導(dǎo)語：如何才能寫好一篇穩(wěn)壓電源，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

[關(guān)鍵詞]穩(wěn)壓 連續(xù)可調(diào) 電源設(shè)計(jì)

一、幾種設(shè)計(jì)方案及分析

(1)晶體管串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電路。該類電路中,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,該誤差電壓對(duì)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,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(zhǔn)電壓處設(shè)計(jì)輔助電源,用于控制輸出電壓能夠從0 V開始調(diào)節(jié)。

分析:單純的串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電源電路很簡(jiǎn)單,但增加輔助電源后,電路比較復(fù)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(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)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,可用軟啟動(dòng)電路以適應(yīng)所帶負(fù)載的啟動(dòng)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(shí)際中,如果對(duì)電路的要求不太高,多采用此設(shè)計(jì)方案。

(3)用單片機(jī)制作的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源。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3～26V,驅(qū)動(dòng)能力可達(dá)1.5A,同時(shí)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(nèi)的可調(diào)直流電壓,且其性能優(yōu)于傳統(tǒng)的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源,但是電路比較復(fù)雜,成本較高,使用于要求較高的場(chǎng)合。

二、實(shí)現(xiàn)方案

1.原理分析

①采樣電路:分別由滑動(dòng)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(diào)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(zhǔn)電壓則有:

改變?nèi)与娐返姆謮罕?就可以調(diào)節(jié)V0的大小。即調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R5的大小,改變輸出。

②基準(zhǔn)電壓:基準(zhǔn)電壓是一個(gè)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(dāng)二極管的正向電流ILED2變化不大時(shí),其正向壓降VLED2≈1.9V比較穩(wěn)定。用以作為調(diào)整比較的標(biāo)準(zhǔn),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(gè)直流放大器,由VT3構(gòu)成。將取樣電壓VE與其準(zhǔn)電壓VLED2進(jìn)行比較,二者的差值經(jīng)T3放大后,控制(VT1、VT2)的調(diào)整管,用以穩(wěn)壓輸出。

④調(diào)整電路:調(diào)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(diào)整管的調(diào)節(jié)作用來實(shí)現(xiàn)的。穩(wěn)定電路輸出的最大電流也主要取決于調(diào)整電路。所以調(diào)整管使用的參數(shù)不應(yīng)超過器件的極限數(shù)據(jù)。

由電網(wǎng)電壓的波動(dòng)或負(fù)載電流發(fā)生變化而使輸出電壓V0發(fā)生變化時(shí),則有T1的自動(dòng)調(diào)節(jié),其穩(wěn)壓過程:

當(dāng)V0VEVB3IB3IC3VCE3(VBE2)IB1IC1VCE1V0

從而使V0基本不變。

⑤過載保護(hù)電路:串聯(lián)調(diào)整型的穩(wěn)壓電源和負(fù)載是串聯(lián)的,當(dāng)負(fù)載電源過大或短路時(shí),大的負(fù)載電流和短路電流全部流過調(diào)整管,此時(shí)負(fù)載端的壓降小,幾乎全部的整流電壓Vc加在調(diào)整管的c和e的極之間。使調(diào)整管的βVce0、ICM、PCM超過正常值。調(diào)整管會(huì)很快燒壞。R2和LED1組成的過載及短路保護(hù)電路,因串聯(lián)調(diào)整型的穩(wěn)壓電源調(diào)整管和負(fù)載是串聯(lián)的,當(dāng)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(dǎo)通,使調(diào)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(hù)作用。

附加功能:

(1)充電功能

本基礎(chǔ)電路的輸出端(可看作C3兩端)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)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(duì)不同型號(hào)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(gè)放大器,兩放大器輸出電壓大小相等、符號(hào)相反。

(3)D/A轉(zhuǎn)換電路(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)

D/A數(shù)模轉(zhuǎn)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(shù)設(shè)計(jì)

1.主要技術(shù)指標(biāo)。(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(hù),故障消除后自動(dòng)恢復(fù)。(5)充電穩(wěn)定電流:60mA(±10%),充電時(shí)間10-12小時(shí)。(6)工作溫度范圍:TA=0～50℃。

2.極限參數(shù)?？梢暰唧w情況而定。

3.電路參數(shù)(略)

