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直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)要求范文第1篇

關(guān)鍵詞：直流穩(wěn)壓電源 線性電源 開關(guān)電源 基本類型

一、線性直流穩(wěn)壓電源

（一）晶體管串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電源。其在線性放大狀態(tài)工作，具備反應(yīng)快，電壓穩(wěn)定度高，負(fù)載穩(wěn)定度高，輸出紋波電壓小，噪聲較小等特點(diǎn)。針對(duì)電路技術(shù)而言，其控制電路使用元件較少。針對(duì)調(diào)整管的開關(guān)特性，濾波器的高頻性能等要求較少，因此可靠性較高。其最大缺點(diǎn)是工作效率較低。只能通過降低調(diào)整管上的壓降，減少調(diào)整管上的損耗來提高效率。具體解決策略為：一是PNP和NPN晶體管互補(bǔ)：串聯(lián)式穩(wěn)壓電源輸出電源電流較大時(shí)，通常調(diào)整管都要接成共集電極的達(dá)林頓組合管。因?yàn)樵诰w管電參數(shù)相同情況下在保持電流放大倍數(shù)相等的情況下，互補(bǔ)連接的組合調(diào)整管的集射極壓降減少了，因而電源的效率得到提高；二是偏置法：一般共集電極組合管集射間的壓降一定程度上取決偏置電流。采用偏置連接法當(dāng)輸出電流一定時(shí)可以有效的提高電源效率；三是開關(guān)穩(wěn)壓器作前置予調(diào)節(jié)：在輸入-輸出電壓差比較大，輸出電流也比較大的場(chǎng)合，采用開關(guān)穩(wěn)壓器作串聯(lián)式穩(wěn)壓器的前置予調(diào)節(jié)也是提高電源效率的有效辦法。開關(guān)予調(diào)節(jié)還可以設(shè)置在電源變壓器的原邊。

（二）集成線性穩(wěn)壓器。集成穩(wěn)壓器在早期市場(chǎng)上應(yīng)用較多，產(chǎn)量較大，主要分為半導(dǎo)體單片式集成穩(wěn)壓器、混合式集成穩(wěn)壓器兩類。兩類集成穩(wěn)壓器的電路形式、封裝、電壓、電流規(guī)格各不相同。集成穩(wěn)壓器分為定電壓、可調(diào)、跟蹤、浮動(dòng)集成穩(wěn)壓器多種。然而無(wú)論何種形式，其大都由基準(zhǔn)電壓源、比較放大器、調(diào)整元件即功率晶體三極管和某種形式的限流電路組成。部分集成穩(wěn)壓器內(nèi)部還有邏輯關(guān)閉電路和熱截止電路。集成穩(wěn)壓器與由分立元件組成的穩(wěn)壓器比較，集成穩(wěn)壓器的優(yōu)點(diǎn)非常明顯，成本低，體積小，使用方便，性能好，可靠性高。

（三）恒流源網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)壓電源。恒流網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)壓是串聯(lián)穩(wěn)壓電源的基本特點(diǎn)之一，其能夠有效提高電源穩(wěn)定性，在集成穩(wěn)壓器中應(yīng)用較為廣泛。分立元件組成的串聯(lián)穩(wěn)壓器大都應(yīng)用了恒流技術(shù)。應(yīng)用晶體管場(chǎng)效應(yīng)管與恒流二極管等元件能夠?qū)崿F(xiàn)恒流。恒流二極管在分立元件的串聯(lián)穩(wěn)壓器中應(yīng)用較為便利。

二、開關(guān)直流穩(wěn)壓電源

開關(guān)直流穩(wěn)壓電源主要指功率調(diào)整元件以“開、關(guān)”方式工作的直流穩(wěn)壓電源。早期的磁放大器開關(guān)直流穩(wěn)壓電源是利用鐵芯的“飽和”、“非飽和”兩種狀態(tài)進(jìn)行“開、關(guān)”控制，是一種低頻磁放大器。此期間出現(xiàn)的可控硅相控整流穩(wěn)壓電源也屬于開關(guān)直流穩(wěn)壓電源。之后，高頻開關(guān)功率變換技術(shù)得以迅猛發(fā)展，出現(xiàn)了變換器方式的高頻開關(guān)直流穩(wěn)壓電源。

（一）去除工頻變壓器。去除工頻電源變壓器而采用直接從電網(wǎng)整流輸入方式，是開關(guān)電源減少體積和重量的重要舉措之一。去除工頻變壓器已成為當(dāng)代先進(jìn)開關(guān)電源的基本特點(diǎn)。無(wú)工頻變壓器的開關(guān)電源與各種有工頻變壓器的直流穩(wěn)壓電源相比，其具有體積小、重量輕、效率高等優(yōu)點(diǎn)。開關(guān)電源的電路形式已實(shí)現(xiàn)多種多樣。從調(diào)制技術(shù)來看，其包括脈寬調(diào)制型、頻率調(diào)制型、混合調(diào)制型幾類，其中脈寬調(diào)制占絕大多數(shù)。目前出現(xiàn)了完全無(wú)變壓器的開關(guān)電源，即連高頻變換器都不需要。這種電源的最大特點(diǎn)是體積還可比現(xiàn)在的無(wú)工頻變壓器開關(guān)電源小的多，而且沒有繞制的變壓器等器件，能夠集成電路工藝制作。

