直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)要求精選(九篇)

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第1篇：直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)要求范文

關(guān)鍵詞：電子負(fù)載；恒流控制；負(fù)載調(diào)整率

1 概述

電子負(fù)載具有體積小，調(diào)節(jié)方便，工作方式靈活，性能穩(wěn)定，精度高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電源類產(chǎn)品和各類電子元器件的試驗(yàn)、測試、檢定和老化環(huán)節(jié)。該方案基于盛群AD型單片機(jī)，設(shè)計(jì)了一種智能電子負(fù)載，與其他同類設(shè)計(jì)相比，具有直流穩(wěn)壓電源負(fù)載調(diào)整率自動(dòng)測試功能。

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

電子負(fù)載工作在定電流模式時(shí)，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(yīng)電流為前提）。測試直流穩(wěn)壓電源負(fù)載調(diào)整率時(shí)，連接好測試電路，按鍵選定電源負(fù)載調(diào)整率測試功能，輸入被測電源的額定電流、電壓值，即可自動(dòng)測試被測電源的負(fù)載調(diào)整率。

2 硬件電路設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)恒流電路使流過功率負(fù)載器件的電流值與數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的輸出電壓成線性關(guān)系。單片機(jī)控制數(shù)/模轉(zhuǎn)換器輸出電壓，使恒流控制電路控制功率負(fù)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(zhuǎn)化成適合盛群單片機(jī)內(nèi)部集成12位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器測量的量程，單片機(jī)切換多通道模/數(shù)轉(zhuǎn)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(fù)載器件，用于吸收被測電源輸出的功率。

圖2中數(shù)/模轉(zhuǎn)換器輸出的電壓經(jīng)過電壓跟隨器U1B輸入運(yùn)算放大器U3 的同相輸入端，運(yùn)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(fù)反饋，將運(yùn)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(shù)/模轉(zhuǎn)換器輸出的電壓；I 是流過功率負(fù)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(shù)，差分放大器U4 選用的型號(hào)為INA2134。從式（1）中可以看出，流過功率負(fù)載器件的電流與數(shù)/模轉(zhuǎn)換器輸出的電壓成線性關(guān)系，因此可以通過單片機(jī)控制功率負(fù)載器件的電流。通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器分別測量圖2中ADC1 ，ADC2 處的電壓，可以得到被測負(fù)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(guān)系式為：

被測電源輸出電流I 與ADC2 處的電壓UADC2 之間關(guān)系式為：

UADC2=IR6A

3 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)程序采用模塊編程，主程序調(diào)用各模塊的方式實(shí)現(xiàn)。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(fù)載調(diào)整率自動(dòng)測試、按鍵檢測、顯示驅(qū)動(dòng)等模塊組成。

整個(gè)系統(tǒng)有兩個(gè)工作模式：定電流工作模式和負(fù)載調(diào)整率自動(dòng)測試模式。

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

直流穩(wěn)壓電源負(fù)載調(diào)整率S 表達(dá)式為：

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

直流穩(wěn)壓電源負(fù)載調(diào)整率自動(dòng)測試功能在定電流的基礎(chǔ)上進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)，負(fù)載調(diào)整率自動(dòng)測試流程圖如圖3所示。

4 結(jié)語

以盛群單片機(jī)HT45XX為主控芯片設(shè)計(jì)了一種新型智能電子負(fù)載，使運(yùn)算放大器工作在深度負(fù)反饋條件下實(shí)現(xiàn)功率負(fù)載恒流，該單片機(jī)自帶12位ADC轉(zhuǎn)換器，選用12 位串行數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，設(shè)計(jì)過壓過流保護(hù)電路，通過軟件編程實(shí)現(xiàn)直流穩(wěn)壓電源負(fù)載調(diào)整率自動(dòng)測試功能。實(shí)際設(shè)計(jì)與制作表明，該方案滿足設(shè)計(jì)要求。

第2篇：直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)要求范文

關(guān)鍵詞: 仿真 電源 Protel 99

中圖分類號(hào): TM1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A文章編號(hào): 1007-3973 (2010) 04-066-01

1 前言

直流穩(wěn)壓電源是能夠保證在電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載發(fā)生變化時(shí),輸出穩(wěn)定的電壓的常用的電子設(shè)備。它廣泛應(yīng)用于儀器儀表、工業(yè)控制及測量領(lǐng)域中。故設(shè)計(jì)、制造一個(gè)低紋波、高精度的直流穩(wěn)壓電源在電源技術(shù)中占有十分重要的地位。采用電路設(shè)計(jì)仿真工具對直流穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì)理念和輸出進(jìn)行仿真驗(yàn)證是提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、降低研制成本、縮短研制周期的有效手段,在電源設(shè)計(jì)工作中有著重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

仿真即對所設(shè)計(jì)的電路板進(jìn)行電器特性的分析,檢驗(yàn)其是否符合設(shè)計(jì)者的要求。如果沒有防震功能,在設(shè)計(jì)階段就無法檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的好壞,只能進(jìn)行無力的實(shí)驗(yàn),這樣,一旦設(shè)計(jì)階段出現(xiàn)重大失誤,那么一切只能重新再來,造成時(shí)間和物質(zhì)上的極大浪費(fèi)。對于復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)來說更是如此??。

Protel 99 SE系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的電路仿真功能,能夠提供模/數(shù)信號(hào)的混合電路仿真,本文利用Protel 99 SE軟件模擬設(shè)計(jì)并仿真了直流穩(wěn)壓電源電路,理論計(jì)算了該電路的主要參數(shù),模擬分析了該電路工作過程,仿真計(jì)算了該電路工作狀態(tài),直觀地驗(yàn)證了理論分析的結(jié)果,并得到相關(guān)結(jié)論。

2 理論分析

直流穩(wěn)壓電源電路如圖1所示,其中仿真信號(hào)源為頻率為50Hz,幅值為311V的正弦波信號(hào),三極管電流放大倍數(shù)為205,穩(wěn)壓管D2穩(wěn)定電壓6.8V,其他參數(shù)如圖所示。

圖1 直流穩(wěn)壓電源電路圖

該電路理論計(jì)算如下:

(1)輸入電壓:

(2)經(jīng)變比為5:1的變壓器變壓后,變壓器副線圈兩端電壓:

(3)經(jīng)D1全橋整流后,再經(jīng)C1濾波后, 由經(jīng)驗(yàn)公式??估算電路兩端輸出電壓平均值應(yīng)為:

(4)由于穩(wěn)壓管D2穩(wěn)定電壓為6.8V,故三極管基極與集電極電壓即電阻R1兩端電壓為:

(5)三極管工作在線性放大區(qū),故輸出電壓為:

3 計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果

圖2 輸入波形圖圖3 a、b兩點(diǎn)電位波形圖

圖4 c點(diǎn)電位波形圖圖5 輸出電壓波形圖

由以上分析結(jié)果可以看出:計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算的結(jié)果中圖3與理論計(jì)算中的相符合,圖4與理論估算中的相符合,圖5與理論計(jì)算中的相符合。

4 結(jié)論

(1)計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果不但結(jié)果更精確,而且速度非?？?大大減輕了電子線路設(shè)計(jì)人員的計(jì)算強(qiáng)度,尤其在需要經(jīng)常改變電路元件參數(shù)時(shí)或計(jì)算復(fù)雜電路時(shí),計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算的快捷、方便、精確的優(yōu)越性就更顯得突出。

(2)利用計(jì)算機(jī)方針軟件設(shè)計(jì)分析電子線路可以省去很多新產(chǎn)品調(diào)試時(shí)間,也可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤,避免浪費(fèi),即節(jié)約了成本有提高了效率。

(3)利用Protel 99 SE軟件對一個(gè)電路進(jìn)行仿真時(shí),一般步驟是先放置信號(hào)源,再設(shè)置好自己想要仿真的內(nèi)容,最后啟動(dòng)仿真程序,輸出結(jié)果。

(4)計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果很接近,直觀的體現(xiàn)了理論計(jì)算結(jié)果。因此,計(jì)算機(jī)仿真電路的技術(shù)具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