四、問題及展望

1.輸出電壓Vo達(dá)不到要求的26V。在電路后增加兩個(gè)運(yùn)放組成放大裝置來解決問題。同時(shí)增加電阻,這樣輸出電壓和輸出電流就都達(dá)到了實(shí)驗(yàn)要求。

2.為使設(shè)計(jì)更加實(shí)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(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào),設(shè)計(jì)中也有涉及。

3.數(shù)碼管顯示數(shù)值停留在0不發(fā)生變化,這是因?yàn)榉糯箅娐分羞\(yùn)放等的延遲作用!在延遲作用下,輸出電壓要經(jīng)過一定時(shí)間的緩慢增加,然而DAC芯片卻在剛有電壓時(shí)觸發(fā)燈就亮了,即數(shù)碼顯示管數(shù)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(shù)碼管“動(dòng)”起來。

4.但是DAC電路中仍有不足,是顯示數(shù)碼管顯示的是十六位進(jìn)制的數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制的數(shù),有待進(jìn)一步的研究和設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn):

篇2

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；直流穩(wěn)壓；數(shù)模轉(zhuǎn)換

一、數(shù)字式可調(diào)穩(wěn)壓電源原理介紹

1.方案分析與選擇

方案一：數(shù)控部分用單片機(jī)帶動(dòng)數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片提供線性穩(wěn)壓電壓的參考電壓。

優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于單片機(jī)，系統(tǒng)工作在開環(huán)狀態(tài)，對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換的精度要求較高，設(shè)計(jì)成本低。

缺點(diǎn)：功耗較大，LED數(shù)碼管輸出顯示不是系統(tǒng)的精確輸出電壓，須對(duì)它進(jìn)行軟件補(bǔ)償。

方案二：數(shù)控部分用AVR單片機(jī)的PWM組成開關(guān)電源，再利用AVR的AD轉(zhuǎn)換對(duì)輸出電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換，利用軟件進(jìn)行電壓調(diào)整以達(dá)到穩(wěn)壓。

優(yōu)點(diǎn)：硬件簡(jiǎn)單，穩(wěn)壓的大部分工作由軟件完成，對(duì)單片機(jī)的運(yùn)行速度要求很高，利用手頭的ATmaga16L單片機(jī)最高8MHz工作頻率很難達(dá)到速度要求。對(duì)軟件要求較高，功耗小。

缺點(diǎn)：輸出紋波電壓較大，對(duì)軟件的要求很高。

方案二簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)起初對(duì)設(shè)計(jì)者很吸引，但是后來了解到AVR單片機(jī)的PWM的精度用于開關(guān)電源比較勉強(qiáng)，而且開關(guān)電源有個(gè)通病：紋波電壓大，考慮到設(shè)計(jì)目標(biāo)對(duì)電源的功耗要求不是很嚴(yán)，同時(shí)為了保證紋波足夠小也鑒于自身對(duì)于51單片機(jī)和線性電源較為熟練，故選擇方案一。

2.總體設(shè)計(jì)原理

本設(shè)計(jì)采用AT89S52單片機(jī)作為整機(jī)的控制單元，利用4×4鍵盤輸入數(shù)字量，通過控制單元輸出數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器（DA0832）輸出模擬量，最后經(jīng)過運(yùn)算放大器隔離放大，控制輸出功率管的基極，隨著輸出功率管的基極電壓的變化，間接地改變輸出電壓的大小。

二、數(shù)字式可調(diào)穩(wěn)壓電源硬件電路設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)主要圍著AT89S 52單片機(jī)作為整機(jī)的控制單元用PROTEL 99SE設(shè)計(jì)軟件來布線的，其中還用到了模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片DAC0832、外部存儲(chǔ)芯片24C01、放大器芯片LM324、4×4矩陣式鍵盤、數(shù)碼管等其他器件?？傮w框圖考慮到各個(gè)元件的電氣特性，例如元器件之間的干擾問題，接地問題，布線問題等，本系統(tǒng)將硬件電路設(shè)計(jì)分為數(shù)字部分和模擬部分。

（一）穩(wěn)壓電源數(shù)字部分電路

穩(wěn)壓電源數(shù)字部分電路即單片機(jī)接口電路主要包括：DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、EEPROM接口電路、鍵盤接口電路、揚(yáng)聲器接口電路、復(fù)位電路、晶振電路及數(shù)碼管顯示部分電路。