（二）提高開關(guān)電源頻率。現(xiàn)代開關(guān)電源的最顯著特點(diǎn)是開關(guān)頻率不斷提高，無(wú)論是晶體管開關(guān)電源、可控硅開關(guān)電源、場(chǎng)效應(yīng)管開關(guān)電源，均在實(shí)現(xiàn)向高頻化方向發(fā)展。隨著功率IGBT和MOSFET的出現(xiàn)，開關(guān)電源的工作頻率已從早期典型的20KHz逐步提高到兆赫范圍甚至G赫范圍。

（三）控制電路實(shí)現(xiàn)集成。早期開關(guān)電源的控制電路由分立元件構(gòu)成，電路設(shè)計(jì)和調(diào)試維修都較為復(fù)雜，不利于開關(guān)電源的推廣應(yīng)用。為了適應(yīng)開關(guān)電源的迅速發(fā)展，集成化的開關(guān)電源控制電路被研制成功，而且功能日益完善。開關(guān)電源控制電路集成化，極大地簡(jiǎn)化了開關(guān)電源的設(shè)計(jì)，提高了開關(guān)電源的電性能和可靠性，并且具有體積小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

（四）關(guān)鍵元器件高頻化。為適應(yīng)開關(guān)電源快速發(fā)展需要，開關(guān)電源應(yīng)用的主要元器件也在快速發(fā)展，高頻化是其基本目標(biāo)。開關(guān)電源中的開關(guān)元件-功率晶體管、可控硅、場(chǎng)效應(yīng)管等均在提高工作頻率上發(fā)揮著重要作用。特別是功率管IGBT復(fù)合管，MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管的出現(xiàn)，最為引人注目，其不僅把開關(guān)頻率提高到1MHz-lGHz，并且具有開關(guān)特性好、驅(qū)動(dòng)功率小、不存在二次擊穿、避免熱奔等特殊優(yōu)點(diǎn)。此外，大電流肖特基勢(shì)壘的出現(xiàn)極大地改善了低電壓電流開關(guān)電源的整流效率，其具有開關(guān)速度快、反向恢復(fù)時(shí)間短，正向壓降地等優(yōu)點(diǎn)。在濾波過程中，電容器等器件也要在材料、結(jié)構(gòu)工藝諸方面進(jìn)行研制，以適應(yīng)開關(guān)電源高頻化需求。

（五）實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制。開關(guān)電源的控制已從模擬控制，模數(shù)混合控制，發(fā)展為全數(shù)字控制階段。全數(shù)字控制是未來的發(fā)展趨勢(shì)所在，并且已在許多功率變換設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。然而，過去數(shù)字控制在DC/DC變換器中應(yīng)用較少。近年來，開關(guān)電源的高性能全數(shù)字控制芯片已經(jīng)逐步開發(fā)應(yīng)用，歐美已有多家公司開發(fā)并制造出開關(guān)變換器的數(shù)字控制芯片及軟件。全數(shù)字控制數(shù)字信號(hào)與混合模數(shù)信號(hào)相比能夠標(biāo)定更小量，芯片價(jià)格較低；針對(duì)電流檢測(cè)誤差能夠?qū)崿F(xiàn)精確數(shù)字校正，電壓檢測(cè)更為精準(zhǔn)；能夠?qū)崿F(xiàn)快速靈活的控制設(shè)計(jì)等。

直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)要求范文第2篇

關(guān)鍵詞：變壓；整流濾波；穩(wěn)壓；

中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1、引言

直流穩(wěn)壓電源是電子技術(shù)常用的設(shè)備之一,廣泛的應(yīng)用于教學(xué)、科研等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源功能簡(jiǎn)單、難控制、可靠性低、干擾大、精度低且體積大、復(fù)雜度高。普通直流穩(wěn)壓電源品種很多, 但均存在以下問題: 當(dāng)輸出電壓需要精確輸出, 或需要在一個(gè)小范圍內(nèi)改變時(shí)(如1. 05～ 1. 07V ) ,困難就較大。二是穩(wěn)壓方式均是采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路, 對(duì)過載進(jìn)行限流或截流型保護(hù), 電路構(gòu)成復(fù)雜,穩(wěn)壓精度也不高。

傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源通常采用電位器和波段開關(guān)來實(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)節(jié),并由電壓表指示電壓值的大小. 因此,電壓的調(diào)整精度不高,讀數(shù)欠直觀,電位器也易磨損.而基于單片機(jī)控制的直流穩(wěn)壓電源能較好地解決以上傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源的不足。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn),現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用的工控產(chǎn)品均需要有低紋波、寬調(diào)整范圍的高壓電源,特別是在一些高能物理領(lǐng)域,急需電腦或單片機(jī)控制的低紋波、寬調(diào)整范圍的電源。

從上世紀(jì)九十年代末起，隨著對(duì)系統(tǒng)更高效率和更低功耗的需求，電信與數(shù)據(jù)通訊設(shè)備的技術(shù)更新推動(dòng)電源行業(yè)中直流/直流電源轉(zhuǎn)換器向更高靈活性和智能化方向發(fā)展。在80年代的第一代分布式供電系統(tǒng)開始轉(zhuǎn)向到20世紀(jì)末更為先進(jìn)的第四代分布式供電結(jié)構(gòu)以及中間母線結(jié)構(gòu)，直流/直流電源行業(yè)正面臨著新的挑戰(zhàn)，即如何在現(xiàn)有系統(tǒng)加入嵌入式電源智能系統(tǒng)和數(shù)字控制。

在家用電器和其他各類電子設(shè)備中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源供電。但在實(shí)際生活中，都是由220V 的交流電網(wǎng)供電。這就需要通過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路將交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電。濾波器用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般傳統(tǒng)電路由濾波扼流圈和電容器組成，若由晶體管濾波器來替代，則可縮小直流電源的體積，減輕其重量，且晶體管濾波直流電源不需直流穩(wěn)壓器就能用作家用電器的電源，這既降低了家用電器的成本，又縮小了其體積，使家用電器小型化。

2、方案論證與比較：

方案一: 采用單級(jí)開關(guān)電源，由220V交流整流后，經(jīng)開關(guān)電源穩(wěn)壓輸出。但此方案所產(chǎn)生的直流電壓紋波大，在其后的幾級(jí)電路中很難加以抑制，很有可能造成設(shè)計(jì)的失敗與技術(shù)參數(shù)的超標(biāo)。

方案二：并聯(lián)式穩(wěn)壓電源，電路簡(jiǎn)便易行，所用元器件相對(duì)較少，當(dāng)負(fù)載電流恒定時(shí)穩(wěn)定性相對(duì)較好，其突出優(yōu)點(diǎn)就是可承受輸出短路。但是效率低于串聯(lián)式穩(wěn)壓電源，輸出電壓調(diào)節(jié)范圍較小，尤其是在小電流時(shí)調(diào)整管需承受很大的電流，損耗過大，因而不能采用。

方案三：串聯(lián)式穩(wěn)壓電源，利用可調(diào)的三端式集成穩(wěn)壓器先提供穩(wěn)壓電壓和小電流，再通過三極管擴(kuò)流的方式使之提供大功率。由于集成穩(wěn)壓器通常內(nèi)部已有各種保護(hù)電路，輔助電路就可以簡(jiǎn)化。其次想采用經(jīng)典的分立式元件形式，因?yàn)樵诶碚撜n及實(shí)驗(yàn)室中看到的大多是這種電源，并且具體電路形式很豐富，可借鑒的結(jié)構(gòu)也較多。

比較以上幾種方案，決定采用方案三，即經(jīng)典的串聯(lián)式穩(wěn)壓電源，穩(wěn)扎穩(wěn)打，力爭(zhēng)做好。

3、硬件電路的組成與設(shè)計(jì)

直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成。

我國(guó)電網(wǎng)供電電壓交流220V(有效值)50Hz，要獲得低壓直流輸出，首先必須采用電源變壓器將電網(wǎng)電壓降低獲得所需要交流電壓。降壓后的交流電壓，通過整流電路變成單向直流電，但其幅度變化大（即脈動(dòng)大）。脈動(dòng)大的直流電壓須經(jīng)過濾波電路變成平滑，脈動(dòng)小的直流電，即將交流成份濾掉，保留其直流成份。濾波后的直流電壓，再通過穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，便可得到基本不受外界影響的穩(wěn)定直流電壓輸出，供給負(fù)載RL。

3.1電源變壓器

電源變壓器的作用是將來自電網(wǎng)的220V交流電壓變換為整流電路所需要的交流電壓。

本設(shè)計(jì)方案所需要用到的降壓變壓器是將電網(wǎng)交流電壓220V變換成復(fù)合需要的交流電壓，此交流電壓經(jīng)過整流后可獲得后級(jí)電路所需要的直流電壓12V。