(項(xiàng)目基金:遼寧省教育廳科研項(xiàng)目2009A788)

注釋:

第3篇：直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)要求范文

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新教育環(huán)境氛圍內(nèi)容評(píng)價(jià)

如何在教學(xué)過程中實(shí)施創(chuàng)新教育，是每個(gè)職業(yè)教育工作者需要積極思考和亟待解決的課題。中職階段是學(xué)生思維能力與思維品質(zhì)形成的關(guān)鍵時(shí)期，如何在貫徹素質(zhì)教育中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力就顯得尤為重要。

在電子課堂中加入實(shí)習(xí)知識(shí)，能夠更好地實(shí)行創(chuàng)新教育，有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，磨煉創(chuàng)新品質(zhì)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，更有利于學(xué)生練就在今后的工作和生活中解決新問題，創(chuàng)造新生活的能力。

一、激發(fā)新的知識(shí)運(yùn)用模式的價(jià)值

筆者認(rèn)為，在電子專業(yè)中加入實(shí)習(xí)的知識(shí)更加能夠?yàn)樘綄び欣诩ぐl(fā)創(chuàng)新思維的實(shí)習(xí)模式做準(zhǔn)備，因?yàn)橼厔菔强隙ǖ?，那么其發(fā)展的軌跡就尤為重要。

學(xué)?？梢灾ε囵B(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)，就要注重引導(dǎo)學(xué)生組建“家電維修小組”、“電子小制作興趣小組”、“電子設(shè)計(jì)與制作競賽活動(dòng)”，等等，讓學(xué)生在這些豐富多彩的集體活動(dòng)中，自行組織、分工協(xié)作、自主自覺地去完成指定項(xiàng)目。由于學(xué)生有很大的自由度和自，各小組成員就發(fā)揮自己的長處，各顯神通，思維很活躍，興致也很濃。這樣，學(xué)生的創(chuàng)新思維不僅得到了發(fā)展，團(tuán)隊(duì)精神、合作意識(shí)也得到了培養(yǎng)。而且實(shí)訓(xùn)過程中，可以通過各種各樣的手段來進(jìn)行學(xué)習(xí)的彌補(bǔ)，可以說結(jié)合了很多有利的元素，使得學(xué)生的知識(shí)更加牢固。

二、重視興趣的重要性，在實(shí)習(xí)中因材施教

注重實(shí)習(xí)內(nèi)容的漸進(jìn)性和拓展性：由于職校學(xué)生的基礎(chǔ)差，思想惰性大。要想學(xué)生一下子形成良好的創(chuàng)新思維和能力是不現(xiàn)實(shí)的。電子專業(yè)的實(shí)習(xí)項(xiàng)目往往包括多個(gè)內(nèi)容。像一個(gè)電路往往由多個(gè)功能電路組成，若單純讓學(xué)生照著去做，學(xué)生弄不清電路結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)故障時(shí)無從下手，往往是畏難而退，反而產(chǎn)生消極作用，所以實(shí)習(xí)應(yīng)該循序漸進(jìn)，一個(gè)一個(gè)模塊進(jìn)行。譬如，在組裝聲光控開關(guān)時(shí)，可以先組裝電源，在電源檢測正常之后，再進(jìn)行聲控電路實(shí)習(xí)，然后再進(jìn)行光控電路實(shí)習(xí)；這樣環(huán)環(huán)把關(guān)，循序漸進(jìn)，有利于讓學(xué)生形成良好的思維習(xí)慣。組裝完后，引導(dǎo)學(xué)生分析如何調(diào)整光控和聲控靈敏度，還可以將電路再擴(kuò)展衍生新的電路。這樣避免了拔苗助長的惡果，而是讓學(xué)生一步一個(gè)臺(tái)階在分階段實(shí)習(xí)中獲取知識(shí)和培養(yǎng)良好的思維和創(chuàng)新能力。

三、建立實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)過程中的平臺(tái)教育過程

教師可以根據(jù)任務(wù)教學(xué)法的一些新思路為實(shí)訓(xùn)打造新的平臺(tái)和手段。

根據(jù)課本上的相關(guān)知識(shí)結(jié)合課外查找的相關(guān)資料，各小組同學(xué)將直流穩(wěn)壓電源的分類及作用展開討論，并進(jìn)行歸類。

要求：能夠與實(shí)際相結(jié)合，列舉出不同種類的直流穩(wěn)壓電源有不同的應(yīng)用。

對直流穩(wěn)壓電源的構(gòu)成及各部分的作用、工作原理；串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路的組成、工作原理及輸出電壓的計(jì)算各小組成員之間要會(huì)根據(jù)教材中的分析結(jié)合網(wǎng)上的多媒體課件來合作學(xué)習(xí)、研究探討。

細(xì)分五部分：

1.低壓電器的作用

2.整流電路的作用、分類、原理、計(jì)算

3.濾波電路的作用、分類、原理、計(jì)算

4.穩(wěn)壓電路的作用、分類、原理、計(jì)算

5.典型故障分析

查找直流穩(wěn)壓電源的實(shí)例，思考如何去市場上選購材料，去實(shí)驗(yàn)室動(dòng)手制作。小組之間研究如何調(diào)試：

1.可通過電子制作指導(dǎo)書或者上網(wǎng)站去搜索，確定要做的直流穩(wěn)壓電源。

2.列好元器件清單，備齊材料和工具。

3.去實(shí)驗(yàn)室小組成員制作調(diào)試。

四、寫好本次課題的總結(jié)報(bào)告

[資料]

1.書本材料：《電子技術(shù)基礎(chǔ)》《電子電工技能基礎(chǔ)》《電子電路實(shí)訓(xùn)》。

2.省略/info/185-1.htm>

Design/ebook-linear-power-circuits.htm

3.元器件獲得：學(xué)校實(shí)驗(yàn)室?guī)齑?/p>

[評(píng)價(jià)]

題目一：對于直流穩(wěn)壓電源電路：

1.整流電路有哪幾種？

2.直流穩(wěn)壓電源電路是如何分類的？

題目二：制作串聯(lián)型穩(wěn)壓電源，并填寫好報(bào)告。

五、結(jié)束語

通過本課題的學(xué)習(xí)，希望同學(xué)們對直流穩(wěn)壓電源有一個(gè)深刻的認(rèn)識(shí)。通過資料的查找和教材的學(xué)習(xí)，同學(xué)們不難知道直流穩(wěn)壓電源的作用和分類，對于其構(gòu)成部分的原理，部分同學(xué)學(xué)習(xí)起來可能存在一定難度，但是只要我們用心去探討學(xué)習(xí)，有問題多思考，多查找資料，利用一切可利用的資源，同學(xué)們就會(huì)比較好地掌握該部分理論知識(shí)。作為職業(yè)類的學(xué)生也更要注重將知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，為此同學(xué)們在動(dòng)手制作直流穩(wěn)壓電源時(shí)要學(xué)會(huì)處理好將理論應(yīng)用到實(shí)踐的矛盾，遇到問題時(shí)要小組成員之間互相協(xié)作，探討問題的解決方法，這將對我們繼續(xù)學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

［1］郅庭瑾.教會(huì)學(xué)生思維.教育科學(xué)出版社，2004.172.

