直流穩(wěn)壓電源的設計精選(九篇)

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第1篇：直流穩(wěn)壓電源的設計范文

關鍵詞：無級；可調直流電壓源；晶振測試

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）05-0235-02

The Design of Stepless DC Regulated Power Supply with Crystal Test

ZHENG Qi ， SHANG Dong-mei ， BAI Yun ， AN Jing-yu ， HAN Juan

（Xi'an University of Science and Technology，Engineering Training Center， Xi'an 710000， China）

Abstract： As an important part in quality-oriented education of undergraduate education practice， our school is a compulsory training course in science and engineering， electrical and electronic design in this course， with no exception of adjustable regulated power supply is used， as well as the crystal vibration tester. In order to meet the urgent needs of the electrical and electronic training courses in our school， has been developed with the test crystals stepless adjustable dc regulated power supply. This paper mainly introduces the stepless adjustable with the test crystals is main part of dc regulated power supply， working principle and application.

Key words： stepless. adjustable dc voltage source； crystal vibration test

作為理工科類大學生鍛煉動手能力的最基礎的電工電子實訓課程-電工電子設計實訓課程是我校面向理工類本科生的必選基礎實訓課程，覆蓋面大、學生多、工作量大。提供給學生選擇及要求學生選做的多個實訓套件需要的電源不同。為了能夠提供實訓中不同套件的電源，需要具有可調直流電源。本文所述電源分為無級可調直流穩(wěn)壓電源及測試晶振兩個模塊?；谠搶嵱栒n程需要的所購的可調直流穩(wěn)壓電源成本較高，數量有限，故研制該儀器以解決現存問題。該帶測試晶振的無級可調直流穩(wěn)壓電源比專門的儀器相比，體積小巧，價格低廉、使用方便。晶振測試可用于51單片機12MHZ晶振的測試，市面上測試晶振的儀器比較少、且價格較高，51單片機的晶振經測試后再焊，可避免焊上壞的導致不易拆除、更換。

1 帶測試晶振的無級可調直流穩(wěn)壓電源的主要性能

可調直流穩(wěn)壓電源能夠任意輸出1.3-36V以內的直流電壓，誤差達到10%左右；實訓所用晶振的測試誤判率5%左右。

2 電原理圖、方案及設計

2.1 無級可調直流穩(wěn)壓電源模塊

電路主要應用了LM317。LM317是美國國家半導體公司的三端可調正穩(wěn)壓器集成電路。其輸出電壓范圍是1.2V-37V，最大負載電流為1.5A。使用時只需外接兩個電阻即可設置輸出電壓。它的線性調整率和負載調整率比標準的穩(wěn)壓器好。LM317過載保護、輸出短路保護、安全區(qū)保護等多種保護電路。使用輸出電容能改變瞬態(tài)響應。調整端使用濾波電容能得到比標準三端穩(wěn)壓器高得多的紋波抑制比。典型線性調整率0.01%，典型負載調整率0.1%。80dB紋波抑制比。輸出短路保護，過流、過熱保護，安全區(qū)保護。標準三端晶體管封裝。

Vout≈1.25V*（1+R3/R2）

用LM317制作可調穩(wěn)壓電源，常因電位器接觸不良使輸出電壓升高而燒毀負載。如果增加一只三極管（如下圖所示），在正常情況下，T1的基極電位為0，T1截止，對電路無影響；而當W1接觸不良時，T1的基極電位上升，當升至0.7V時，T1導通，將LM317T的調整端電壓降低，輸出電壓也降低，從而對負載起到保護作用。

2.2 晶振測試模塊

主要通過三極管和周邊元件構成電路滿足“巴克豪森準則”（即公式a），（環(huán)路增益不能太大，否則也不起振，）形成震蕩，使晶振起振，如果不起振，那么晶振就是壞的，從而鑒別晶振的好壞。

|H（jω0）|R1

2.3 儀器設備硬件設計電原理圖

2.3.1晶振測試模塊電路原理圖如圖1所示。 印制板為PCB板1。

2.3.2可調直流電壓源模塊電原理圖如圖2所示。印制板為PCB板2。

3 帶測試晶振的無級可調直流穩(wěn)壓電源的應用及使用

3.1 帶測試晶振的無級可調直流穩(wěn)壓電源的應用

該設備可作為需要直流電壓源套件的電源：收音機電源、門鈴電源、報警器電源、功放電源、收音機電源、51單片機電源，另外晶振測試模塊可用于51單片機晶振測試。

3.2 帶測試晶振的無級可調直流穩(wěn)壓電源的使用

輸出端正極（紅鱷魚夾）接電路正極，輸出端負極（黑鱷魚夾）接電路負極。將220V的電源線插頭插在市電插座上。打開開關1，直流電壓源指示燈（紅）亮，調節(jié)旋鈕，輸出電壓變化，其值顯示在電壓表頭上；另外，打開開關K2，測試晶振，晶振電源指示燈（紅）亮，如果晶振是好的，晶振質量綠指示燈亮，否則綠指示燈不亮。

3.3 帶測試晶振的無級可調直流穩(wěn)壓電源的調試

調試過程：測試晶振的電源指示燈串聯的限流電阻阻值1.8K，原先過于偏低，發(fā)光二極管發(fā)燙，經過多次試驗最終選定合適值為5.1K；無級可調直流電壓源原先設計的可調電位器（用于調節(jié)輸出電壓）為4.7K，電壓輸出偏低，經過調試，最終確定為6.8K，電壓輸出符合要求；LM317選用鐵殼封裝，否則溫度過高容易高溫損壞。

參考文獻：

[1] 姜愛婷，楊毅，楊靜. 高頻開關直流屏的設計[J]. 山東工業(yè)技術，2013（12）：41-38.