由于所需的直流電壓比起電網(wǎng)的交流電壓在數(shù)值上相差較大，考慮到穩(wěn)壓部分中的集成穩(wěn)壓器須在輸入電壓≥10V 時(shí)才能使輸出電壓為0.7V～9V。所以，降壓后的電壓設(shè)為10V～12V，才能達(dá)到要求輸出的電壓為0V～10V，即該部分電路采用變壓器把220V交流市電變?yōu)榧s10V 的低壓交流電，作為電源的輸入電壓。變壓器原輔線圈的匝數(shù)比為：

N1/N2 = U1/U2 = 220V/10V≈22/1

電路中的保險(xiǎn)絲可起到保護(hù)電源的作用，當(dāng)電流大于0.5A 時(shí)，保險(xiǎn)絲熔斷，從而防止電源燒壞。電源變壓器的效率為：

其中：是變壓器副邊的功率，是變壓器原邊的功率。

一般小型變壓器的效率如表1所示，因此，當(dāng)算出了副邊功率后，就可以根據(jù)下表算出原邊功率。

表1小型變壓器的效率

3.2整流濾波電路

整流電路將交流電壓變換成脈動(dòng)的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。

如圖所示，在本設(shè)計(jì)中采用四個(gè)二極管組成橋式整流電路，利用單相橋式整流電路把方向和大小都大小都變化的50Hz的交流電變換為方向不變但大小仍有脈動(dòng)的直流電。其優(yōu)點(diǎn)是電壓較高,紋波電壓較小,整流二極管所承受的最大反向交流電流流過,變壓器的利用率高。濾波電路：利用儲(chǔ)能元件-電容C兩端的電壓不能突變的性質(zhì),采用RC濾波電路將整流電路輸出的脈動(dòng)成分大部分濾除,得到比較平滑的直流電。

圖2橋式整流橋電路

直流電壓與交流電壓的有效值間的關(guān)系為：

在整流電路中，每只二極管所承受的最大反向電壓為：

流過每只二極管的平均電流為：

其中：R為整流濾波電路的負(fù)載電阻，它為電容C提供放電通路，放電時(shí)間常數(shù)RC應(yīng)滿足：

其中：T = ms是50Hz交流電壓的周20期。

3.3穩(wěn)壓電源電路

三端穩(wěn)壓器各項(xiàng)性能指標(biāo)的測(cè)試

輸入電壓u2受負(fù)載和溫度發(fā)生變化到影響而發(fā)生波動(dòng)時(shí)，濾波電路輸出的直流電壓VI會(huì)隨著變化。因此，為了維持輸出電壓VI穩(wěn)定不變，需要對(duì)電壓進(jìn)行穩(wěn)壓。穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)外界因素（電網(wǎng)電壓、負(fù)載、環(huán)境溫度）發(fā)生變化時(shí)，能使輸出直流電壓不受影響，而維持穩(wěn)定的電壓輸出。穩(wěn)壓電路一般采用集成穩(wěn)壓器和一些元件所組成。采用集成穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)的穩(wěn)壓電源具有性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

三端穩(wěn)壓器的引腳及其應(yīng)用電路見附錄圖3。

7806為三端式集成穩(wěn)壓器，這種集成穩(wěn)壓器的輸出電壓是固定的，在使用中不能進(jìn)行調(diào)整。W78系列三端穩(wěn)壓器輸出正極性電壓，一般有：5V、6V、8V、9V、10V、12V、15V、18V、24V，輸出電流最大可達(dá)1.5A（加散熱片）。若要求輸出負(fù)電壓，可選用W79系列穩(wěn)壓器。圖3是7806的外型和三個(gè)引出端，其中：

1―輸入端（不穩(wěn)定直流電壓輸入端）；

2―輸出端（穩(wěn)定直流電壓輸出端）；

3―公共端；

圖3三端式集成穩(wěn)壓器

它的主要參數(shù)有：輸出直流電壓Uo=6±5%；最大輸入電壓Uimax=35V； 電壓最大調(diào)整率Su=50mV；靜態(tài)工作電流Io=6mA； 最大輸出電流Iomax=1.5A；輸出電壓溫漂ST=0.6mV/oC。

3.4穩(wěn)壓系數(shù)的測(cè)量(調(diào)節(jié)輸出電壓為5V時(shí))

按圖所示連接電路， 在u1=220V時(shí)，測(cè)出穩(wěn)壓電源的輸出電壓Vo，應(yīng)改變電源電壓上升和下降10%，分別測(cè)量穩(wěn)壓電源的輸出電壓VO，RL=100Ω。在實(shí)驗(yàn)室調(diào)節(jié)交流不太方便時(shí),可采用變壓器的次級(jí)變換的方法,如①②腳電壓為18V,測(cè)量一次,記下VO1.再更換到③①腳測(cè)量一次VO2, 將測(cè)量的結(jié)果填入表5中。則穩(wěn)壓系數(shù)為：

SV=(ΔVO/VO)/(Δu1/u1)