1.單片機(jī)接口總電路

單片機(jī)AT89S52與器件的接口總電路如圖1所示，下面將各部分電路介紹，AT89S52的P0、P2.5-P2.7接數(shù)碼管輸出顯示部分電路，其中P0口用來輸出字段碼；P2.5-P2.7用來輸出數(shù)碼管選通位信號(hào)；P2.0、P2.2分別接外部存儲(chǔ)芯片24C01的數(shù)據(jù)線（SDA）和時(shí)鐘線（SCL）；P2.3接揚(yáng)聲器電路，為執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA/VPP必須接VCC。

AT89S52的P1口與數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC0832相連接，用來輸出數(shù)字量信號(hào)；RST為復(fù)位腳，用來輸入復(fù)位信號(hào)，同時(shí)它還與P1.5-P1.7一起用作ISP下載端口；P3口用做鍵盤信號(hào)輸入端口，XTAL1、XTAL2接晶振電路。

2.單片機(jī)電路接口電路

主要有：24C01與單片機(jī)AT89S52接口電路、4×4矩陣鍵盤接口電路、揚(yáng)聲器電路、AT89S52單片機(jī)復(fù)位電路及外部晶振電路、數(shù)碼管顯示部分電路。下面簡(jiǎn)單介紹一下存儲(chǔ)芯片。

穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)中利用它存儲(chǔ)電壓輸出值，實(shí)現(xiàn)掉電保存當(dāng)前電壓值的功能。它的引腳1、2、3、4、7接地；8腳接+5V；5腳與6腳分別接單片機(jī)的P2.0、P2.2的同時(shí)接5.1K上拉電阻后再接+5V（因連接總線的器件的輸出端必須是集電極或漏極開路，以具備線“與”功能）。

3.數(shù)字部分電路PCB設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)中，數(shù)字部分電路PCB采用Pro-tel99se軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。如圖2所示：

（二）穩(wěn)壓電源模擬部分電路

穩(wěn)壓電源模擬部分電路主要包括電源部分電路，由運(yùn)放LM324、達(dá)林頓管TIP127等構(gòu)成的輸出電壓控制單元電路。另外，模擬部分電路屬于高壓部分，穩(wěn)壓管和達(dá)林頓管發(fā)熱量比較大，要帶散熱片；同時(shí)須將它與5V低壓工作的數(shù)字部分電路分開，這樣可有效地防止元件的損壞，這也是系統(tǒng)為什么將電路設(shè)計(jì)分為數(shù)字部分和模擬部分的原因。

1.電源部分電路

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中考慮到單片機(jī)及其他器件的電源供電問題，采用一個(gè)變壓器將220V交流電降壓再經(jīng)電橋整流，獲得25V左右的平穩(wěn)電壓，然后用穩(wěn)壓管78L24、78L12、78L05進(jìn)行三次穩(wěn)壓，分別獲得24V、12V和5V的穩(wěn)定電壓，24V提供的是運(yùn)算放大器LM324和達(dá)林頓管TIP127的工作電壓，5V是AT89S52單片機(jī)和DAC0832的工作電壓。圖3所示。

2.輸出電壓控制單元電路

系統(tǒng)中，矩陣鍵盤輸入數(shù)字信號(hào)經(jīng)AT89S52處理后輸出給DAC0832，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換后輸出的是電流量，因此必須將電流量接電阻后接反饋放大電路以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出。本設(shè)計(jì)的模擬部分利用了LM324作為放大器，采用二級(jí)放大電路，第一級(jí)為同相比例放大電路，第二級(jí)為閉環(huán)反饋放大電路。

本設(shè)計(jì)實(shí)際用到的數(shù)字式可調(diào)穩(wěn)壓電源模擬部分輸出電壓控制單元電路，其中用電位器和微調(diào)電阻作為校準(zhǔn)電壓值硬件補(bǔ)償；用達(dá)林管TIP127作為調(diào)整管，由于其工作時(shí)發(fā)熱量較大，須外加散熱裝置。

三、數(shù)字式可調(diào)穩(wěn)壓電源軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的功能是：鍵盤對(duì)單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)，單片機(jī)對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理后的數(shù)據(jù)送4位共陽數(shù)碼管，再送到8位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片（DAC0832），以實(shí)現(xiàn)數(shù)字量對(duì)電壓的控制。系統(tǒng)中的主程序主要完成鍵盤掃描、判斷、處理和數(shù)碼顯示。