第2篇：直流穩(wěn)壓電源的設計范文

關鍵詞：射極跟隨器；直流電源；穩(wěn)定

中圖分類號：TN710.9

直流穩(wěn)壓電源的集成電路越來越多，但是一般集成的電壓源輸出的電壓值都是固定的，一般為5V\12V\24V，所以在特殊情況下，當需要提高超過上述范圍的電源電壓時，一般采用分立電路來獨立的設計電壓電源電路，因此，如何進行電路設計以及怎樣保證輸出電壓的具有穩(wěn)定性就成為我們面臨的一個難題。本文主要針對基于射極跟隨器來構成直流穩(wěn)定電源的設計，將從兩個方面做主要介紹，一個是射極跟隨器的分析，另一個是如何設計電源電路，從而保證輸出電源電壓不會由于負載變動而產生波動。

1射極跟隨器分析

射極跟隨器是指從基極輸入信號，從發(fā)射極輸出并跟隨輸入信號進行工作的一類放大器。它的主要特點表現為輸入阻抗高，輸出阻抗低，所以使輸出電壓幾乎不受負載電流變化的影響而一直保持在一個相對穩(wěn)定范圍。所以經常將這類放大器用于多級放大電路的輸入級和輸出級上。下面是射極跟隨器的簡易電路圖，如圖1所示。

圖1射極跟隨器電路

其中，RL為負載電阻，從交流角度來看，電阻RE與RL并聯，也就是說可以將電阻RL看成是并聯在電阻RE上的，所以改變RL產生的影響與改變RE產生的印象是一樣的。又因為對于一般的晶體管而言，它的發(fā)射極的電位受其基極的電位的影響遠比受其發(fā)射極電阻RE的影響大得多。所以在發(fā)射極電流較小的情況下，我們一般認為發(fā)射極的電位只與基極的電位有關而不受其負載電阻RL的影響，所以改變負載電阻RL的阻值大小，輸出電壓的值保持不變，所以，一般可近似認為射極跟隨器的輸出阻抗為零。

射極跟隨器的頻率特性非常好，但是由于輸入端的輸入阻抗較高等原因，從發(fā)射極向基極加反饋時會容易引起震蕩，所以必須考慮電源電路的去耦。

2直流穩(wěn)定電源電路設計

直流電源電路是在射極跟隨器電路的基礎之上建立起來的，電路的輸入信號采用輸入直流電壓信號，其簡易電路如圖2所示。

圖2直流電源電路

在圖2中，電容C1（0.1μF）是電源的小容量去耦電容，即用于降低電源對地的交流阻抗而使用的電容。從而抑制電源電路發(fā)生震蕩，保證輸入電壓的穩(wěn)定。根據電容的阻抗值與頻率的關系 ，理論上來看，頻率越高阻抗越小，但是根據真實的電容的阻抗值與頻率關系的特性曲線得知，當頻率超過某一特定的頻率值之后，電容阻抗與頻率不在滿足這一等式，相反隨著頻率的升高，電容阻抗值可能會升高。

所以在實際應用中，小容量的電容（0.01-0.1μF）比較適合用于較高頻率下，此時電容的阻抗較?。欢鄬Υ笕萘康碾娙荩?-100μF）則比較適合用于頻率較低的電路中，保證電路中電容的阻抗值最小。一般情況下我們用到的直流電源電路都屬于低頻電路，所以在這里為了減少布線的阻抗，用小容量的電容做去耦電容，并且布局時緊靠電源支路，從而保證去耦作用達到最優(yōu)的效果。

電容C2是為減少輸出端輸出阻抗的而設計的電容。若在電源電路中存在負反饋回路，則整個電源電路的輸出阻抗將會下降，所以可以說輸出端阻抗對輸出電壓的影響不是特別明顯，也就是說此時電容C2的設計不是必須的。但是在沒有負反饋回路的電路中，考慮到輸出阻抗對輸出電壓的影響，建議使用電容C2降低輸出阻抗，從而保證輸出電壓的穩(wěn)定性，此時電容C2一般取值為1-10μF左右。

根據要求輸出的電壓值，確定齊納二極管D兩端的電壓值。在這里先假設要選用齊納二極管的電壓為5.6V。又因為，基極到發(fā)射極的偏置電壓VBE（0.6V-0.7V）左右，所以可以大概算出，輸出電壓近似為5V。也就是說，選擇合適的齊納二極管就能得到任意的輸出電壓。當然考慮電路設計，為消除齊納二極管的噪聲，建議在齊納二極管附近并聯一個電容C3（10μF左右即可）。

G為比較放大器，將電路的輸出電壓Vout與基準電壓V輸入到比較放大器的兩個輸入端，再通過比較放大器的處理之后，將兩者的比較結果返回到設計放大器的基極，這就構成了最基本的負反饋回路。

通過加入負反饋回路，當負載電阻或負載電流發(fā)生變化時，因為電路的貫通性必然導致輸出電壓Vout發(fā)生變化，但是又由于負反饋電路的存在，會在輸出電壓發(fā)生波動時通過反饋回路及時將電壓波動反饋給輸入端，并與設定值進行比較從而很大程度的抵消電壓的波動，保證輸出電壓Vout基本恒定，且基本等于基準電壓V。從而建立起一個能夠輸出穩(wěn)定電壓的電源電路。

參考文獻：

第3篇：直流穩(wěn)壓電源的設計范文

關鍵詞：電子負載；恒流控制；負載調整率

1 概述

電子負載具有體積小，調節(jié)方便，工作方式靈活，性能穩(wěn)定，精度高等優(yōu)點，被廣泛應用于電源類產品和各類電子元器件的試驗、測試、檢定和老化環(huán)節(jié)。該方案基于盛群AD型單片機，設計了一種智能電子負載，與其他同類設計相比，具有直流穩(wěn)壓電源負載調整率自動測試功能。

系統(tǒng)原理整個智能電子負載系統(tǒng)由單片機、恒流控制電路、功率負載器件、電壓電流檢測電路、過壓保護、供電電源等構成，系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。

電子負載工作在定電流模式時，被測直流穩(wěn)壓電源輸出的電流不變（以被測電源能提供相應電流為前提）。測試直流穩(wěn)壓電源負載調整率時，連接好測試電路，按鍵選定電源負載調整率測試功能，輸入被測電源的額定電流、電壓值，即可自動測試被測電源的負載調整率。

2 硬件電路設計

設計恒流電路使流過功率負載器件的電流值與數/模轉換器的輸出電壓成線性關系。單片機控制數/模轉換器輸出電壓，使恒流控制電路控制功率負載器件流過所需電流。電壓電流檢測電路把被測電源的輸出電壓和電流線性地轉化成適合盛群單片機內部集成12位模/數轉換器測量的量程，單片機切換多通道模/數轉換器測量電壓和電流檢測電路的輸出電壓，完成測量被測電源輸出電壓和電流的功能。恒流及電壓電流檢測電路如圖2 所示，其中Q1 是功率負載器件，用于吸收被測電源輸出的功率。