表2

3.5輸出內(nèi)阻的測(cè)量(調(diào)節(jié)輸出電壓為5V時(shí))

按圖4所示連接電路，保持穩(wěn)壓電源的輸入電壓不變 ，在不接負(fù)載RL時(shí)測(cè)出開路電壓Vo1，此時(shí)Io1=0，然后接上負(fù)載RL，測(cè)出輸出電壓Vo2和輸出電流Io2，測(cè)量結(jié)果填入表3中。則輸出電阻為：

RO=-(VO1-VO2)/(IO1-IO2)=(VO1-VO2)/IO2

表3

3.6紋波電壓的測(cè)量(調(diào)節(jié)輸出電壓為6V時(shí))

用示波器觀察Vo的紋波峰峰值，（此時(shí)Y通道輸入信號(hào)采用交流耦合AC），測(cè)量Vop-p的值（約幾mV）。

4、直流電源系統(tǒng)原理圖

直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)要求范文第3篇

【關(guān)鍵詞】穩(wěn)壓電源；設(shè)計(jì)；參數(shù)

任何電子設(shè)備的工作都離不開直流電源，晶體管、集成電路正常工作都需要直流電源供電。提供直流電的方法主要有干電池和穩(wěn)壓電源兩種。干電池具有輸出電壓穩(wěn)定便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)但是其容量低壽命短的缺點(diǎn)也十分明顯。而直流穩(wěn)壓電源能夠?qū)?20V交流電轉(zhuǎn)換為源源不斷的穩(wěn)定的直流電.它由變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四部分電路等組成。參考電路如圖1所示。

1.變壓

穩(wěn)壓電源的輸出電壓一般是根據(jù)儀器設(shè)備的需要而定的，有的儀器設(shè)備同時(shí)需要幾種不同的電壓。單獨(dú)的穩(wěn)壓電源，其輸出電壓在一定的范圍內(nèi)可以調(diào)節(jié)，當(dāng)調(diào)節(jié)范圍較大時(shí)，可分幾個(gè)檔位。因此，需要將交流電通過電源變壓器變換成適當(dāng)幅值的電壓，然后才能進(jìn)行整流等變換，根據(jù)需要，變壓器的次級(jí)線圈一般都為兩組以上選用合適的變壓器將220V±10%的高壓交流電變成需要的低壓交流電，要滿足電源功率和輸出電壓的需要，變壓器選用應(yīng)遵循以下原則：

（1）在220V±15%情況下應(yīng)能確?？煽糠€(wěn)定輸出。一般工程上變壓、整流和濾波后的直流電壓可以按下面情況確定：

一是要考慮集成穩(wěn)壓電路一般是要求最小的輸入輸出壓差；二是要考慮橋式整流電路要消耗兩個(gè)二極管正向?qū)ǖ膲航?；三是要留有一定的余量。輸出電壓過高會(huì)增加散熱量，過低會(huì)在輸出低壓時(shí)不穩(wěn)定，由此來確定直流電壓.

（2）變壓器要保留20%以上的電流余量。

2.整流

是將正弦交流電變成脈動(dòng)直流電，主要利用二極管單向?qū)щ娫韺?shí)現(xiàn)，整流電路可分為半波整流、全波整流和橋式整流。電源多數(shù)采用橋式整流電路，橋式整流由4個(gè)二極管組成，每個(gè)二極管工作時(shí)涉及兩個(gè)參數(shù)：一是電流，要滿足電源負(fù)載電流的需要，由于橋式整流電路中的4個(gè)二極管是每?jī)蓚€(gè)交替工作，所以，每個(gè)二極管的工作電流為負(fù)載電流的一半；二是反向耐壓，反向電壓要大于可能的最大峰值。

（1）電流負(fù)載ID>IL；

（2）反向耐壓為變壓器最高輸出的峰值VD>V2。

3.濾波

濾波的作用是將脈動(dòng)直流濾成含有一定紋波的直流電壓，可使用電容、電感等器件，在實(shí)際中多使用大容量的電解電容器進(jìn)行濾波。圖中C2和C4為低頻濾波電容，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理中的有關(guān)公式和電網(wǎng)變化情況，設(shè)計(jì)、計(jì)算其電容量和耐壓值，選定電容的標(biāo)稱值和耐壓值以及電容型號(hào)（一般選取幾百至幾千微法）。

C1和C3為高頻濾波電容，用于消除高頻自激，以使輸出電壓更加穩(wěn)定可靠。通常在0.01μF～0.33μF范圍內(nèi)。

（1）低頻濾波電容的耐壓值應(yīng)大于電路中的最高電壓，并要留有一定的余量；

（2）低頻濾波電容C2選取應(yīng)滿足：C2≥（3～5）；RL為負(fù)載電阻，T為輸入交流電的周期。對(duì)于集成穩(wěn)壓后的濾波電容可以適當(dāng)選用數(shù)百微法即可；

