钟完全交给学生活动。叶圣陶先生曾说：“上课，在学生是报告和讨论，不是一味地听讲；在老师是指导和纠正，不是一味的讲解”。学生的知识不是靠老师“灌”出来的，而是靠学生在课堂主动思考，主动参与，动手实践，课后查找资料，课堂热烈讨论的过程中，自己“挣”来的。老师在这个过程中更重要的是做好“导演”，设计好课堂教学过程，设计好案例、项目、问题、任务，激发学生参与的热情。学生在学习电阻的读数及其组成的简单的串、并、混联电路；有关的焊接知识；万用表的应用、信号发生器、示波器等仪器仪表之后，结合已有的知识，对课本的内容进行删除、调节、设置。具体实训步骤如下：

（一）按照电路原理图一进行安装。在安装中，学生遇到新图形符号时会

及时提问，此时老师就要教会学生认识元件、检测元件，极性的判别等，如图中的变压器、二极管、电容、LM317、电阻、电位器等。引导学生按元件顺序逐一安装上电路板（因是用万能板），当中遇到大的、重的元件可以在电路板上预留些地方最后装上。把课堂的话语权还给学生，让学生轻松地自主学习，并成为课堂的主角。教师是教学过程的策划者、组织者、合作者，而学生是整个学习过程的主角，主要发挥掌控课堂，提示重难点，引导和适时纠错的作用。

（二）用仪器仪表测量电路中的关键点。

（三）引导学生绘画出稳压电源的整体方框图

通过把课堂交给学生，激发学生学习热情，能有效提高学习效率。成功制作直流电源，让学生获得了成功和快乐，让学生自信起来，让学生认识自我、充满自信、充满激情和热情。创造自我、超越自我，是这个年龄段和这个学历层次的学生们前行的方向。同时通过实训课保证了理论知识的层次性、系统性、具有很好实践培训特点，突出培养和训练学习者的学习能力、操作能力、应用设计能力、岗位工作能力、对学生走上工作岗位并适应岗位有很大帮助作用，从而改变了传统教学中课堂上教者滔滔不绝，学者昏昏欲睡，效果不理想的现象。通过实训课让学生体会亲力亲为做实验时，要将每个步骤，每个细节弄清楚；实验后加强复习，思考，增强学习印象。同时做实验时，老师可以根据自己的亲身体会，将一些课本上没有的知识教给学生，拓宽了学生的眼界，使学生认识到这门课程在生活中重要性。

三、引导学生通过各种渠道获取学习资源，拓展知识面

在新课标指导下改革教学方法，将计算机技术，网络技术，影视技术，多媒体课件引入教学中，使教学图文并茂，声乐并存，对学生理解抽象概念、熟悉实际电子线路、增加对电子技术的兴趣、培养实际能力等诸方面应有很大的帮助。让学生由“被动”学习变为“主动”学习。一节课教学的时间和空间是有限制的，教师在有限的教学时间内，发挥好课堂教学向课外辐射的作用，引导学生通过各种渠道获取学习资源，使有限的时间、空间获得无限的延伸，使课内外学习相结合，做到“取法于课内，得益于课外”。在具体操作中教师要充分地分析教材，鼓励学生通过各种渠道收集与课堂教学有关的资料。教师要亲自弄清楚从何处可以收集到这些信息，并且给不同层次的学生推荐不同的途径去获取信息，同时还要引导学生对查获的资料进行归纳、提炼。

课堂生活是要让学生成为课堂的主人，使他们的想象力飞起来，思维动起来，语言活起来。这就要求教师要在不断的实践中反思，不断地提高，与新课标一同成长！