圖2中數/模轉換器輸出的電壓經過電壓跟隨器U1B輸入運算放大器U3 的同相輸入端，運算放大器U3 通過采樣電阻R6，差分放大器U4 等建立了深度負反饋，將運算放大器看做理想的放大器，由“虛短”、“虛斷”可得：

UDAC=IR6A

式中：UDAC是數/模轉換器輸出的電壓；I 是流過功率負載器件的電流；A 是由差分放大器U4 及R4 ，R5 等所組成電路的放大倍數，差分放大器U4 選用的型號為INA2134。從式（1）中可以看出，流過功率負載器件的電流與數/模轉換器輸出的電壓成線性關系，因此可以通過單片機控制功率負載器件的電流。通過模/數轉換器分別測量圖2中ADC1 ，ADC2 處的電壓，可以得到被測負載電源輸出的電壓和電流.

被測電源輸出電壓U 與ADC1 處的電壓UADC1 之間關系式為：

被測電源輸出電流I 與ADC2 處的電壓UADC2 之間關系式為：

UADC2=IR6A

3 系統(tǒng)程序設計

系統(tǒng)程序采用模塊編程，主程序調用各模塊的方式實現。主要由定電流、被測電源輸出電壓檢測、被測電源輸出電流檢測、負載調整率自動測試、按鍵檢測、顯示驅動等模塊組成。

整個系統(tǒng)有兩個工作模式：定電流工作模式和負載調整率自動測試模式。

定電流工作模式同時顯示被測電源輸出的電壓和電流，系統(tǒng)上電后單片機首先進行各模塊的初始化，最后在主循環(huán)中不斷地檢測各個標志位，以判斷工作模式，通過檢測按鍵來改變標志位。

直流穩(wěn)壓電源負載調整率S 表達式為：

式中：U 表示直流穩(wěn)壓電源設定的額定電壓值；Uo 表示空載輸出的電壓值；Um表示滿載時的輸出電壓值。

直流穩(wěn)壓電源負載調整率自動測試功能在定電流的基礎上進行編程實現，負載調整率自動測試流程圖如圖3所示。

4 結語

以盛群單片機HT45XX為主控芯片設計了一種新型智能電子負載，使運算放大器工作在深度負反饋條件下實現功率負載恒流，該單片機自帶12位ADC轉換器，選用12 位串行數/模轉換器，設計過壓過流保護電路，通過軟件編程實現直流穩(wěn)壓電源負載調整率自動測試功能。實際設計與制作表明，該方案滿足設計要求。

第4篇：直流穩(wěn)壓電源的設計范文

【關鍵詞】電子 線路實驗 分析

一、電源的應用背景

電源可分為交流電源和直流電源，它是任何電子設備都不可缺少的組成部分。交流電源一般為220V、50HZ電源，但許多家用電器設備的內部電路都要采用直流電源作為供電電源，如收音機、電視機、帶微控制處理的家電設備等都離不開這種電源。直流電源又分為兩種：一類是能直接供給直流電流或直流電壓，如電池、蓄電池、太陽能電池、硅光電池、生物電池等；另一類是將交流電變換成所需的穩(wěn)定的直流電流或電壓，這類變換電路統(tǒng)稱為直流穩(wěn)壓電路。現在所使用的大多數電子設備中，幾乎都必須用到直流穩(wěn)壓電源來使其正常工作。220V、50HZ的單向交流電源變壓器降壓后，再經過整流濾波可獲得低電壓小功率直流電源。然而，由于電網電壓可以有+10%變化。為此必須將整流濾波后的直流電壓由穩(wěn)壓電路穩(wěn)定后再提供給負載，使負載上直流電源電壓受上述因素的影響程度達到最小。直流電源電壓系統(tǒng)一般有四部分組成，他們分別是電源變壓器、整流電路，濾波電路、穩(wěn)壓電路。

二、總體設計

（一）設計的目的和任務

1、設計目的

（1）了解整流、電容濾波電路的工作原理；（2）掌握集晶體管穩(wěn)壓電源設計方法；（3）掌握仿真軟件EWB使用方法；（4）掌握穩(wěn)壓電源參數測試方法。

2、設計任務

（1）穩(wěn)壓電源的主要技術指標：① 電網供給的交流電壓為220V，50Hz；② 輸出電壓為6～12V；③ 輸出電阻《0.4Ω；④ 最大允許輸出電流2A； ⑤ 穩(wěn)壓系數S《8*10-?；⑥ 輸出紋波電壓《10mv（當Io=2A）；⑦ 具有限流保護功能，輸出短路電流

（2）設計要求：① 根據設計要求確定直流穩(wěn)壓電源的設計方案，計算和選取元件參數。② 完成各單元電路和總體電路的設計，并用計算機繪制電路圖。③ 完成電路的安裝、調試、使作品能達到預期的技術指標。④ 給出測試各項技術指標的方法，撰寫測試報告。

（二）設計原理

1.設計原理

電子線路在多數情況下需要用直流電源供電，而電力部門所提供的電源為220V、50HZ交流電，故應首先經過變壓，整流，然后在經過濾波，和穩(wěn)壓，才能夠獲得穩(wěn)定的直流電穩(wěn)壓電路穩(wěn)定后再提供給負載，框圖如下：

2.串聯型晶體管穩(wěn)壓電路

晶體管串聯穩(wěn)壓電源的組成，220V交流市電經過變壓，整流，濾波后得到的是脈動直流電壓Vi，他隨市電的變化或直流負載的變化而變化，所以，Vi是不穩(wěn)定的直流電壓，為此，必須增加穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路取樣電路，比較電路，基準并電壓，和調整元件等部分組成

（三）總體設計方案

1.變壓環(huán)節(jié)

通電為電壓220V，頻率為50Hz，為了保證后面可調范圍為6～12V，選擇初次級線圈匝數比為2000：141的pq4-10

2.整流、濾波環(huán)節(jié)

實驗選擇4個IN4002的二極管作為整流電路

因為市電頻率是50Hz為低頻電路，選擇RC濾波電路。本實驗選擇的電容為1200μF

3.穩(wěn)壓環(huán)節(jié)