第4篇：直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)要求范文

關(guān)鍵詞 三端可調(diào)正穩(wěn)壓器LM317;單片機(jī)AT89S51;模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片

中圖分類號(hào)TM91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2010)20-0060-02

0 引言

隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展,直流電源應(yīng)用非常廣泛,小至家用電器的供電電源,大至大型發(fā)電廠、水電廠、超高壓變電站、無人值守變電站作為控制、信號(hào)、保護(hù)、自動(dòng)重合閘操作、事故照明、直流油泵、,各種直流操作機(jī)構(gòu)的分合閘,二次回路的儀表,自動(dòng)化裝置的控制交流不停電電源等用電裝置的直流供電電源。與此同時(shí)直流電源的好壞直接影響著電氣設(shè)備或控制系統(tǒng)的工作性能,目前,市場上各種直流電源的基本環(huán)節(jié)大致相同,都包括交流電源、交流變壓器(有時(shí)可以不用)、整流電路、濾波穩(wěn)壓電路等。針對以上概述,我們設(shè)計(jì)了一套足夠調(diào)壓范圍和帶負(fù)載能力的直流穩(wěn)壓電源電路,要求是輸出電壓連續(xù)可調(diào);所選器件和電路必須達(dá)到在較寬范圍內(nèi)輸出電壓可調(diào);輸出電壓應(yīng)通過AD轉(zhuǎn)換電路以及單片機(jī)自動(dòng)控制電路實(shí)現(xiàn)了輸出電壓動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示能夠適應(yīng)所帶負(fù)載的啟動(dòng)性能。

1 系統(tǒng)方案

1.1 設(shè)計(jì)方案

1)晶體管串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電路

電路框圖如圖1所示,輸出電壓UO經(jīng)取樣電路取樣后得到取樣電壓,取樣電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較得到誤差電壓,對調(diào)整管的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整,從而使輸出電壓發(fā)生變化,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)。

2)采用三端集成穩(wěn)壓器電路

如圖2所示,他采用輸出電壓可調(diào)且內(nèi)部有過載保護(hù)的三端集成穩(wěn)壓器,輸出電壓調(diào)整范圍較寬,設(shè)計(jì)一電壓補(bǔ)償電路可實(shí)現(xiàn)輸出電壓從0 V起連續(xù)可調(diào),因要求電路具有很強(qiáng)的帶負(fù)載能力,需設(shè)計(jì)一軟啟動(dòng)電路以適應(yīng)所帶負(fù)載的啟動(dòng)性能。

3)用單片機(jī)制作的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源

該電路可通過AT89CS51單片機(jī)控制繼電器改變電阻網(wǎng)絡(luò)的阻值,從而改變調(diào)壓元件的參數(shù),使用軟啟動(dòng)電路,獲得3~26 V,驅(qū)動(dòng)能力可達(dá)1.5A。其硬件電路主要包括變壓器、整流濾波電路、壓差控制電路、穩(wěn)壓及輸出電壓控制電路、電壓電流采樣電路、掉電前重要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、單片機(jī)、鍵盤顯示等幾部分。

4)整流電路的方案論證

橋式整流電路利用變壓器的一個(gè)副邊繞組和4個(gè)二極管,使得在交流電源的正、負(fù)半周內(nèi),整流電路的負(fù)載上都有方向不變的脈動(dòng)直流電壓和電流。

5)濾波電路的方案論證

利用電容兩端電壓不能突變的特性,實(shí)現(xiàn)濾波。電容濾波電路簡單,負(fù)載直流電壓較高,紋波也較小,但輸出特性欠缺,適用于負(fù)載電壓較高,負(fù)載變動(dòng)不大的場合。

6)數(shù)顯電路方案論證

利用單片機(jī)對ADC0809的接口技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對輸入模擬量的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示。

1.2 具體電路

說明:如圖3原理圖中包含了采樣電路,基準(zhǔn)電路,比較放大電路,調(diào)整電路以及過載電路;本基礎(chǔ)電路的輸出端(可看作C3兩端)即可實(shí)現(xiàn)對電池等的充電功能,通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R5的阻值,可實(shí)現(xiàn)對不同型號(hào)電池的充電功能;采用兩個(gè)放大器,兩放大器輸出電壓大小相等、符號(hào)相反;在兩放大器輸出端分別加一個(gè)電阻,保證最大輸出電壓;使用集成芯片DAC0832,ADC0809。

參考文獻(xiàn)

[1]狄京等主編.電子工藝實(shí)習(xí)教程.中國礦業(yè)大學(xué)出版社.

[2]胡漢才編著.單片機(jī)原理及其接口技術(shù).清華大學(xué)出版社.

第5篇：直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)要求范文

【關(guān)鍵詞】DC-DC轉(zhuǎn)換 LM5117芯片 直流開關(guān)穩(wěn)壓電源

開關(guān)電源是利用電子開關(guān)器件通過控制電路，使電子開關(guān)器件不停地“接通”和“斷開”，讓電子開關(guān)器件對輸入電壓進(jìn)行脈沖調(diào)制，從而實(shí)現(xiàn)電壓變換、輸出電壓可調(diào)和自動(dòng)穩(wěn)壓。常用開關(guān)穩(wěn)壓電源電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且難于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓數(shù)字化調(diào)節(jié)，本文介紹一種以LM5117為核心降壓芯片的直流穩(wěn)壓電源，該電源設(shè)計(jì)簡單，可實(shí)現(xiàn)輸出穩(wěn)壓數(shù)字化調(diào)節(jié)且工作效率較高。

1 電源整體設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)要求

輸出電壓偏差|UO|≤100mV；

最大輸出電流IO≥3A；

輸出紋波Uopp≤50mV；

負(fù)載調(diào)整率Si≤5%；

電壓調(diào)整率Sv≤0.5%；

效率η≥85%；

重量小于0.2kg；

具備過流保護(hù)和負(fù)載識(shí)別功能。

1.2 設(shè)計(jì)方案

本開關(guān)穩(wěn)壓電源主要由電流檢測部分、過流保護(hù)部分、降壓部分、負(fù)載識(shí)別部分和輸出電壓調(diào)節(jié)部分組成，其工作原理框圖如圖1所示。直流穩(wěn)壓電源輸出固定16V，經(jīng)過LM5117為核心的Buck電路輸出穩(wěn)定可調(diào)電壓，在輸出電路中串入電流檢測模塊送入單片機(jī)A/D采集并判斷電流是否大于動(dòng)作電流，在Buck電路輸出端增加一個(gè)負(fù)載識(shí)別端口，外接電位器按U0=R/1k得到輸出電壓設(shè)定值，由單片機(jī)D/A控制輸出電壓到達(dá)設(shè)定值，構(gòu)成閉合控制回路，其電路原理圖如圖2所示。

2 開關(guān)電源的組成部分設(shè)計(jì)

2.1 降壓電路

采用LM5117組成的DC-DC電路，其中LM5117是同步降壓控制器，適用于高電壓或各種輸入電源的降壓型穩(wěn)壓器應(yīng)用；其控制方法是基于仿真電流斜坡的電流模式控制，而電流模式控制具有固定的輸入電壓前饋、逐周期電流限制和簡化環(huán)路補(bǔ)償?shù)墓δ?，輸出紋波電壓小、效率可高達(dá)93%可很好滿足要求。

2.2 過流保護(hù)電路

LM5117一腳UVLO是欠壓鎖定編程引腳，我們采用軟件調(diào)控來實(shí)現(xiàn)電流過保護(hù)，通過控制芯片一腳的電壓來控制芯片的工作狀態(tài)。利用INA271高端檢測，通過接入電阻恒定為50mΩ的康銅絲采樣電壓從而算出電流。將INA271采樣輸出電壓送入單片機(jī)A/D采集，判斷計(jì)算出的電路電流是否大于動(dòng)作電流值，過流時(shí)通過P3.1輸出低電平至Uvlo腳，芯片停止工作實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)。該方案可行性高且可減小整個(gè)裝置質(zhì)量，減小系統(tǒng)效率，如圖3所示。

2.3 降低紋波

注：Vro為總紋波大小，紋波是疊加在直流電壓的交流部分。ESR為 C的的等效串聯(lián)電阻。

由公式可知三種減小紋波電壓的方法：

（1）適當(dāng)增大開關(guān)頻率，但此做法回事系統(tǒng)功耗增加，電源效率降低；

（2）減小ESR，可選擇若干電解電容，瓷片電容并聯(lián)ESR的值只有幾十毫歐，此方法有效減小紋波的同時(shí)可提高電容量，即增加輸出濾波電路電感可在一定范圍內(nèi)盡量大；