（3）工程上低頻電容C2也可根據(jù)負(fù)載電流的值來確定整流后的濾波電容容量，即：C2≥（IL/50mA）×100uF。

4.穩(wěn)壓

經(jīng)過整流和濾波后的直流電壓是一個(gè)含有紋波并隨著交流電源電壓的波動(dòng)和負(fù)載的變化而變化的不穩(wěn)定的直流電壓，電壓的不穩(wěn)定會(huì)引起儀器設(shè)備工作不穩(wěn)定，有時(shí)甚至無(wú)法正常工作。為此在濾波后要加穩(wěn)壓電路，以保障輸出電壓的平穩(wěn)性。穩(wěn)壓方式有分立元件組成的穩(wěn)壓電路和集成穩(wěn)壓電路。分立元件組成的穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓方式有串聯(lián)穩(wěn)壓、并聯(lián)穩(wěn)壓和開關(guān)型穩(wěn)壓等，其中較常用的是串聯(lián)穩(wěn)壓方式。

（1）串聯(lián)穩(wěn)壓電路

串聯(lián)穩(wěn)壓電路工作框圖如圖2所示，它由采樣電路、基準(zhǔn)電壓電路、比較放大電路和調(diào)整電路組成。

（2）集成穩(wěn)壓器

隨著集成工藝技術(shù)的廣泛使用，穩(wěn)壓電路也被集成在一塊芯片上，稱為三端集成穩(wěn)壓器，它具有使用安全、可靠、方便且價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)。

三端穩(wěn)壓器按輸出電壓方式可分為四大類：

①固定輸出正穩(wěn)壓器7800系列，如7805穩(wěn)壓值為+5V。

②固定輸出負(fù)穩(wěn)壓器7900系列。

③可調(diào)輸出正穩(wěn)壓器LM117、LM217、LM317及LM123、LM140、LM138、LM150等。

④可調(diào)輸出負(fù)穩(wěn)壓器LM137、LM237、LM337等。

直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)要求范文第4篇

關(guān)鍵詞：“教學(xué)做”一體化；直流穩(wěn)壓電源；自主探究

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-5727（2012）08-0087-02

課程與教學(xué)理念

《電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能》課程 “直流穩(wěn)壓電源”是中職國(guó)家規(guī)劃教材《電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能》第四章的內(nèi)容?！峨娮蛹夹g(shù)基礎(chǔ)與技能》是集理論、技能教學(xué)于一身的課程。針對(duì)電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的特點(diǎn)，應(yīng)以在生產(chǎn)一線從事電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的技能型人才所必需的知識(shí)、能力和素質(zhì)要求為基本依據(jù)，以完成一個(gè)真實(shí)的項(xiàng)目為主線，整合優(yōu)化本課程的教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)與教學(xué)方法，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力，從而使學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶骄恳庾R(shí)，提升學(xué)生職業(yè)能力。

教學(xué)理念 鑒于本課程理論實(shí)踐一體化的特點(diǎn)，應(yīng)將“教學(xué)做”一體化理念貫穿整個(gè)教學(xué)過程，如圖1所示。把直流穩(wěn)壓電源作為一個(gè)項(xiàng)目，分成若干個(gè)學(xué)習(xí)單元，每個(gè)學(xué)習(xí)單元又遵循學(xué)習(xí)規(guī)律，小步走，步步遞進(jìn)，逐步實(shí)現(xiàn)，最后達(dá)成教學(xué)的最終目標(biāo)。在教學(xué)時(shí)，應(yīng)以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主線，通過一個(gè)個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)驅(qū)動(dòng)，讓學(xué)生在做中體會(huì)、聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生的情感參與，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

教學(xué)目標(biāo) 根據(jù)本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容及特點(diǎn)，筆者參照布盧姆提出的行為目標(biāo)分類體系，將本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)劃分為如下三個(gè)層次：認(rèn)知領(lǐng)域、動(dòng)作技能領(lǐng)域及情感領(lǐng)域，如表1所示。

教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)是利用實(shí)際電路的安裝和測(cè)試，學(xué)習(xí)電子技術(shù)基礎(chǔ)理論知識(shí)和方法；教學(xué)難點(diǎn)是串聯(lián)型穩(wěn)壓電路原理的探究。

教學(xué)資源準(zhǔn)備與教學(xué)方法

教學(xué)資源準(zhǔn)備 （1）環(huán)境資源：學(xué)生在電子電工實(shí)訓(xùn)室上課、學(xué)習(xí)、實(shí)訓(xùn)。（2）信息資源：在生活、課堂、書本之外通過多渠道獲取整流電路相關(guān)信息，如圖書館、互聯(lián)網(wǎng)。（3）設(shè)備資源：電子電工實(shí)訓(xùn)臺(tái)、萬(wàn)用表、示波器、電烙鐵等。（4）材料資源：萬(wàn)能板、直流穩(wěn)壓電源PCB板、焊錫絲、整流二極管、三極管、變壓器、發(fā)光二極管、電阻等元器件。