1.編程語言及輸入

C語言在單片機(jī)的應(yīng)用中，由于其邏輯性強(qiáng)，可讀性好，比匯編語言靈活簡(jiǎn)練，目前越來越多的人從普遍使用匯編語言到逐漸使用C語言開發(fā)，市場(chǎng)上幾種常見的單片機(jī)均有其C語言開發(fā)環(huán)境。因此，在本系統(tǒng)中，考慮到匯編語言的這些缺點(diǎn)，采用了C語言作為軟件設(shè)計(jì)語言。

2.軟件補(bǔ)償編程

由于系統(tǒng)采用DAC0832進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換線性穩(wěn)定度不夠好，因此系統(tǒng)實(shí)際輸出電壓值與輸出顯示值存在誤差，必須用軟件補(bǔ)償?shù)霓k法來消除誤差。為此通過測(cè)試多組實(shí)際輸出電壓值與輸出顯示值對(duì)比，然后進(jìn)行軟件補(bǔ)償，所以程序中調(diào)用軟件補(bǔ)償函數(shù)對(duì)輸出電壓值的補(bǔ)償，從而消除誤差。

四、結(jié)束語

本系統(tǒng)的不足之處就是不能對(duì)輸出電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，為了能夠使系統(tǒng)具備檢測(cè)實(shí)際輸出電壓值的大小，系統(tǒng)通過加入模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊（ADC0809芯片）進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，間接用單片機(jī)實(shí)時(shí)對(duì)電壓采樣，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及顯示。這樣一來使系統(tǒng)輸出誤差更小，效果更好，這也是系統(tǒng)將來的一種功能擴(kuò)展。

單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字式可調(diào)穩(wěn)壓電源由于原理簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、精度高、成本低、易實(shí)現(xiàn)等諸多優(yōu)點(diǎn)而受到越來越廣泛的重視。其性能優(yōu)于傳統(tǒng)的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，操作方便，非常適合一般教學(xué)和科研使用。

參考文獻(xiàn)

[1]王兆安，黃俊.電力電子技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

篇3

【關(guān)鍵詞】電子技術(shù)；數(shù)控直流穩(wěn)壓電源；設(shè)計(jì)方案

電源是保證電力電子設(shè)備持續(xù)生產(chǎn)提供電能的設(shè)備，電源電路中一般包含多個(gè)單元電路和系統(tǒng)電路，在諸多的電源中，使用的最為廣泛的是直流電源。直流電源的獲取方式，一般可以分為以下兩種：第一是將電池作為直流電源，第二利用交流降壓和濾波電流將交流電進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其成為直流電源。如今所使用的各種電源幾乎都能夠達(dá)到同時(shí)獲取幾個(gè)不同電壓等級(jí)的要求，基于這種情況，數(shù)控制流穩(wěn)定電源又成為了人們使用的最大需求，其能夠通過電壓的調(diào)節(jié)提供穩(wěn)定的電壓，而且能夠?qū)㈦妷旱木缺３衷谝粋€(gè)較高的水平內(nèi)，這樣便有效的提升了電源的使用質(zhì)量，因此數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)也受到了越來越多專家學(xué)者的重視。筆者認(rèn)為，數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方案可以從以下幾個(gè)方面考慮：

1.直流穩(wěn)壓電源方框圖

在圖1中所顯示的是使用交流電壓和濾波電流的方法轉(zhuǎn)換而獲得的直流電源，從中也可以看出，這一電源電路中包含的主要部分有減壓電路、整流電路、穩(wěn)壓電路等，這些功能共同組成了直流穩(wěn)定電流。通過上述方框圖中的程序，便能同時(shí)形成多種直流電壓形式，并且在不同的直流工作電中產(chǎn)生的抗壓等級(jí)也有著一定的差異，因此，其能夠同時(shí)滿足多種不同電力電器設(shè)備對(duì)工作電壓的需求。

1.1 降壓電路

降壓電路的主要功能是為了實(shí)現(xiàn)高壓電的降壓，為直流工作電壓的形成奠定基礎(chǔ)。

1.2 整流電路

整流電路是整個(gè)電源電路的核心部分，其主要的功能就是將交流電壓通過整流二極管的作用，轉(zhuǎn)化為單向的脈沖直流電壓，該轉(zhuǎn)換步驟是實(shí)現(xiàn)交流與直流轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部分。