（3）采用πLC濾波電路也可有效降低輸出端紋波大小。

2.4 DC-DC變換

采用非隔離型Buck電路，以LM5117為核心，由開關(guān)管CSD18532，電感，電容組成。由兩個(gè)開關(guān)管交替導(dǎo)通將輸入直流電壓變化成矩形波，空載時(shí)滿足（W為空占比），當(dāng)負(fù)載接入時(shí)，輸出電壓通過店主分壓反饋到芯片F(xiàn)b腳，保持輸出電壓為穩(wěn)定可調(diào)電壓。

2.5 穩(wěn)壓控制

如圖4所示，自LM5117的FB引腳輸出的電阻分壓信號(hào)可設(shè)定輸出電壓電平在一定范圍內(nèi)變化，F(xiàn)B引腳的調(diào)節(jié)閾值為0.8V。設(shè)定R0為1.2k，由電路圖可以確定DA輸入U(xiǎn)i和輸出UO間的關(guān)系為：

，通過確定R1，R2的阻值進(jìn)行優(yōu)化即可穩(wěn)定輸出連續(xù)的電壓值，以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的數(shù)字化控制。

3 電路設(shè)計(jì)

3.1 A/D采集電路

采用12位串行輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC2543，此芯片使用開關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成A/D轉(zhuǎn)換過程，串行輸入結(jié)構(gòu)可以節(jié)省單片機(jī)I/O口資源，分辨率較高，在儀器儀表中有較為廣泛的應(yīng)用。

3.2 D/A輸出電路

采用TI公司生a的帶有緩沖基準(zhǔn)輸入的雙路12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器TLV5618，輸出電壓為基準(zhǔn)電壓的兩倍，且單調(diào)變化。REF5040提供精準(zhǔn)參考電壓4.096V。數(shù)字輸入端帶有斯密特觸發(fā)器，具有較高的噪聲抑制能力。

4 運(yùn)行結(jié)果測試

4.1 器件選擇

由各種計(jì)算分析選擇開關(guān)頻率Fsw=1000kHz，定時(shí)電阻Rt=51K，輸出電感 Lo=22μH，電流檢測電阻Rs=5mΩ，輸出電容采用4個(gè)47μF電容并聯(lián)Cout=235μF，輸出分壓器Rfb1=1.45K，Rfb2=6.2K，電位調(diào)節(jié)器處處電壓為5V，F(xiàn)cross=10K，Rcomp=27.4K，Ccomp=15nf。

4.2 方案測試

采用控制單一變量的方法對上述設(shè)計(jì)進(jìn)行測試，測試結(jié)果該開關(guān)穩(wěn)壓電源不僅滿足設(shè)計(jì)要求，而且在此要求的基礎(chǔ)上更加優(yōu)化即輸出電壓偏差|Uo|≤35mV，最大輸出電流Io=3.2A，負(fù)載調(diào)整率Si=0.002，電壓調(diào)整率Sv=0.002，系統(tǒng)效率η=92.8%。

5 結(jié)論

本開關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)核心是LM5117芯片，通過實(shí)際設(shè)計(jì)表明，以LM5117為核心設(shè)計(jì)的降壓型直流開關(guān)穩(wěn)壓電源DC-DC的轉(zhuǎn)換率高達(dá)93%，具有廣泛的使用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]P.R.Gray and R.G.Meyer.Analysis and Design of Analag Intergrated Circuits.3rd John Wiley&Sons，New York，1993.

[2]戶川活朗著.實(shí)用電源電路設(shè)計(jì)――從整流電路到開關(guān)穩(wěn)壓器[M].北京：科學(xué)出版社，2011.

[3]康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2005.

[4]吳慎山主編.電子線路設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.

[5]臧春華主編.電子線路設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京： 高等教育出版社，2012.

第6篇：直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)要求范文

關(guān)鍵詞：教學(xué)做一體 直流穩(wěn)壓電源 電路調(diào)試

中圖分類號(hào)：TM44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）10（c）-0000-00

作者簡介：安海霞（1975-），女，漢族，河北省易縣，天津職業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院副教授，碩士，主要研究方向：電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用。

基金項(xiàng)目：本文是中國高等教育學(xué)會(huì)“十二五”教育科學(xué)規(guī)劃一般課題（課題編號(hào)11YB081）“高等職業(yè)教育‘教學(xué)做一體化’教學(xué)實(shí)踐中的問題與對策研究”的階段性研究成果。

《電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作》是高職學(xué)生電類專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程。通過本門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握常用的二極管、三極管、集成運(yùn)放、數(shù)字芯片等器件的選型與使用，學(xué)會(huì)簡單電路如：直流穩(wěn)壓電源電路、觸摸延時(shí)電路、三角波產(chǎn)生電路、計(jì)數(shù)器等電路的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試。為培養(yǎng)生產(chǎn)一線、從事電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作的技術(shù)技能型人才打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

根據(jù)教育部2006年出臺(tái)的《教育部關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》所提出的“教學(xué)做一體化”是高等職業(yè)教育培養(yǎng)職業(yè)人的教學(xué)模式[1]，本課程進(jìn)行了項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)計(jì)，并在實(shí)訓(xùn)室通過“教學(xué)做一體”的方式進(jìn)行了教學(xué)實(shí)施。

本文以“項(xiàng)目一 直流穩(wěn)壓電源電路的制作與調(diào)試”為例，進(jìn)行教學(xué)策略的設(shè)計(jì)，同時(shí)分析電路制作、調(diào)試過程中的操作要點(diǎn)與故障原因。

一.項(xiàng)目教學(xué)策略設(shè)計(jì)

周軍在《教學(xué)策略》一書中指出：教學(xué)策略是指為了實(shí)現(xiàn)一定的教學(xué)目標(biāo)對教學(xué)方法、教學(xué)媒體和教學(xué)形式等的選擇及組合。因此，教學(xué)策略是施教者（教師）在受到一定教學(xué)觀念影響下，對教學(xué)方法進(jìn)行統(tǒng)攝、控制和調(diào)節(jié)的教學(xué)決策活動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的調(diào)控[2]。

施良方、崔允t教授將課堂教學(xué)策略分成五大部分：課堂教學(xué)準(zhǔn)備策略、主要教學(xué)行為策略、輔助教學(xué)行為策略、課堂管理行為策略和課堂教學(xué)評(píng)價(jià)策略[3]。筆者將中間的三部分綜合為課堂教學(xué)行為策略進(jìn)行該項(xiàng)目的教學(xué)策略設(shè)計(jì)與實(shí)施。

1.課堂教學(xué)準(zhǔn)備

（1）信息資源準(zhǔn)備：直流穩(wěn)壓電源的結(jié)構(gòu)、組裝、工作視頻，各類二極管、穩(wěn)壓塊等元器件圖片，元器件參數(shù)資料（pdf格式），具有針對性的行業(yè)、專業(yè)網(wǎng)站等。

（2）設(shè)備及元器件準(zhǔn)備：電工實(shí)訓(xùn)臺(tái)、萬用表、示波器、變壓器等實(shí)驗(yàn)設(shè)備，多種類型二極管、穩(wěn)壓塊、電容、電阻等器件。

（3）W生分組準(zhǔn)備：將學(xué)生按動(dòng)手及組織能力分組，每組不超過3人。

2.課堂教學(xué)行為設(shè)計(jì)與實(shí)施

本項(xiàng)目采用直流集成穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)電路，輸出電壓正負(fù)5V、電流0.5A。電路原理圖如圖1所示[4]。從圖中可以看出，電路由4部分組成，因此將教學(xué)過程分為4個(gè)任務(wù)進(jìn)行。教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)如表1所示。

3.課堂教學(xué)評(píng)價(jià)

教學(xué)評(píng)價(jià)是高職院校技能訓(xùn)練教學(xué)活動(dòng)中一項(xiàng)重要抓手，具有多方面的作用，是對技能訓(xùn)練教學(xué)過程與目標(biāo)是否達(dá)成的一種價(jià)值判斷，能控制、調(diào)節(jié)教學(xué)的實(shí)施，確保技能訓(xùn)練任務(wù)的達(dá)成[5]。