（1）調整元件。作為一個理想的電源，其內阻應該盡量小才能保證具有穩(wěn)壓的效果，根據晶體管放大器的知識可知：共集電極電路的輸出阻抗最小。所以選擇共集電極電路來實現，且盡量選擇β值較大的晶體管，但是后來會發(fā)現并不是如此。由于電流和功耗等的影響，所以最好采用復合管來實現該要求，且有一個大功率管就可，本實驗該電路選擇的晶體管型號為2N3414（早期電壓為51V，測試前高電流拐點為4.6A，功率很大），其它兩管為小功率管MRF9011

（2）取樣電路。這部分由兩個電阻和電位器來實現，通過調整電位器的使輸出電壓的可調范圍從6V到12V。

4.參數計算

輸出電壓 V0=5.982～12.15V

最大輸出電流2A

R0計算：Ro=ΔVo/ΔIo*Vo

RL=50 Vo=7.177V，Io=143.5mA

RL=100 Vo=7.181V，Io=71.82mA

R0=0.35

穩(wěn)壓系數：s=0.038

Ro=ΔVo/ΔIo*Vi/V0

當vi=23.16v時候，v0=7.176

當vi=20.86v時候，v0=7.146

通過計算可得S=0.038

符合要求

紋波電壓20.1mv

輸出電流=3.016A

三、結束語

通過這次課程設計，我對于模電知識有了更深的了解，尤其是對串聯直流穩(wěn)壓電源方面的知識有了進一步的研究。在電路的仿真過程中也提升了我的動手能力，實踐能力得到了一定的鍛煉，加深了對模擬電路設計方面的興趣，理論與實踐得到了很好的結合，加深自己對實用價值和理論的統(tǒng)一的了解，但對于理論和實際應用的統(tǒng)一和對于器件在實際中的使用還有很大的不足，不能在使用器件時選擇合適的參數的器件，不能根據器件的編號知道器件的基本功能。在這方面需要很大的提高。

第5篇：直流穩(wěn)壓電源的設計范文

關鍵詞：任務；驅動法；《模擬電子技術》；課程；應用

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2015）22-024-01

《模擬電子技術》是電子技術應用專業(yè)的一門重要基礎課，具有較強的實踐性、操作性和應用性。任務驅動教學法主要通過教師對學生學習任務設計，將教學內容分解成一個個電子產品的制作任務，指導學生搜集資料，找到解決任務的方法，循序漸進的完成學習任務，來達到教學目標。它有效地培養(yǎng)了學生實踐操作能力，充分調動了學生的學習積極性。結合我校學生自身特點以及將來就業(yè)崗位對專業(yè)能力的要求，筆者嘗試將任務驅動教學法引入本課程教學，將“任務驅動”教學法貫穿于整個教學過程，注重學生應用能力、團隊協作精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

“任務驅動”以“任務”激活學生的學習動機，激發(fā)了學生的求知欲望，是一種有效的學習方法。從相對比較簡單的實例入手，教師給學生布置給一個個“任務”，當學生們通過自己的努力完成時，他的心理上就會獲得一種成就感。隨著一項又一項任務的完成，學生成就感的不斷提升，增強學生的自信心和自主學習的能力。他們從被動學習逐步轉變?yōu)橹鲃訉W習，進而又帶動理論學習和實踐操作，同時還能培養(yǎng)他們獨立探索、勇于開拓進取的精神。

任務驅動法是建構主義學習理論基礎上的教學方法，對于教師而言，教學方式更為靈活，組織引導更重精當。對于學生而言，課堂學習更為開放民主，思考、探索更需交流、發(fā)現和創(chuàng)新更為主動，使課堂教學過程充滿生命個性的閃光和智慧的靈感，將教學過程轉變?yōu)閷W生以完成任務為主的空間互動式的探究學習，使學生在課堂上改變“身在曹營心在漢”的夢游，始終處于注意力集中，情緒高漲的積極學習狀態(tài)。每個學生都能懷著濃厚的興趣，帶著極大的熱情參與到解決完成“任務”的過程中。通過“任務”的完成實現知識的重構。

下面是本人基于任務驅動教學法在直流穩(wěn)壓電源的制作與調試課題中進行實踐的教學案例。 由任務分析、學習目標、教學設計和教學反思四個要素組成，其每個要素的具體內容如下：

一、任務分析

直流穩(wěn)壓電源的制作與調試是模擬電子技術中的一個非常重要的模塊。直流穩(wěn)壓電源在電子產品中應用十分廣泛，設計此任務，能夠貼近學生實際生活，激發(fā)興趣和他們的求知欲。 學生已掌握電壓、電流等基本概念，并掌握電阻、電容、電感等常用元器件的特性和基本應用。在技能方面，能夠熟練運用焊接技術和使用常用儀器儀表。 通過任務分析，學生查找資料，小組討論，繪制出方框圖。

根據直流穩(wěn)壓電源的技術指標及要求，其電子線路設計如下：首先由變壓器 將市電 220V 交流電降為低壓；其次是二極管 VD1～VD4 組成的整流電路，利用二極管的單向導電性將低壓交流電轉換成單向脈動的直流電；第三，利用電容 C1 兩端電壓不能突變的特性，濾除單向脈動直流電中的交流成分；最后，三端式集成穩(wěn)壓器，用來穩(wěn)定由于電網電壓波動、負載變化等引起的輸出電壓的變化。

二、學習目標

總學習目標： 通過學生對簡易直流穩(wěn)壓電源的制作，掌握晶體二極管的單向導電性、二極管的參數選擇以及直流穩(wěn)壓電源的工作原理等相關理論知識，同時增強對電子產品的制作工藝的認識，提高學生的動手操作能力。

三、教學設計

根據模塊內容把該項目分解成以下幾個任務：任務一：根據 方框圖設計整流電路；任務二：手工制作PCB板；任務三：安裝三端可調穩(wěn)壓電源；任務四：整機調試與排故。