1.3 濾波電路

通過上述整流電路轉(zhuǎn)換，輸出的電壓是單向脈沖星直流電壓，該電壓不能直接為電子電路提供直流電流的需要，因?yàn)槠渲泻休^多的交流成分，這就需要通過濾波電路對(duì)其進(jìn)行過濾，這樣才能獲得可以直接用于電路工作的穩(wěn)定工作電壓。

1.4 抗干擾電路及保護(hù)電路

在一般情況下，抗干擾電路具有多方面的功能，其中最為重要的就是具有較強(qiáng)的抗干擾作用，能夠有效的防止交流網(wǎng)中的高頻信號(hào)進(jìn)入到整機(jī)電路中，防止其對(duì)整機(jī)電路的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。同時(shí)，抗干擾電路的另一個(gè)重要作用就是對(duì)整流二極管的保護(hù)作用，能夠在系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)防止大量的電流對(duì)整流二極管產(chǎn)生的沖擊作用，有效的增強(qiáng)二極管工作的可靠性，這種抗干擾作用的實(shí)現(xiàn)需要使用小容量電器實(shí)現(xiàn)。

1.5 保護(hù)電路

保護(hù)電路中包含了很多種了，其中電路電源中的保護(hù)電路對(duì)于電路整體的運(yùn)行都有著十分重要的影響，在大多數(shù)情況下都需要使用電路電源來實(shí)現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作，從而保證電路電源工作的穩(wěn)定性。

1.6 穩(wěn)壓電路

穩(wěn)壓電路的功能通常需要利用基層穩(wěn)壓器來實(shí)現(xiàn)，在集成穩(wěn)壓器中又分為三端固定式和三端穩(wěn)壓電源兩種方式。

2.直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)電路

在直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)中，主要是為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓電源在電路中的保護(hù)作用，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)其他集成電路的持續(xù)供電，因此對(duì)于精密度的要求可以適當(dāng)?shù)慕档?，基于上述要求，在本次設(shè)計(jì)中使用三端固定式穩(wěn)壓電路便能夠滿足基本的設(shè)計(jì)和使用需求，同時(shí)也能夠時(shí)電路的設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)便。

要完成D/A的轉(zhuǎn)換以及有效的運(yùn)算，必須要在以正負(fù)電源同時(shí)供電作為基礎(chǔ)，因此選擇15V供電電源。在數(shù)字控制電路中要求使用5V電源，可以通過7805集成三端穩(wěn)壓器組成的電源實(shí)現(xiàn)。在該電路中，變壓器使用的是雙抽頭的18V變壓器。可以輸出兩路的18V交流電壓（變壓器的選擇一般的標(biāo)準(zhǔn)足：輸出電壓若要滿足U0≥12V。則變壓器次級(jí)輸出的電壓一般應(yīng)需要滿足Uo+2V；輸出電壓若要滿足U0≤12V。則變壓器次級(jí)輸出的電壓一般應(yīng)需要滿足=U0）。

3.數(shù)顯電路

在該設(shè)計(jì)思路中，從計(jì)數(shù)器的輸出端輸出的信號(hào)通過翻譯，進(jìn)入到譯碼器的輸入端，通過譯碼器外部的顯示器便能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字顯示功能。本次設(shè)計(jì)中使用的是七段譯碼器，其能夠通過信號(hào)的輸入和輸出來實(shí)現(xiàn)LED顯示器實(shí)現(xiàn)對(duì)線路的顯示和控制。從整個(gè)電路的使用需求來看，這里應(yīng)當(dāng)使用的輸入譯碼器為BCD碼較為科學(xué)，其在功能實(shí)現(xiàn)方面更加方便，也能夠提高LED顯示的穩(wěn)定性。

4.輸出電路

在系統(tǒng)的輸出電路中，一般包括模擬加法器和電壓跟隨器兩個(gè)主要部分。當(dāng)電壓通過輸入端進(jìn)入到模擬加法器中，一部分作為小數(shù)位的電壓值，另一部分則作為十位上的電壓值，不同的電壓值同時(shí)存在于加法器內(nèi)進(jìn)行模擬計(jì)算，計(jì)算的結(jié)果以電流的方式輸出，但是這時(shí)輸出的電流較小，無法滿足外用驅(qū)動(dòng)設(shè)備的需求。因此，在加法器進(jìn)行運(yùn)算之后，還需要將輸出的電流進(jìn)行擴(kuò)大，這樣才能夠滿足電子電器設(shè)備的使用要求，對(duì)電流放大的功能可以利用模擬加法器中的集成運(yùn)算放大功能來實(shí)現(xiàn)。