按照技能訓(xùn)練教學(xué)過程與目標(biāo)是否達(dá)成，進(jìn)行三方面的評(píng)價(jià)：（1）技能目標(biāo)達(dá)成評(píng)價(jià)。根據(jù)電路的安裝與調(diào)試要求，對學(xué)生的動(dòng)手能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，采取學(xué)生自評(píng)、互評(píng)、教師評(píng)價(jià)進(jìn)行；（2）知識(shí)目標(biāo)達(dá)成評(píng)價(jià)。教師根據(jù)學(xué)生組裝電路進(jìn)行答辯考核，了解學(xué)生掌握知識(shí)情況，進(jìn)行評(píng)價(jià)；（3）素質(zhì)目標(biāo)達(dá)成評(píng)價(jià)。根據(jù)學(xué)生的參與狀態(tài)、協(xié)作程度、情感狀態(tài)及職業(yè)素養(yǎng)進(jìn)行互評(píng)和教師評(píng)價(jià)。將評(píng)價(jià)結(jié)果記錄在教學(xué)云平臺(tái)，課程完成后做總體評(píng)價(jià)。

二.電路制作、調(diào)試過程及故障分析

電路制作過程中，應(yīng)根據(jù)電路原理邊制作、邊調(diào)試，用示波器觀測每一部分電路的波形，進(jìn)而判斷元件有無損壞，電路連接是否正確。下面根據(jù)電路的四部分進(jìn)行電路的制作與調(diào)試分析。

1.降壓電路的調(diào)試

將變壓器連接在交流220伏電源上，用示波器觀測輸出端波形，應(yīng)為正弦波形，振幅在13伏左右。圖像不正確時(shí)，查找變壓器故障，可參考變壓器檢測知識(shí)。

2.整理電路調(diào)試

整流電路可采用四個(gè)整流二極管搭接，或者集成整流橋。按圖搭接好整流電路后，并連接電阻作為負(fù)載，正弦波形的下半周翻到坐標(biāo)軸上面，電路正確。如若沒有波形，檢測連接電路是否正確及二極管的好壞。

3.濾波電路調(diào)試

按照電路圖將整流后的電路接在電解電容上，注意電解電容正負(fù)極的接法，輸出波形為一條在正半周的直線。如果沒有波形，檢測電容是否燒壞。

4.穩(wěn)壓電路的調(diào)試

整流模塊7805及7905管腳的接法是重點(diǎn)也是難點(diǎn)。7805的1管腳為輸入端，2為接地端，3為輸出端；7905的1管腳為接地端，2為輸入端，3為輸出端。對應(yīng)圖1，進(jìn)行整流模塊的連接與調(diào)試。用萬用表測量輸出電壓時(shí)，紅表筆接7805的3管腳，黑表筆接2管腳，得出電壓為+5V；紅表筆接7905的3管腳，黑表筆接1管腳，得出電壓為-5V。

三.教學(xué)反思

項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)做過程實(shí)施相結(jié)合，使學(xué)生在做中學(xué)、做中悟，引導(dǎo)學(xué)生自主探究、自主學(xué)習(xí)，極大的提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過四個(gè)學(xué)習(xí)單元的逐層遞進(jìn)，不斷的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，到最后通過實(shí)踐操作解決問題，增強(qiáng)了學(xué)生的成就感和自信心，同時(shí)提高了創(chuàng)新能力。小組內(nèi)部的分工合作，與小組之間的評(píng)價(jià)，培養(yǎng)了學(xué)生合作、競爭的能力與意識(shí)，為走上工作崗位奠定了堅(jiān)實(shí)的知識(shí)技能和文化素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 教育部.《教育部關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》（教高〔2006〕16號(hào)）.2006.11.16

[2] 周軍. 教學(xué)策略[M]. 北京：教育科學(xué)出版社. 2007. 12

[3] 施良方，崔允t. 教學(xué)理論：課堂教學(xué)的原理、策略與研究[M]. 上海：華東師范大學(xué)出版社. 2001.9

第7篇：直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)要求范文

所謂項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是一種建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論基礎(chǔ)之上的教學(xué)法，學(xué)生綜合素質(zhì)和各種能力的提高都需要通過項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式來實(shí)現(xiàn)。該教學(xué)方法要求在教學(xué)過程中以項(xiàng)目為主線來展開，把相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)融入到項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)中去，層層推進(jìn)項(xiàng)目。通過對問題的深化或功能擴(kuò)充，來拓寬知識(shí)的廣度和深度，直至得到一個(gè)完整的項(xiàng)目解決方案，從而達(dá)到學(xué)習(xí)知識(shí)、培養(yǎng)能力的目的。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法屬探究式教學(xué)法，老師根據(jù)學(xué)生已有的知識(shí)、水平、經(jīng)驗(yàn)和興趣，與學(xué)生共同擬定、實(shí)施一個(gè)項(xiàng)目來進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)。在教學(xué)實(shí)施過程開始，教師引導(dǎo)學(xué)生選定“有意義”的項(xiàng)目，所謂“有意義”是指項(xiàng)目能夠?qū)⒄n程中的理論知識(shí)融入到項(xiàng)目中并具有開放性;在項(xiàng)目實(shí)施過程中，老師在課堂教學(xué)中將融于項(xiàng)目的理論知識(shí)適當(dāng)加以講解，學(xué)生可以在項(xiàng)目實(shí)施過程中用理論指導(dǎo)實(shí)踐，同時(shí)在實(shí)踐過程中強(qiáng)化對理論知識(shí)的理解和掌握，兩者有機(jī)結(jié)合，既能提高學(xué)生的興趣，又可以在制定修改設(shè)計(jì)方案、分工協(xié)作中鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，極大地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。在項(xiàng)目完成的基礎(chǔ)上，可以引導(dǎo)學(xué)生對項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié)、交流和討論，強(qiáng)化項(xiàng)目實(shí)施過程中學(xué)到的知識(shí)和技能，不但如此，可以引導(dǎo)學(xué)生在已實(shí)施項(xiàng)目上提出新問題、優(yōu)化性能、擴(kuò)充功能，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的鉆研精神，挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛力。

二、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在模擬電子技術(shù)課程中的應(yīng)用

本文以直流穩(wěn)壓電源為例，介紹項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法在模擬電子技術(shù)課程中的應(yīng)用，該方法可以推廣到該課程中的其它知識(shí)點(diǎn)，如功率放大電路、信號(hào)處理和信號(hào)產(chǎn)生電路等。

(一)項(xiàng)目的選擇。項(xiàng)目的選擇在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法中起著舉足輕重的作用，項(xiàng)目選擇要遵循以下原則:一是盡可能覆蓋直流穩(wěn)壓電源涉及的所有知識(shí)點(diǎn)，如整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路等，項(xiàng)目完成后學(xué)生能理解和掌握直流穩(wěn)壓電源所涉及所有理論知識(shí)，掌握運(yùn)用這些理論知識(shí)的技能;二是項(xiàng)目要具有開放性，主要體現(xiàn)在項(xiàng)目的可拓展性，學(xué)生能夠在已完成的項(xiàng)目上開展進(jìn)一步的研究工作，包括性能的優(yōu)化、功能的擴(kuò)展等，如穩(wěn)壓電源轉(zhuǎn)換效率的提高、穩(wěn)壓性能的提高等。在項(xiàng)目的實(shí)施過程中，學(xué)生可以充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，培養(yǎng)學(xué)生的鉆研精神和協(xié)作精神。三是選擇實(shí)際的工程項(xiàng)目，可以鍛煉學(xué)生從事工程項(xiàng)目開發(fā)能力，畢業(yè)后無需崗前培訓(xùn)直接擔(dān)任設(shè)計(jì)開發(fā)任務(wù)，從而拓寬學(xué)生畢業(yè)就業(yè)渠道。按照以上原則，選擇直流穩(wěn)壓電源作為項(xiàng)目開展教學(xué)活動(dòng)。在課程中的其它知識(shí)點(diǎn)，也可根據(jù)以上原則選擇合適的項(xiàng)目，如在功率放大電路中選擇擴(kuò)音器作為項(xiàng)目、信號(hào)處理和信號(hào)產(chǎn)生中選擇信號(hào)發(fā)生器作為項(xiàng)目等。