四、教學反思

第6篇：直流穩(wěn)壓電源的設計范文

[關鍵詞]穩(wěn)壓 連續(xù)可調 電源設計

一、幾種設計方案及分析

(1)晶體管串聯式直流穩(wěn)壓電路。該類電路中,輸出電壓UO經取樣電路取樣后得到取樣電壓,取樣電壓與基準電壓進行比較得到誤差電壓,該誤差電壓對調整管的工作狀態(tài)進行調整,從而使輸出電壓發(fā)生變化,該變化與由于供電電壓UI發(fā)生變化引起的輸出電壓的變化正好相反,從而保證輸出電壓UO為恒定值(穩(wěn)壓值)。在基準電壓處設計輔助電源,用于控制輸出電壓能夠從0 V開始調節(jié)。

分析:單純的串聯式直流穩(wěn)壓電源電路很簡單,但增加輔助電源后,電路比較復雜,由于都采用分立元件,電路的可靠性難以保證。

(2)采用三端集成穩(wěn)壓器電路。一般采用輸出電壓可調且內部有過載保護的三端集成穩(wěn)壓器,輸出電壓調整范圍較寬,設計電壓補償電路可實現輸出電壓從0 V起連續(xù)可調,因要求電路具有很強的帶負載能力,可用軟啟動電路以適應所帶負載的啟動性能。

分析:該電路所用器件較少,成本低且組裝方便、可靠性高。在實際中,如果對電路的要求不太高,多采用此設計方案。

(3)用單片機制作的可調直流穩(wěn)壓電源。電路可通過AT89CS51單片機控制繼電器改變電阻網絡的阻值,從而改變調壓元件的參數,使用軟啟動電路,獲得3～26V,驅動能力可達1.5A,同時可以顯示電源電壓值和輸出電流值的大小。

分析:該電源穩(wěn)定性好、精度高,并且能夠輸出±26V范圍內的可調直流電壓,且其性能優(yōu)于傳統(tǒng)的可調直流穩(wěn)壓電源,但是電路比較復雜,成本較高,使用于要求較高的場合。

二、實現方案

1.原理分析

①采樣電路:分別由滑動變阻器R5與電阻R4組成電阻分壓器,將輸出的直流電壓的V0一部分取出送到比較放大器,放大后控制調整環(huán)節(jié),取樣電壓VE為:

在正常情況下,取樣電壓可近似等于基準電壓則有:

改變取樣電路的分壓比,就可以調節(jié)V0的大小。即調節(jié)滑動變阻器R5的大小,改變輸出。

②基準電壓:基準電壓是一個穩(wěn)定度較高的直流電壓,利用發(fā)光二極管(綠色)的正向電壓特性,起“穩(wěn)壓”作用。當二極管的正向電流ILED2變化不大時,其正向壓降VLED2≈1.9V比較穩(wěn)定。用以作為調整比較的標準,R3是穩(wěn)壓管的限流電阻。LED2兼做電源指示。

③比較放大電路:比較放大器是一個直流放大器,由VT3構成。將取樣電壓VE與其準電壓VLED2進行比較,二者的差值經T3放大后,控制(VT1、VT2)的調整管,用以穩(wěn)壓輸出。

④調整電路:調整電路是穩(wěn)壓電源的核心環(huán)節(jié),輸出電壓的穩(wěn)定是通過調整管的調節(jié)作用來實現的。穩(wěn)定電路輸出的最大電流也主要取決于調整電路。所以調整管使用的參數不應超過器件的極限數據。

由電網電壓的波動或負載電流發(fā)生變化而使輸出電壓V0發(fā)生變化時,則有T1的自動調節(jié),其穩(wěn)壓過程:

當V0VEVB3IB3IC3VCE3(VBE2)IB1IC1VCE1V0

從而使V0基本不變。

⑤過載保護電路:串聯調整型的穩(wěn)壓電源和負載是串聯的,當負載電源過大或短路時,大的負載電流和短路電流全部流過調整管,此時負載端的壓降小,幾乎全部的整流電壓Vc加在調整管的c和e的極之間。使調整管的βVce0、ICM、PCM超過正常值。調整管會很快燒壞。R2和LED1組成的過載及短路保護電路,因串聯調整型的穩(wěn)壓電源調整管和負載是串聯的,當輸出過載(輸出電流過大),電阻R2上的壓降VR2增加到一定值后LED1導通,使調整管VT1、VT2的基極電流不再增大,限制了輸出電流的增加,起到限流保護作用。

附加功能:

(1)充電功能

本基礎電路的輸出端(可看作C3兩端)即可實現對電池等的充電功能。通過調節(jié)滑動變阻器R5的阻值,可實現對不同型號電池的充電功能。

(2)放大部分

將電壓放大,由于放大器最大輸出電壓的限制,故采用兩個放大器,兩放大器輸出電壓大小相等、符號相反。

(3)D/A轉換電路(數模轉換器)

D/A數模轉換電路一般采用DAC0832集成芯片

輸入用脈沖觸發(fā)。具體在本文后面有介紹。

2.電路圖(略)

三、電路參數設計

1.主要技術指標。(1)輸入電壓:AC: 0～220V。(2)輸出直流穩(wěn)壓(Io=1.5A):Uo=26V。(3)輸出直流電流:額定值150mA,最大值300mA。(4)具有過載,短路保護,故障消除后自動恢復。(5)充電穩(wěn)定電流:60mA(±10%),充電時間10-12小時。(6)工作溫度范圍:TA=0～50℃。

2.極限參數?？梢暰唧w情況而定。

3.電路參數(略)

四、問題及展望

1.輸出電壓Vo達不到要求的26V。在電路后增加兩個運放組成放大裝置來解決問題。同時增加電阻,這樣輸出電壓和輸出電流就都達到了實驗要求。

2.為使設計更加實用,要使得輸出的電壓更方便于他人,欲加裝DAC芯片使模擬信號轉變?yōu)閿底中盘?設計中也有涉及。

3.數碼管顯示數值停留在0不發(fā)生變化,這是因為放大電路中運放等的延遲作用!在延遲作用下,輸出電壓要經過一定時間的緩慢增加,然而DAC芯片卻在剛有電壓時觸發(fā)燈就亮了,即數碼顯示管數值定在00不再發(fā)生變化。將DAC的觸發(fā)電平換成脈沖觸發(fā),就能使數碼管“動”起來。

4.但是DAC電路中仍有不足,是顯示數碼管顯示的是十六位進制的數轉化為二進制的數,有待進一步的研究和設計。

參考文獻:

第7篇：直流穩(wěn)壓電源的設計范文

關鍵詞 STM32單片機；控制；無線遙控；直流減速電機

中圖分類號：TP87 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）01-0031-02

目前在政府部門、學校、企業(yè)，商場等場所在一些特定時候都會懸掛條幅，然而懸掛條幅一般都采用人工懸掛的方法具有一定的危險性。隨著信息時代的飛速發(fā)展，特別是自動控制與單片機控制的發(fā)展，可以應用自動控制系統(tǒng)來完成對條幅的懸掛。本文基于stm32單片機設計了一種可遙控自動條幅懸掛系統(tǒng)，采用STM32F103C8作為主控芯片，該芯片性能高、成本低、功耗低，保證了所設計系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。

隨著經濟的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們也越來越追求物質的使用方便安全，本文所設計的可遙控自動條幅懸掛機，通過無線遙控器來控制條幅的升降，它集成了機械，電子，計算機控制于一體。通常人們懸掛條幅時都是人工操作，不僅工作效率低，而且還就具有高風險，操作不當，人們就會受到傷害。因此我們研究設計了可遙控自動條幅懸掛機，它代替了人工懸掛條幅，降低了危險，提高了工作效率。

1 系統(tǒng)總體結構

圖1 自動控制升降條幅系統(tǒng)框圖

系統(tǒng)框圖如圖1所示，stm32單片機是核心控制芯片，最高工作頻率為72 MHz，滿足本系統(tǒng)處理速度和實時性需求。工作過程通過無線遙控，由單片機發(fā)出指令，對控制電機的繼電器進行驅動，讓電機正轉或反轉，控制條幅升降。直流穩(wěn)壓電源部分設計采用LD3985，WRB1205ZP實現隔離穩(wěn)壓電源為電路板中數字部分供電，K7805為非隔離穩(wěn)壓電源為模擬部分供電；報警系統(tǒng)部分設計采用霍爾電流檢測的方法，當電機沒有正常工作或條幅超重時，通過電流傳感器采集電機電流信號，以實現負載過高、電機異常等狀態(tài)的判斷與報警；無線遙控模塊，采用433M頻率傳輸芯片實現10 m內的控制信號傳輸；直流減速電機控制部分設計采用單片機控制繼電器的開閉，進而控制直流減速電機的轉動。

2 系統(tǒng)主要硬件設計

2.1 直流穩(wěn)壓電源設計

本系統(tǒng)的內部電路供電電源為12 V，但是由于一些芯片的工作電壓為5 V和3 V所以設計以下降壓電路如圖2所示，12 V電源給直流減速電機供電，5 V給光耦原件、繼電器、電流傳感器供電，3 V給stm32主控芯片及蜂鳴器供電。

2.2 報警系統(tǒng)設計

此報警系統(tǒng)是通過基于霍爾感應原理的電流檢測芯片輸出一個線性的電壓信號給單片機，來判斷電機是否正常工作。如果橫幅超重電機超負荷工作則常蜂鳴器報警、黃色指示燈亮。當電機正常工作時，電流檢測芯片輸出一個合理的電壓信號，此時綠燈亮；當電機遇故障或嚴重超負運行，則電機會自動斷電保護并發(fā)出聲光報警，進而達到報警和保護的目的。設計選用的是ACS712一種線性電流傳感器，該器件內置有精確的低偏置的線性霍爾傳感器電路，能輸出與檢測的交流或直流電流成比例的電壓。具有低噪聲，響應時間快。

圖3 電流傳感器電路圖

2.3 直流減速電機的控制設計

直流減速電機為條幅升降系統(tǒng)提供動力，本設計通過stm32單片機來控制繼電器的開閉從而改變直流減速電機兩端電壓極性，即控制電機的正反轉，實現條幅的升降。在單片機與繼電器之間，采用了光電隔離技術，能夠有效地避免在電機轉動時對主控芯片的干擾。

圖4 繼電器控制電路

2.4 無線遙控模塊

本模塊采用433M頻率傳輸芯片，通過遙控器發(fā)出指令，由傳輸芯片傳給單片機，再通過單片機來控制電機轉動，達到條幅升降的效果。433 MHz無線收發(fā)模塊，低功耗，低速率，低成本，準確有效，安全可靠。當電壓變化時發(fā)射頻率基本不變，和發(fā)射模塊配套的接收模塊無需任何調整就能穩(wěn)定地接收。

3 系統(tǒng)軟件設計

本設計利用的是keil4編譯環(huán)境，通過J-LINK把程序下載到stm32單片機中。具體的程序框圖如圖5所示。

3.1 硬件調試

硬件調試采用單獨模塊調試，然后系統(tǒng)整體運行調試的思路。

1）直流穩(wěn)壓電源調試：通過系統(tǒng)內部供電12 V，依次用萬用表測得LD3985的輸出電壓是否為5 V，WRB1205ZP的輸出電壓是否為5 V，K7805的輸出電壓是否為3 V，若滿足要求的則直流穩(wěn)壓電源工作正常。

2）報警系統(tǒng)與直流減速電機控制模塊調試：通過單片機控制繼電器，能否控制電機的正轉反轉，若能則直流減速電機控制模塊工作正常；當電機正正轉時，卡住電機使電機不能正常工作，此時蜂鳴器是否報警，若報警則報警系統(tǒng)工作正常。

3）無線遙控模塊調試：通過無線模塊調試，當按下“A”鍵時，電機正轉；當按下“D”鍵時，電機停止轉動；當按下“B”鍵時，電機反轉；當電機在堵轉的情況下，電機停止工作并且蜂鳴器和黃色指示燈報警，按下“D”鍵時確認取消報警。若各個功能均能正常工作則無線模塊調試成功。

圖5 具體程序框圖

3.2 軟件調試

采用模塊化設計，結構清晰，各個模塊對應功能明確，在調試采用逐步的方法，先對各個模塊在線調試，當各部分功能實現后，再對整個系統(tǒng)主程序完整調試。全部采用C語言編寫，除語法與邏輯差錯外，當確認程序沒問題是，可下載到單片機運行調試。