5.D/A轉(zhuǎn)換電路

不同的級(jí)別輸出電路有著不同的運(yùn)作方式，其通過對(duì)電阻的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)輸出電壓的控制，在每一級(jí)的DAC0832電路中都存在著多種樹木模式，不同的數(shù)位連接方法也有著較大的差異，所以要通過調(diào)整端的作用來實(shí)現(xiàn)對(duì)啟動(dòng)速度和動(dòng)態(tài)抗阻的有效調(diào)節(jié)，保證其穩(wěn)定性，才能將該電壓作為基準(zhǔn)電壓電源。

6.計(jì)數(shù)器電路及控制電路的設(shè)計(jì)

計(jì)數(shù)器電路的主要功能體現(xiàn)在將輸入的數(shù)字值進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換之后完成整個(gè)電路的轉(zhuǎn)換，這也是實(shí)現(xiàn)數(shù)控功能的急促航和前提。而控制電路的實(shí)現(xiàn)，則是通過對(duì)控制器的控制來實(shí)現(xiàn)的，一般利用“+”“-”鍵對(duì)電壓的大小進(jìn)行控制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同檔之間的轉(zhuǎn)換。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：

篇4

論文關(guān)鍵詞：穩(wěn)壓電源,干擾,抑制,設(shè)計(jì)

電源是智能大廈各種電子設(shè)備必不可少的重要組成部分。電源性能的優(yōu)劣直接影響電子系統(tǒng)的性能指標(biāo)。由于智能大廈中電子計(jì)算機(jī)、微處理器以及其它電子儀器設(shè)備普遍存在絕緣強(qiáng)度低、對(duì)供電電源的質(zhì)量要求高、過電壓耐受能力差等弱點(diǎn)，一般都承受不了±5 V電壓波動(dòng)，使得這些高靈敏的電子系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)程序運(yùn)行錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、時(shí)間錯(cuò)誤、死機(jī)、無故重新啟動(dòng)甚至造成用電設(shè)備的永久性損壞，因而造成巨大損失。

1 穩(wěn)壓電源的干擾方式

智能大廈穩(wěn)壓電源的干擾主要包括電磁干擾和射頻干擾。電磁干擾的縮寫是“EMI”，而“RFI”是射頻干擾的縮寫。長期以來，一直有過分強(qiáng)調(diào)開關(guān)型電源固有emi的傾向，而忽視了線性電源產(chǎn)生電氣噪聲的可能。因?yàn)殚_關(guān)電源工作時(shí)，其內(nèi)部的電壓和電流波形都是以非常短的時(shí)間上升和下降的，所以開關(guān)電源本身是一個(gè)射頻干擾源；另一方面是由于片面的認(rèn)為線性電源的各部分都工作于平滑狀態(tài)，實(shí)際上，線性電源也產(chǎn)生開關(guān)瞬變。另外若按噪聲干擾源種類來分，可分為尖峰和諧波干擾兩種；若按耦合通路來分，可分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種。

2 穩(wěn)壓電源中的干擾源

3.1 智能大廈開關(guān)電源中開關(guān)管工作時(shí)產(chǎn)生的諧波干擾

在智能大廈開關(guān)電源中，功率開關(guān)管在導(dǎo)通時(shí)流過較大的脈沖電流。例如反激型變換器的輸入電流波形近似為三角波，而正激型、推挽型和橋式變換器的輸入電流波形在阻性負(fù)載時(shí)近似為矩形波，其中含有豐富的高次諧波分量。利用傅氏級(jí)數(shù)分解上述電流波形可知：近似矩形波電流高次諧波分量的振幅是以20db每十倍頻的速率下降；近似三角波電流高次諧波分量的振幅是以40db每十倍頻的速率下降。因此，正激型、推挽型和橋式變換器的諧波干擾比反激型變換器大些。當(dāng)采用零電流和零電壓開關(guān)時(shí)，這種諧波干擾將會(huì)很小。另外功率開關(guān)管在截止期間，高頻變壓器繞組漏感引起的電流突變，也會(huì)產(chǎn)生尖峰干擾。