教學(xué)方法 （1）項(xiàng)目教學(xué)、做中悟理：采用一個(gè)教學(xué)項(xiàng)目貫穿整個(gè)教學(xué)過程的方法。整個(gè)項(xiàng)目分成四個(gè)學(xué)習(xí)單元，每個(gè)學(xué)習(xí)單元前后聯(lián)系，從陌生元器件識(shí)別、檢測(cè)、特性的研究，到電路的組成、安裝、測(cè)試，再到對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行研究、分析和討論，最后探究電路原理。這樣，做到做中學(xué)、做中教、“教學(xué)做”一體化，理論聯(lián)系實(shí)踐，實(shí)踐探究理論，培養(yǎng)和提高學(xué)生學(xué)習(xí)電子技術(shù)理論和實(shí)踐操作技能。（2）自主探究、引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)：通過本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅要掌握器件檢測(cè)、安裝焊接技能，更要掌握電子技術(shù)基礎(chǔ)理論，所以，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)方法和思路顯得尤為重要。自主探究、引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)的教學(xué)方法能更好地發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，促進(jìn)知識(shí)內(nèi)化，激發(fā)興趣，提升學(xué)習(xí)能力。

教學(xué)過程設(shè)計(jì)與成果

教學(xué)過程設(shè)計(jì) （1）根據(jù)直流穩(wěn)壓電源的組成和功能，分成四個(gè)學(xué)習(xí)單元開展教學(xué)，如圖1所示。每個(gè)學(xué)習(xí)單元前后聯(lián)系緊密，逐個(gè)推進(jìn)，層層深入，最后實(shí)現(xiàn)整個(gè)教學(xué)目標(biāo)。（2）每個(gè)單元具體教學(xué)過程設(shè)計(jì)如圖2所示。（3）直流穩(wěn)壓電源電路每個(gè)單元的學(xué)生活動(dòng)和教師活動(dòng)如表2所示。

教學(xué)評(píng)價(jià)與反思

教學(xué)評(píng)價(jià) 以就業(yè)為導(dǎo)向，實(shí)施有效的評(píng)價(jià)策略，能起到更好地促進(jìn)學(xué)生職業(yè)能力發(fā)展的效果。每個(gè)學(xué)習(xí)單元為一個(gè)階段，每個(gè)階段都進(jìn)行三方面的評(píng)價(jià)：（1）知識(shí)目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)。根據(jù)直流穩(wěn)壓電源知識(shí)目標(biāo)要求，對(duì)學(xué)生掌握情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以采用書面試卷的形式考核。（2）技能目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)。根據(jù)直流穩(wěn)壓電源電路安裝與調(diào)試的技能要求，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐技能進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以采用自評(píng)、小組評(píng)、教師評(píng)等形式進(jìn)行。（3）情感態(tài)度評(píng)價(jià)。根據(jù)情感態(tài)度目標(biāo)，對(duì)學(xué)生的參與狀態(tài)、協(xié)作狀態(tài)、思維狀態(tài)和情感狀態(tài)等進(jìn)行評(píng)價(jià)，也可以采用自評(píng)、他評(píng)、教師評(píng)的形式進(jìn)行。最后進(jìn)行總體評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)出“焊接技術(shù)最優(yōu)”線路板和“性能最優(yōu)”線路板、“知識(shí)掌握最優(yōu)個(gè)人”等。

教學(xué)反思 （1）項(xiàng)目教學(xué)、做中悟理的教學(xué)方法，增強(qiáng)了學(xué)生的主體意識(shí)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)習(xí)效果事半功倍。同時(shí)，學(xué)生在完成項(xiàng)目的過程中，通過自由討論，互相學(xué)習(xí)，不僅增進(jìn)了相互了解，還加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)的合作意識(shí)。更重要的是，項(xiàng)目的完成改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)模式，提高了學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。（2）自主探究、引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)的教學(xué)方法，是以一個(gè)完整的項(xiàng)目為主線，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)的教學(xué)法。因此，在完成項(xiàng)目的過程中，教師不僅要教授學(xué)生知識(shí)和技能，更要讓學(xué)生學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立正確操作。（3）通過學(xué)習(xí)單元的逐個(gè)遞進(jìn)，不斷地提出問題、分析問題和解決問題，驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)地去學(xué)習(xí)，不但可以使學(xué)生掌握許多新的基本知識(shí)與技能，同時(shí)可給他們營(yíng)造了一種競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境，在完成每個(gè)學(xué)習(xí)單元的過程中，使學(xué)生不斷地獲得學(xué)習(xí)的自信和創(chuàng)新的動(dòng)力。