4 實施效果

將制作好的條幅掛在條幅懸掛機上，接通電源，手持遙控器按“A”鍵，則條幅將隨著電機的轉動向上運動，此時綠燈亮電機運行正常；當條幅上升到目標位置時，通過該位置的接近開關使橫幅自動停止綠燈熄滅，如果在特定場合需臨時調整高度也可以手動調節(jié)；當活動或會議結束，需要撤下條幅時，通過“B”鍵控制電機反轉使條幅降下來，按“D”鍵橫幅停在指定位置；當電機堵轉時電機會自動停止工作并發(fā)出聲、光報警，經工作人員確認故障后按“D”鍵取消報警；當條幅超過一定重量產生安全隱患時，則蜂鳴器和黃色指示燈報警。

該裝置實現了以下功能。

1）實現對條幅的自動懸掛和自動降落功能。

2）實現無線遙控器對條幅懸掛機進行控制。

3）實現具有超重自動報警、電機異常報警功能。

因此我們所設計的基于stm32單片機的可遙控自動條幅懸掛機的優(yōu)點，代替人工手動升降條幅，縮短會場布置時間，降低危險；懸掛機體積小，具有防雨功能，適用與室內以及室外場合，安裝更加方便。

5 結論語

此可遙控自動條幅懸掛機經過我們多次的實踐和檢測，可以實現對條幅的可遙控懸掛，滿足在各種條件下對條幅正常懸掛的要求。同時具有結構簡單、牢固、操作靈活省力、性能可靠并便于養(yǎng)護維修的特點。因此，基于stm32單片機的可遙控自動條幅懸掛機有著很好的應用前景，在生產生活中會用廣泛的應用。

參考文獻

[1]STM32F10X數據手冊[M].2001.

第8篇：直流穩(wěn)壓電源的設計范文

關鍵詞：AC-DC 開關電源 設計

中圖分類號：TN86 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）04-0142-01

本設計AC-DC的直流穩(wěn)壓可調的開關電源，它的性能優(yōu)越，電壓可調，體積小、重量輕、性價比高，將更加普遍使用于生活當中。

1 設計要求

（1）基本要求。輸入電壓：單相交流額定電壓有效值220V±20%。頻率：頻率范圍 45-65Hz。電流：在滿載運行時，輸入220V，小于8A；在264V時，沖擊電流不大于18A。輸出電壓U?？烧{范圍：30～36V。最大輸出電流IOMAX：2A。輸出噪聲紋波電壓峰―峰值Uopp≤1 V。DC―DC變換器的效率q≥70%。（2）性能拓展。進一步提高效率，使q ≥85%；排除過流故障后，電源能自動恢復為正常狀態(tài)。

2 方案總體設計

步驟如下：隔離變壓=>整流濾波=>高頻變換=>控制電路=>調整輸出。

說明：本電路主要采用3塊集成芯片實現對電路的控制，分別是IC1（NCP1050）、IC2（光耦合器SFH615）、IC3（可調式精密電壓調節(jié)器TL431）。

該方案的優(yōu)點：（1）電路結構簡單，轉換效率高穩(wěn)壓性能優(yōu)，并且轉換效率高；（2）性能優(yōu)越，電壓可調，體積小、重量輕、性價比高，可普遍使用于生活當中；（3）NCP1050，TL431等芯片器件功能強大，設計起來比較簡單。

3 電路的安裝與調試

圖1所示：

第9篇：直流穩(wěn)壓電源的設計范文

【關鍵詞】基于工作過程；六步法；模擬電子技術；教學模式改革

一、《模擬電子技術》課程改革的必要性

我國經濟的快速發(fā)展需要大批的高技能高素質的勞動人才，特別是電子行業(yè)產業(yè)的發(fā)展技術推陳出新，變化更是日新月異，高技能人才緊缺，高職院校成了培養(yǎng)高技能人才的主力軍。近幾年來，我院對電類專業(yè)的畢業(yè)生跟蹤調查發(fā)現：畢業(yè)生就業(yè)率較高，但進入職業(yè)角色的適應期較長，且崗位技能水平不高，企業(yè)對畢業(yè)生的職業(yè)能力評價也不高。經過深層的調查和分析，出現以上問題的主要原因在于學生在校學習期間理論與實際操作之間沒有很好地對接，實踐技能沒有得到很好的培養(yǎng)和提高。因此，電類學生的教學模式改革勢在必行?！赌M電子技術》課程作為電類專業(yè)的一門專業(yè)核心基礎課程，在教學改革浪潮中必須走在前面。下面我們以《模擬電子技術》課程為例，探討新的教學模式的實施。

二、基于工作過程的六步教學法

近年來，德國基于工作過程導向的高等職業(yè)教育理論以及在此基礎上提出的“學習領域”課程建設方案迅速成為我國各大院校特別是職業(yè)院校專業(yè)建設、課程開發(fā)、課程建設及其教學模式實施的理論指南。基于工作過程的教學模式將相關內容的理論教學和實訓教學整合成工作過程的項目任務內容，打破理論課與實踐課的界線，將理論和實踐教學巧妙地融合在一起。而六步教學法就是根據學生的心理特征和認知規(guī)律，將一節(jié)課在程序上和時間上科學地加以規(guī)劃，融教法和學法于其中并輔以現代教學手段，達到大面積提高教學質量的一種新型教學方法。它包括：信息、計劃、決策、實施、檢查、評估六個工作步驟。我們將“六步法”與“基于工作過程導向”的項目教學模式相結合，模擬企業(yè)真實的工作環(huán)境，讓學生親身參與到工作過程之中，學習和掌握與工作過程相關的知識和技能，學會從工作過程的全局出發(fā)分析問題和解決問題，從而獲得與工作崗位更貼近的職業(yè)能力。

三、基于工作過程六步教學法的具體實施過程

根據“六步法”的六個環(huán)節(jié)可將《模擬電子技術》的項目實施過程劃分為項目引入及信息收集、項目計劃、確定方案、實施方案、電路檢測及調試、演示講解及總結評價。各階段的教學時間安排可根據教學內容和學生情況確定。下面以直流穩(wěn)壓電源的設計與制作為例，探索六步法的實施過程。

教師首先將學生分成5、6組，每組8-10人為宜，分組的方式由教師自己決定，由各小組成員選出各組小組長。然后在學生當中選出一個項目負責人，該負責人最好是技術能力強、較有威信的班干。