3.2 智能大廈交流輸入回路產(chǎn)生的干擾

無工頻變壓器的開關(guān)電源輸入端整流管在反向恢復(fù)期間也會(huì)引起高頻衰減振蕩產(chǎn)生干擾。一般整流電路后面總要接比較大的平滑濾波電容，因而整流管的導(dǎo)通角較小，會(huì)引起很大的充電電流，使交流輸入側(cè)的交流電流發(fā)生畸變，影響了電網(wǎng)的供電質(zhì)量。另外，平滑濾波電容的等效串聯(lián)電感也有較大的影響。開關(guān)電源產(chǎn)生的尖峰干擾和諧波干擾能量，通過開關(guān)電源的輸入輸出線傳播出去而形成干擾和干擾的再輻射；而諧波和寄生振蕩的能量，通過輸入輸出線傳播時(shí)，都會(huì)在空間產(chǎn)生電場(chǎng)和磁場(chǎng)。這些電磁場(chǎng)也會(huì)干擾附近的電子設(shè)備。

3.3 高壓電源中的電噪聲

高壓電源也傳播和輻射電氣噪聲。這種與電壓有關(guān)的噪聲，從幾千伏開始出現(xiàn)，當(dāng)電壓高達(dá)幾十千伏時(shí)變得更加明顯。高壓整流堆的“輻射”是這種噪聲來源之一。這種噪聲主要包含射頻能量，它是因組成整流堆的許多二極管的迅速通斷而產(chǎn)生的。第二種情況是高壓電源特有的電暈。電暈是氣體的電離。電暈放電激發(fā)由電路寄生參數(shù)引起的各種諧振，并經(jīng)常產(chǎn)生雜亂的背景噪聲干擾。這種干擾不是連續(xù)的，而是隨溫度、大氣狀況和電源使用方法的變化而改變。

4 智能大廈電源抑制干擾的基本方法

干擾源、傳播途徑和受擾設(shè)備是智能大廈電源形成電磁干擾的三要素，因而抑制智能大廈電源中電磁干擾也應(yīng)該從這三個(gè)方面著手。首先應(yīng)該抑制干擾源，直接消除干擾原因；其次是消除干擾源和受擾設(shè)備之間的耦和輻射，切斷電磁干擾的傳播途徑；三是提高受擾設(shè)備的抗擾能力，降低對(duì)噪聲的敏感度。

(1)關(guān)電源本身就是一個(gè)電磁干擾發(fā)生源，產(chǎn)生電磁干擾的主要原因是電壓和電流急劇變化。因此需要盡可能地降低電路中電壓和電流的變化率(du／dt、di／dt)。通過增大開關(guān)時(shí)間，降低開關(guān)頻率的辦法可以減少電磁干擾，但這些辦法都與開關(guān)電源體積小的特點(diǎn)相違背。近年來，已經(jīng)研制成功的諧振式、準(zhǔn)諧振式、PWM控制的軟開關(guān)等功率變換器使功率開關(guān)在電壓或電流過零時(shí)關(guān)斷和開通，從而不僅降低了開關(guān)的動(dòng)態(tài)損耗，也減少了電路中的動(dòng)態(tài)du/dt、di/dt，抑制了電路中的電磁干擾強(qiáng)度。

(2)采用屏蔽技術(shù)可以有效的抑制開關(guān)電源的電磁輻射干擾。屏蔽的基本思想就是把電磁干擾波引到阻抗比波阻抗低得多的屏蔽導(dǎo)體表面上。在這種情況下電磁波的一部分能量被導(dǎo)體反射，一部分被導(dǎo)體吸收，只有少部分穿過屏蔽層。通常所說的電場(chǎng)容易被較薄的金屬壁或隔板反射，甚至在塑料表面噴涂一層導(dǎo)體也能有效的反射電磁波。雖然屏蔽作用主要依靠反射，但是吸收作用也隨頻率和這種電屏蔽層的厚度增加而增加。

(3)優(yōu)化電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。電路結(jié)構(gòu)緊湊，元件小巧和采用印刷電路為特點(diǎn)的現(xiàn)代電源裝置比老設(shè)備優(yōu)越得多。在老式設(shè)備中，過長的連線起了諧振回路(或“天線”)的作用。因此增加了來自二極管(或開關(guān)管)的電磁干擾。一般來說，反向恢復(fù)特性所包圍的那部分面積越小，整流過程開關(guān)瞬變產(chǎn)生的電磁干擾所帶能量越少。因此在電路設(shè)計(jì)中，一定要考慮整流電路在滿足散熱條件下，盡量縮短線路，減少空間。