(二)項(xiàng)目的實(shí)施。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法中項(xiàng)目實(shí)施遵循層層推進(jìn)的原則，按“搭積木”的方法，將項(xiàng)目分解成不同層次的小項(xiàng)目，每個(gè)小項(xiàng)目包含在不同知識(shí)點(diǎn)里，由不同的理論知識(shí)進(jìn)行指導(dǎo)，由淺入深、由小到大，該章節(jié)課程結(jié)束時(shí)項(xiàng)目也就完成了。在整流濾波課程結(jié)束后，項(xiàng)目小組可以利用該章節(jié)所學(xué)的理論知識(shí)作為指導(dǎo)，討論如何實(shí)現(xiàn)整流濾波環(huán)節(jié)，以整流電路為例，項(xiàng)目小組要確定選用單向半波、全波還是橋式整流或倍增整流，在確定了電路種類后要選擇元件，確定元件必須具備的功能和性能，搭建電路后，要進(jìn)行性能測試，測試的結(jié)果與理論計(jì)算值進(jìn)行比較，分析產(chǎn)生差異的原因，尋找改進(jìn)的措施。在整流電路設(shè)計(jì)完成后，進(jìn)行濾波電路的選擇和設(shè)計(jì)，討論采用電容濾波還是電感濾波，各有什么優(yōu)勢，如果采用電容濾波，電容的取值應(yīng)該多大、耐壓性如何，紋波電壓多大等，設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行測試，將測試結(jié)果與理論值比較并進(jìn)行相應(yīng)的處理。經(jīng)過整流濾波后的電壓值還不能夠給精密度較高的電子設(shè)備供電，因此需要進(jìn)一步穩(wěn)壓，這正是整流濾波后續(xù)課程內(nèi)容，在這部分課程結(jié)束后，項(xiàng)目小組就可以討論穩(wěn)壓電路方案，將所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，確定采用串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路還是集成穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，或設(shè)計(jì)兩種方案并進(jìn)行對比，方案確定后選擇元器件搭建電路并進(jìn)行測試，以此類推，在課程結(jié)束時(shí)完成項(xiàng)目。

(三)討論和總結(jié)。項(xiàng)目完成后，各項(xiàng)目小組將項(xiàng)目過程中形成的設(shè)計(jì)方案、圖紙、電路系統(tǒng)整理后，結(jié)合項(xiàng)目的心得體會(huì)撰寫項(xiàng)目報(bào)告，在班級(jí)進(jìn)行成果展示并匯報(bào)，其他小組成員可以對該組的項(xiàng)目展開討論，如設(shè)計(jì)方案是否得當(dāng)，元器件的選擇是否合理，是否考慮了功能、性能和經(jīng)濟(jì)性要求等，項(xiàng)目小組可根據(jù)其他同學(xué)的建議對項(xiàng)目進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。

(四)項(xiàng)目的拓展。項(xiàng)目的基本功能實(shí)現(xiàn)后，學(xué)生能夠較好地掌握了直流穩(wěn)壓電源的基本知識(shí)，利用基本知識(shí)開展直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)的基本技能，該章節(jié)的教學(xué)任務(wù)也就基本完成，取得較好的教學(xué)效果，在此基礎(chǔ)上可以鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步對已完成項(xiàng)目進(jìn)行功能和性能的拓展。老師可引導(dǎo)學(xué)生對項(xiàng)目提出新要求，如功能上的擴(kuò)展:不可調(diào)單向電壓輸出擴(kuò)展為可調(diào)雙向電壓輸出;性能上的擴(kuò)展:電壓穩(wěn)定性的提高、電源轉(zhuǎn)換效率的提高等，通過功能和性能的拓展，可進(jìn)一步開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，挖掘他們的創(chuàng)造潛力。

三、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法在模擬電子技術(shù)教學(xué)中取得的成效和存在的問題及對策

(一)取得的成效。將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法應(yīng)用于模擬電子技術(shù)課程教學(xué)中，取得了以下成效:

1．學(xué)生對模擬電子技術(shù)課程產(chǎn)生濃厚的興趣，學(xué)習(xí)效率得到明顯的改善。一方面一改以往課堂上無精打采的狀態(tài)，課堂氣氛變得活躍，與老師的互動(dòng)明顯增加，因此學(xué)生的學(xué)習(xí)效率提高了，老師的積極性和效率也得到提高，形成了良性循環(huán)，使課堂教學(xué)效果得到明顯改善;另一方面一改課后作業(yè)敷衍了事的狀態(tài)，項(xiàng)目組成員分工查閱資料，討論項(xiàng)目方案，加強(qiáng)與老師的交流，課后學(xué)習(xí)的目的性很強(qiáng)，有效地提高了課后學(xué)習(xí)的效率。

2．學(xué)生的理論知識(shí)和實(shí)踐技能得到系統(tǒng)訓(xùn)練。因項(xiàng)目選擇有針對性，涵蓋了模擬電子技術(shù)的所有知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生全程參與項(xiàng)目實(shí)施的每個(gè)環(huán)節(jié)，所以學(xué)生的理論知識(shí)和實(shí)踐技能能夠得到系統(tǒng)訓(xùn)練。另外，項(xiàng)目的實(shí)施如方案的確定、元器件的選型、電路的設(shè)計(jì)、制作和調(diào)試是在理論指導(dǎo)下完成的，使得學(xué)生所學(xué)的理論能夠得到實(shí)際應(yīng)用，而在項(xiàng)目實(shí)施過程中通過查閱資料、討論、老師的指導(dǎo)，使得學(xué)生能夠在實(shí)踐中強(qiáng)化對理論知識(shí)的理解、掌握和拓展。

3．學(xué)生的工程應(yīng)用和創(chuàng)新能力得到很大提高。因?yàn)檫x擇的項(xiàng)目都是實(shí)際工程項(xiàng)目，所以項(xiàng)目的實(shí)施完成對于提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力起著很大的作用，同時(shí)因?yàn)轫?xiàng)目的開放性特點(diǎn)，可以鍛煉和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，學(xué)生畢業(yè)后無需進(jìn)行崗前培訓(xùn)即可直接上崗?fù)瓿砷_發(fā)任務(wù)。另外，通過項(xiàng)目的實(shí)施，學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、綜合運(yùn)用知識(shí)的能力等都會(huì)得到培養(yǎng)。

(二)存在的問題及對策。盡管在模擬電子技術(shù)中進(jìn)行了項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的嘗試，并取得了較好的效果。但是要將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法全面推廣，最大限度地發(fā)揮其功效，還存在一些問題需要解決。

1．項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)要求老師有豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而教師隊(duì)伍中具備這種能力人的比例還不高。針對這個(gè)狀況，可以從兩方面開展工作，其一是較強(qiáng)校企科研和項(xiàng)目合作，可以派遣在職教師到企業(yè)掛職，為企業(yè)解決實(shí)際問題的同時(shí)鍛煉自己的工程經(jīng)驗(yàn);其二是可以聘請企業(yè)中的資深工程師到學(xué)校擔(dān)任兼職教師。

2．項(xiàng)目選擇的問題。任課教師參與開發(fā)過的項(xiàng)目數(shù)量是有限的，不一定是“有意義”的項(xiàng)目，而且不一定適合教學(xué)。針對這個(gè)問題，除了要加強(qiáng)校企合作，多培養(yǎng)雙師型人才，還要按項(xiàng)目選擇的原則認(rèn)真篩選、規(guī)范定題，不斷積累，提高項(xiàng)目的數(shù)量和質(zhì)量。

3．組織能力和協(xié)作精神的培養(yǎng)問題。項(xiàng)目的實(shí)施可以鍛煉項(xiàng)目小組組長的組織能力，培養(yǎng)組員的協(xié)作精神，但如果組長在項(xiàng)目實(shí)施過程中只由一個(gè)人承擔(dān)，其他組員的組織能力就得不到鍛煉，有可能引發(fā)矛盾，更談不上相互協(xié)作了。針對這個(gè)問題，可以采用組員輪流值班的方法解決，即在每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中由不同組員擔(dān)任組長，可有效地解決組織能力和協(xié)作精神的培養(yǎng)問題。