1.項目引入及信息搜集

教師結合學生前面所學的專業(yè)知識以及職業(yè)崗位能力的要求，設定合適的項目任務，學生則以小組成員合作的形式完成項目。為了激發(fā)學生的興趣，教師可將自己事先做好的項目成品展示給學生看，演示項目成品的功能，讓學生對項目有一個初步的認識。任務要求不必太多，可放寬范圍給予學生設計空間。根據引入的項目任務，學生應通過互聯網或參考書等搜集項目需要的專業(yè)知識。教師向學生講解項目中應用到的新知識點。

項目任務：用分立元件設計并制作一個輸出可調直流穩(wěn)壓電源，要求輸入交流電壓220V，f=50HZ，輸出可調直流電壓。用萬能板或自制PCB板焊接電路。

信息搜集：直流穩(wěn)壓電源的工作原理，三端可調集成穩(wěn)壓器的基本資料，電容、二極管、集成穩(wěn)壓器的測量方法，萬能板布線方法或印制板圖設計及制作（Protell 99設計及制作）、焊接技術等。

2.項目計劃

各小組根據搜集的資料，分析可調直流穩(wěn)壓電源的工作原理及設計需求，設計與規(guī)劃完成項目的步驟與方法，形成一個初步可行的方案。例如：根據搜集的資料和項目要求選擇元器件，并列出所需元器件清單，畫出可調直流穩(wěn)壓電源的電路圖，撰寫計劃書，制定任務分配表及進度表等。

3.確定方案

各小組通過分析所設計的電路中各元件的作用來確定電路的可行性，為了確保電路的可行性以及確定電路各元器件的參數，可用仿真軟件Multisim對設計好的原理圖進行測試。通過小組討論和組員提意見的方式完善小組的方案，最后確定最佳方案。在這一過程中教師對方案的決策可提出意見但不能過分干涉，要知道學生可能會有錯誤的決策，但錯誤也是一種學習的過程，甚至通過修正錯誤的方案達成既定目標，可以讓學生獲得更大的提升空間。

4.實施方案

各小組實施確定的方案，包括購買元器件、畫印制板圖或裝配圖、組裝電路等。小組成員根據任務分配表中分配的任務執(zhí)行。組裝電路可在自制的PCB板上焊接（如果學生已學或正在學Protell99制圖軟件），也可用萬能板設計電路的走線和元件的排列布置。

5.電路檢測及調試

對焊接完成的可調直流穩(wěn)壓電源進行檢查，檢查電路是否連接正確，焊接是否合格，用萬用表檢查有無短路和斷路現象。若安裝的電路有故障存在，工作小組應根據故障現象對照電路原理圖進行討論分析，利用儀器及儀表具體排查可疑故障點，找到確切的故障點并進行相應的修改。經確認無故障后進行調試，用示波器觀察整流、濾波、穩(wěn)壓后的波形，用直流電壓表測量整流、濾波、穩(wěn)壓各輸出點的直流電壓。電路調試及故障排除的整個過程要在老師的監(jiān)護下由學生獨立操作完成。

6.演示講解及總結評價

各小組輪流上講臺將自己的作品進行展示和講解，包括分析設計思路、電路原理、制作過程中遇到的問題及解決方案、故障排除的過程、調試的結果等。每個學生要圍繞可調直流穩(wěn)壓電源的設計與制作撰寫實訓報告，實訓報告應包括查閱的資料、電路原理圖和印制板圖或裝配圖、電路原理分析、制作電路注意事項、電路的調試和故障的排除、感想收獲等。根據各小組的講解、展示的作品和實訓報告進行評價。評價的方式包括學生互評和教師評價：

（1）學生互評包括組內評和組間評。組內評是由工作小組組長組織組員點評在完成工作任務中各小組成員的表現及完成任務的情況，并確定等級；組間評是由項目負責人組織各小組組長點評完成本項目過程中的優(yōu)點及缺點，并確定各工作小組等級。綜合組內評和組間評得出學生互評的結果。

（2）教師集中所有學生點評項目完成的質量，檢驗其是否合格。教師點評態(tài)度要中肯，以肯定優(yōu)點為主。教師結合項目的完成情況對學生進行評價，評價要點包括工作分配是否合理、成員間的合作意識、提交資料的質量、作品的美觀、功能的實現、在完成項目中存在的亮點及不足。

在六步教學法實施過程當中，實施的主體應該是學生，教師在其中的作用是主持和引導。理論上《模擬電子技術》的教學最好能按照以上六步進行，但在實際教學過程中教師很難保證每一次教學過程都能完成這六步。老師在設計教學時要有這六步的思想，盡量地呈現一個完整的教學過程。

但在實際的教實施過程中，基于工作過程的六步法教學也存在一定的問題：

（1）因六部教學法的實施主體是學生，學生在行動上擁有較大的自由空間，但許多學生自覺自律性、主動性較差，不能很好地參與到學習過程之中。一個組往往只靠一兩個學生執(zhí)行項目任務，其他學生等著坐收成果，所以學生的行動需要加強巡視和規(guī)范。

（2）學生解決問題的能力有待提高。面對眾多的資料，學生往往不知道如何取舍，面對問題，不能夠通過知識遷移和協作探究解決問題，表現為對教師和對能力強的學生依賴性強。

（3）該六步教學法對教師的要求非常高，時間比較難掌握，因為每一步的任務不一樣，學生的水平不一樣，關注的點也不一樣，有時候會出現一些不可預見的意外而影響實施的進程。由此可見在運用這六步教學法的時候，老師需要做很多功課。如每個組的項目方案不一樣，因此老師要掌握該項目不同方案的知識，才能指導學生完成自己的項目。

（4）教學法在我國高校中運用不多，方法還不成熟，教師需要進一步的探索和學習，而學生對此也要有一個適應的過程。在這種情況下，我們可以把它進行分解，比如只運用六步法中的兩三步，進行一個小型的設計，讓學生們逐漸熟悉和接受，老師也可以在此過程中運用和揣摩這種方法，等有了一定經驗之后，再進行整個六步法的教學。

隨著基于工作過程的六步法的推廣，它的弊端也日益顯現出來，這需要我們的教學工作者在以后的教學實踐中不斷認識、探索和研究，尋求出解決方案，更好地實踐基于工作過程的六步教學法。

參考文獻

[1]黃建民.項目教學“六步法”的設計與實施初探[J].新校園，2011（6）.