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直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)要求范文第5篇

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) 穩(wěn)壓電源 連續(xù)可調(diào) ADC

經(jīng)過前期的調(diào)查研究統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)大多高校的電工實(shí)驗(yàn)設(shè)備在進(jìn)行戴維南定理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中當(dāng)兩個(gè)電源同時(shí)作用時(shí)造成低電壓電源輸出升高的問題，例如我校的電工實(shí)驗(yàn)設(shè)備在進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)的過程中，當(dāng)電源一（6V）與電源二（15V）兩電源同時(shí)作用一系統(tǒng)時(shí)往往會(huì)造成電源一電壓升高從而造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果不正確。而且大多高校使用的電工實(shí)驗(yàn)設(shè)備與我校的電工實(shí)驗(yàn)設(shè)備原理相同，都存在上述問題。遂開發(fā)出基于STC89C51單片機(jī)的數(shù)字化控制的電工實(shí)驗(yàn)用可灌入式穩(wěn)壓電源，使實(shí)驗(yàn)過程中電源一輸出穩(wěn)定，從而保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確。

該項(xiàng)目最大的特色及創(chuàng)新點(diǎn)是創(chuàng)造性的以單片機(jī)為核心，組成數(shù)據(jù)處理電路，在檢測(cè)與控制軟件支持下，通過對(duì)電源電壓進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣與設(shè)定數(shù)據(jù)比較，從而調(diào)整和控制電工實(shí)驗(yàn)設(shè)備中電源的輸出。

采用模擬電路的可調(diào)穩(wěn)壓電路是用一個(gè)多檔開關(guān)來控制輸出電壓，而所謂的顯示系統(tǒng)只是再多檔開關(guān)的每個(gè)檔的旁邊注明電壓值。隨著電子行業(yè)的發(fā)展，他不耐用的弊端已經(jīng)使它逐漸離開了歷史的舞臺(tái)。

一、系統(tǒng)硬件部分

（一）STC89C51主控部分。

STC89C51主控部分是系統(tǒng)控制核心，主要負(fù)責(zé)對(duì)電工實(shí)驗(yàn)設(shè)備的輸出電壓進(jìn)行采樣并與手動(dòng)設(shè)定的參考電壓進(jìn)行對(duì)比，而后通過控制數(shù)字電位器的阻值來實(shí)現(xiàn)對(duì)穩(wěn)壓電源的調(diào)節(jié)，并且對(duì)輸出的電壓值進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。STC89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)工藝，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，STC的STC89C51是一種高效微控制器。

（二）采樣電路。

圖2 采樣電路

（三）變壓穩(wěn)壓電路。

變壓電路將工頻220V/50Hz電壓經(jīng)過降壓、整流、濾波后輸入給穩(wěn)壓芯片。LM317是應(yīng)用最為廣泛的電源集成電路之一，它不僅具有固定式三端穩(wěn)壓電路的最簡(jiǎn)單形式，又具備輸出電壓可調(diào)的特點(diǎn)。此外，還具有調(diào)壓范圍寬、穩(wěn)壓性能好、噪聲低、紋波抑制比高等優(yōu)點(diǎn)。LM317是可調(diào)節(jié)3端正電壓穩(wěn)壓器，在輸出電壓范圍1.2伏到37伏時(shí)能夠提供超過1.5安的電流，此穩(wěn)壓器非常易于使用，故本設(shè)計(jì)采用LM317為穩(wěn)壓芯片。

（四）直流穩(wěn)壓輸出控制電路。

數(shù)字電位器也稱數(shù)字可編程電阻器，是采用CMOS工藝制成的數(shù)字-模擬混合信號(hào)處理集成電路，能在數(shù)字信號(hào)的控制下自動(dòng)改變滑動(dòng)端的位置，從而獲得所需要的電阻值。數(shù)字電位器本身就是一個(gè)包含控制接口、存儲(chǔ)器和電阻的系統(tǒng)，它是通過軟件和控制接口進(jìn)行編程的，因此，在調(diào)節(jié)過程中不會(huì)產(chǎn)生電噪音。故本項(xiàng)目采用數(shù)字電位器控制輸出電壓。

二、結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)操作自動(dòng)化，系統(tǒng)的整個(gè)測(cè)量過程如數(shù)據(jù)的采集、傳輸與處理以及顯示等都用微控制器來控制操作，實(shí)現(xiàn)測(cè)量過程的全部自動(dòng)化。本設(shè)計(jì)具有友好的人機(jī)對(duì)話能力。與此同時(shí)，智能直流穩(wěn)壓電源還通過顯示屏將儀器的測(cè)量數(shù)據(jù)的處理結(jié)果及時(shí)告訴操作人員，使系統(tǒng)的操作更加方便直觀。

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