四、結(jié)語

第8篇：直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)要求范文

【關(guān)鍵詞】開關(guān)；電源；原理；趨勢

電子設(shè)備的運(yùn)作需要電源供電，因而一個(gè)安全高效的電源，是組成技術(shù)指標(biāo)合格的電子設(shè)備的必要部件之一。當(dāng)下最常見的直流穩(wěn)壓電源主要有兩類，一類是線性電源，另一類是開關(guān)電源。線性電源穩(wěn)定性較好，輸出紋波電壓小，但要浪費(fèi)較多的調(diào)整管功率，所以電源體積較為臃腫。相比之下，開關(guān)電源高效節(jié)能，外形小卻能穩(wěn)定輸出較高電壓，并且擴(kuò)充方便，包含技術(shù)含量高，常被應(yīng)用于數(shù)碼設(shè)備、計(jì)算機(jī)等。開關(guān)電源是穩(wěn)壓電源未來發(fā)展的主流趨勢，在當(dāng)下已經(jīng)較為普遍的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。

一、開關(guān)電源的基本原理及組成

（一）開關(guān)電源的基本原理

根據(jù)控制原理的差異，開關(guān)電源分為三種：脈寬調(diào)制、脈頻調(diào)制和混合調(diào)制。

（1）脈沖寬度調(diào)制式，簡稱脈寬調(diào)制式（Pulse Width Modulation，縮寫為PWM），當(dāng)前集成開關(guān)電源多采用此種方式。這種方式穩(wěn)定電壓的方式是，在開關(guān)頻率不變化的前提下，依靠脈沖寬度的增大或縮小改變占空比例，進(jìn)而調(diào)節(jié)電壓達(dá)到穩(wěn)定。它核心部件是脈寬調(diào)制器。濾波電路的運(yùn)行十分便捷，因?yàn)殚_關(guān)是按照穩(wěn)定的周期工作的。然而，這種控制方式也有缺陷，它不能寬范圍地調(diào)整輸出的電壓，因?yàn)槭芄β书_關(guān)最小導(dǎo)通時(shí)間不夠的話，就不能完成寬范圍的調(diào)整。還有一個(gè)缺陷就是，輸出端要求較高，為了避免空載時(shí)電壓輸出上升，需要安排接假負(fù)載。

（2）脈沖頻率調(diào)制方式，簡稱脈頻調(diào)制式（PulseFre-quency Modulation，縮寫為PFM）。在這種調(diào)制方式運(yùn)作的時(shí)候，脈沖寬度是固定的，開關(guān)頻率的增加或減少控制了占空比，使得電壓保持穩(wěn)定。脈頻調(diào)制器是它的核心部件。設(shè)計(jì)電路的時(shí)候，它不使用脈寬調(diào)制器中的鋸齒波發(fā)生器，取而代之的是，用固定脈寬發(fā)生器，同時(shí)，使用電壓/頻率轉(zhuǎn)換器來調(diào)節(jié)頻率的變化。

這種調(diào)節(jié)方式的基本原理是，調(diào)節(jié)控制器輸出信號(hào)的脈沖寬度的運(yùn)轉(zhuǎn)周期，改變其占空比，從而控制輸出電壓Uo保持穩(wěn)定。它輸出電壓范圍寬，輸出端可不接假負(fù)載。

（3）混合調(diào)制方式，在這種調(diào)整方式下，可以靈活調(diào)整脈沖寬度或開關(guān)頻率，它屬于PWM和PFM的混合方式。混合調(diào)制方式兼有脈寬調(diào)制器和脈頻調(diào)制器兩種組件。由于tp和T均可單獨(dú)調(diào)節(jié)， 因此占空比調(diào)節(jié)范圍最寬，適合制作供實(shí)驗(yàn)室使用的輸出電壓可以寬范圍調(diào)節(jié)的開關(guān)電源。

此三種方式都可以叫做時(shí)間比率控制（TimeRatio Control， 簡稱TRC）方式。其中，脈寬調(diào)制器在諸如UC3842型脈寬調(diào)制器中是一個(gè)獨(dú)立的集成電路，而在LM2576型開關(guān)穩(wěn)壓器、TOP250型單片開關(guān)電源集成電路中與其他設(shè)備一同集成使用。

（二）開關(guān)電源的組成

（1）輸入電路：線性濾波電路、浪涌電流抑制電路、整流電路。

（2）變換電路：含開關(guān)電路、輸出隔離（變壓器）電路等，是開關(guān)電源電源變換的主通道， 完成對帶有功率的電源波形進(jìn)行斬波調(diào)制和輸出。

（3）控制電路：向驅(qū)動(dòng)電路提供調(diào)制后的矩形脈沖，達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的?；鶞?zhǔn)電路、采電路、比較放大、V/F變換、振蕩器。基極驅(qū)動(dòng)電路：把調(diào)制后的振蕩信號(hào)轉(zhuǎn)換成合適的控制信號(hào)， 驅(qū)動(dòng)開關(guān)管的基極。

（4）輸出電路：整流、濾波。把輸出電壓整流成脈動(dòng)直流，并平滑成低紋波直流電壓。

二、電源開關(guān)的發(fā)展趨勢

開關(guān)電源是穩(wěn)壓電源未來發(fā)展的主流趨勢，在當(dāng)下已經(jīng)較為普遍的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。接下來，筆者立足當(dāng)前的開關(guān)電源的發(fā)展實(shí)際和理論發(fā)展，淺析開關(guān)電源的未來其發(fā)展趨勢。

（一）小型高頻化

磁性元件和電容的大小和質(zhì)量決定了電源大小。當(dāng)前的技術(shù)開發(fā)的一個(gè)方向在于，減小這些元件的大小，并盡可能低提升開關(guān)頻率。這樣既能減小電源尺寸受到磁性元件和電容尺寸和重量的影響，還能避免受到不必要因素的干擾，提升系統(tǒng)性能，所以小型高頻化是開關(guān)電源的發(fā)展趨勢之一。

（二）使用穩(wěn)定化

比起線性使用的電源，開關(guān)電源的使用次數(shù)要多好多倍，由于經(jīng)常使用其穩(wěn)定性便不如前者。電解電容、光耦合器及排風(fēng)扇這些部件是決定使用的穩(wěn)定性和時(shí)間長短的要素。因此，當(dāng)下的設(shè)計(jì)正是從集成度的提升著眼，盡力地改善器件的使用，增強(qiáng)開關(guān)電源的穩(wěn)定性。進(jìn)化，開關(guān)電源的集成度還有待提高。比較可取的是，利用模塊化技術(shù)，它可以提升開關(guān)的穩(wěn)定性，適合用于分布式電源系統(tǒng)。

（三）低噪化

在傳統(tǒng)的開關(guān)電源中，頻率越高噪聲越大。采用部分諧振轉(zhuǎn)換回路技術(shù)，在原理上既可以提高頻率又可以降低噪聲，所以低噪聲化也是開關(guān)電源的未來發(fā)展趨勢之一。

（四）計(jì)算機(jī)智能控制化

當(dāng)前計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)不斷革新，未來的電路將會(huì)加以結(jié)合，利用微機(jī)檢測和控制，能有效、多反面監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)檢查、登記和預(yù)警等。

（五）低壓輸出化

隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的不斷發(fā)展，微處理器和便攜式電子設(shè)備的工作越來越低，這就要求未來的DC-DC變換器能夠提供低輸出電壓以適應(yīng)微處理器和便攜式電子設(shè)備的供電要求。

三、總結(jié)

本文的上半部分，分析了開關(guān)電源根據(jù)控制原理的差異可以分為三種：脈寬調(diào)制、脈頻調(diào)制和混合調(diào)制，同時(shí)還介紹了開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)及構(gòu)成原理。

后半部分，立足當(dāng)前的開關(guān)電源的發(fā)展實(shí)際和理論發(fā)展，分析未來其發(fā)展趨勢為：小型高頻化、使用穩(wěn)定化、低噪化、計(jì)算機(jī)智能控制化和低壓輸出化等。

參考文獻(xiàn)

[1]沙占友.新型單片開關(guān)電源的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2001.

[2]沙占友，王曉君，龐志鋒.集成穩(wěn)壓電源實(shí)用設(shè)計(jì)軟件[M].北京：中國電力出版社，2008.

第9篇：直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)要求范文

關(guān)鍵詞 整流電路；橋式整流；電工電子；教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2016）22-0092-02

Teaching Design of Single Phase Bridge Type Rectifier Circuit in Electric and Electronic Course//CHEN Yuanyuan

Abstract The single phase bridge type rectifier circuit is a kind of commonly used practical circuit in DC stabilized power supply. The

teaching process is designed to guide student to comprehend and

master circuit structure principle and work characteristics in the elec-

tric and electronic course. Many teaching way， such as multimedia courseware， software simulation and visual demonstration， are used to help student to consolidate knowledge. And the analysis and eli-mination of circuit possible faults are learned.

Key words rectifying circuit； bridge rectifier； electric and electro-nics； teaching design

1 前言

整流電路是直流穩(wěn)壓電源中不可缺少的組成電路。而單相橋式整流電路是單相整流電路中最常見的一類電路，在日常生活中得到廣泛的應(yīng)用。電工電子學(xué)課程中，在電子技術(shù)部分介紹了二極管之后就可以進(jìn)入單相橋式整流電路的學(xué)習(xí)。單相橋式整流電路是指應(yīng)用于單相電路中由4個(gè)二極管連接而成的一種橋式整流電路，它可以實(shí)現(xiàn)將交流電變?yōu)槊}動(dòng)的直流電的整流功能。對單相橋式整流電路的學(xué)習(xí)是電子技術(shù)部分非常重要的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)。為了將抽象難懂的電路原理講清楚明白，課堂教學(xué)就需要進(jìn)行合理有效的教學(xué)設(shè)計(jì)。

首先應(yīng)明確教學(xué)的目的是要幫助學(xué)生掌握單相橋式整流電路的組成和特點(diǎn)，會(huì)分析單相橋式整流電路的工作原理，并能畫出相應(yīng)的輸出電壓、電流的波形，會(huì)分析計(jì)算單相橋式整流電路中輸出電壓、電流并了解晶體二極管的選擇要求。教學(xué)的重點(diǎn)是橋式整流電路的結(jié)構(gòu)和工作原理，難點(diǎn)則在于橋式整流電路的連接方式和工作波形分析。

2整體設(shè)計(jì)

教學(xué)安排上這部分內(nèi)容通常用1課時(shí)即45分鐘來完成。在目前高校的教學(xué)模式中，采用的教學(xué)方法主要是利用現(xiàn)有的多媒體教學(xué)設(shè)備，通過PPT課件的講解來組織課堂教學(xué)。教師可以通過課件講解、黑板板書、引導(dǎo)提問、軟件演示和實(shí)物展示等多種教學(xué)手段來幫助學(xué)生理解掌握知識(shí)點(diǎn)。具體教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置：通過穩(wěn)壓電源的組成結(jié)構(gòu)引入整流電路的需求，引導(dǎo)學(xué)生思考整流電路的實(shí)現(xiàn)方法，進(jìn)而介紹單相半波整流電路工作原理、電路參數(shù)計(jì)算；提出半波整流電路的不足，通過疑問如何改進(jìn)電路，引入單相橋式整

流；用多媒體課件展現(xiàn)橋式整流工作原理、電路電流電壓分析；小結(jié)單相橋式整流電路的工作過程，通過練習(xí)分析橋式整流電路二極管斷路故障；例題講解單相全波整流電路；板書比較3種整流電路的優(yōu)劣；最后給出學(xué)生搭的直流電源實(shí)物照片，激發(fā)學(xué)生興趣。

在整個(gè)教學(xué)過程中，在教師的講解下，引導(dǎo)學(xué)生去思考，啟發(fā)學(xué)生的思路，從而達(dá)到幫助學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí)要點(diǎn)的教學(xué)目的[1]。

在引入環(huán)節(jié)，以日常常見的穩(wěn)壓電源的組成結(jié)構(gòu)入手，吸引學(xué)生興趣，啟發(fā)學(xué)生思考直流電源的組成部件。一個(gè)直流電壓源通常由交流變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四部分組成，其中整流電路的作用是將方向變化的交流電壓變成方向單一的脈動(dòng)直流電壓。電路的關(guān)鍵在于方向的變化，而影響方向的電路元件，學(xué)生通過思考，很容易想到二極管。

接下來很自然地介紹由二極管所構(gòu)成的單相半波整流電路。單相半波整流電路工作原理很好理解，就是利用二極管的單向?qū)щ娦?。二極管正向?qū)ㄊ沟谜胫艿碾妷耗軌騻鬟f過去，負(fù)載上得到正向電壓。而二極管反向截止使得負(fù)半周電壓時(shí)電路開路，負(fù)載電壓為零。分析完電路原理后，再對電路中各元件的電壓電流參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，了解所需二極管的基本要求。之后通過對電路輸出波形的分析，根據(jù)單相半波整流電路的不足，提出進(jìn)行單相全波整流的必要性。

隨后介紹單相橋式整流電路的結(jié)構(gòu)。對4個(gè)二極管的橋式連接基本結(jié)構(gòu)，學(xué)生很容易記住，但是接頭的連接方式比較容易混淆?？梢砸龑?dǎo)學(xué)生觀察二極管和電源及負(fù)載連接的二極管的個(gè)數(shù)和極性，教給學(xué)生“兩兩相連，源反阻同”這樣的口訣來記憶電路連接方式[2]。搞清楚電路結(jié)構(gòu)之后，運(yùn)用PPT動(dòng)畫演示向?qū)W生展示橋式整流電路的工作原理，理解橋臂上二極管兩個(gè)一組、兩兩分別導(dǎo)通變?nèi)ㄝ敵龅脑?，如圖1所示。計(jì)算電路中各元件的電壓電流參數(shù)，對單相橋式整流電路做個(gè)小結(jié)回顧。給出練習(xí)題，讓學(xué)生分析橋式整流電路中二極管出現(xiàn)短路或者斷路故障帶來的問題。

作為補(bǔ)充，通過例題講解圖2所示單相全波整流電路，計(jì)算電路中各元件參數(shù)。最后通過板書比較3種整流電路的優(yōu)劣，如表1所示。綜合來看，單相橋式整流電路兼具性能好和對元器件要求低的特點(diǎn)，因此獲得最為廣泛的應(yīng)用。

最后布置課外作業(yè)，讓學(xué)生使用Multisim仿真軟件搭建橋式整流電路，進(jìn)而進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)多路直流電源輸出。通過軟件自帶示波器觀測橋式整流電路輸出波形變化。系統(tǒng)仿真電路模型如圖3所示，鼓勵(lì)有能力的學(xué)生去實(shí)驗(yàn)室實(shí)際搭建實(shí)現(xiàn)直流電源電路。給出往屆學(xué)生作品實(shí)物（圖4），吸引學(xué)生興趣，也堅(jiān)定學(xué)生制作成功的信心。同時(shí)也是為后面濾波穩(wěn)壓電路的學(xué)習(xí)做好教學(xué)鋪墊。

3 結(jié)語

課堂教學(xué)是高校教學(xué)活動(dòng)中的核心和主要環(huán)節(jié)。單相橋式整流電路作為電工電子學(xué)課程中電子技術(shù)部分的一個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)，教師多開動(dòng)腦筋，通過多媒體、軟件和實(shí)物多種教學(xué)手段來幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，對完成教學(xué)目標(biāo)是十分有益的。通過這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)創(chuàng)新探索，教師對整個(gè)電子技術(shù)課堂教學(xué)進(jìn)行反思，相信對教學(xué)水平的提高有所幫助。參考文獻(xiàn)

[1]嚴(yán)萍.單相橋式整流電路的教學(xué)設(shè)計(jì)[J].時(shí)代教育，

2012（6）：18.