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篇5

【關(guān)鍵詞】開關(guān)型 直流穩(wěn)壓電源 探究 電路設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）04-0163-02

在電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展與技術(shù)革新下，開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源以其自身的工作表現(xiàn)與其可靠性成為我國電力系統(tǒng)中廣泛使用的一種設(shè)備。在實(shí)際應(yīng)用中，開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源自重輕，工作內(nèi)故障低，工作效率高，且其性價(jià)比占優(yōu)勢(shì)，并具有功耗曉得良好表現(xiàn)。相比于其他開關(guān)型電源，開關(guān)型穩(wěn)壓電源應(yīng)用范圍廣，競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，特別是對(duì)于粒子加速器等電源應(yīng)用范圍來說，開關(guān)型穩(wěn)壓電源具有著良好的專業(yè)性與穩(wěn)定性。通過對(duì)于開關(guān)型穩(wěn)壓電源的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研讀與相關(guān)的影響因素分析，目前此類技術(shù)研究區(qū)域人員都是采用移相控制橋來對(duì)DC/DC變換小信號(hào)模式進(jìn)行開關(guān)型穩(wěn)壓電源的電路設(shè)計(jì)。

1.對(duì)于動(dòng)態(tài)小信號(hào)模型的相關(guān)闡述

對(duì)于動(dòng)態(tài)小信號(hào)模型來說，不同的模型選取進(jìn)而得到的設(shè)計(jì)結(jié)果都會(huì)存在差異。所以，在模型的選取上，應(yīng)根據(jù)其實(shí)際情況進(jìn)行分析與配置。對(duì)于開關(guān)電源來說，其本質(zhì)是作為一個(gè)非線性的控制對(duì)象在進(jìn)行工作，如果要對(duì)其進(jìn)行成功的設(shè)計(jì)與分析，那么在進(jìn)行指導(dǎo)建模時(shí)，應(yīng)以近似建立在其穩(wěn)態(tài)時(shí)的小信號(hào)擾動(dòng)模型為依據(jù)。這一思路一方面取決于小信號(hào)擾動(dòng)模式穩(wěn)態(tài)時(shí)具有與設(shè)計(jì)目標(biāo)相近的工作表現(xiàn)；另一方面也是由于這樣的模型對(duì)于大范圍擾動(dòng)時(shí)的擬態(tài)不夠精準(zhǔn)，會(huì)造成相應(yīng)結(jié)論的誤差或偏差?；诖?，以小信號(hào)擾動(dòng)模型來進(jìn)行開關(guān)型穩(wěn)壓電源的電路設(shè)計(jì)是保證其最終設(shè)計(jì)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求的必要條件。

2.開關(guān)型穩(wěn)壓電源的相關(guān)性能指標(biāo)

2.1性能指標(biāo)之穩(wěn)定性。通過相關(guān)數(shù)據(jù)與實(shí)踐結(jié)果研究表明，在不同的開關(guān)型穩(wěn)壓電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)下，會(huì)產(chǎn)生不同程度的魯棒性。而在暫態(tài)特性方面，其表現(xiàn)也會(huì)相應(yīng)提高。但對(duì)于直流新穩(wěn)壓電源來說，其系統(tǒng)下對(duì)于增益余量的要求是大于或等于40dB，對(duì)于相位余量的要求則是大于或等于30dB。

2.2性能指標(biāo)之瞬間響應(yīng)指標(biāo)。當(dāng)開關(guān)電源處于非穩(wěn)定狀態(tài)下，由于其所受的干擾，輸出量會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的抖動(dòng)現(xiàn)象。且其抖動(dòng)量會(huì)隨著其干擾而變化，當(dāng)干擾停止時(shí)，則其最終也會(huì)回到穩(wěn)定值，基于此，在對(duì)開關(guān)型穩(wěn)壓電源進(jìn)行這方面的性能指標(biāo)確定時(shí)，是以過沖幅度與動(dòng)態(tài)恢復(fù)時(shí)間的長短來衡量其系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性的。在此定義下，瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)內(nèi)容主要是表現(xiàn)為，如果穿越頻率越高，則其系統(tǒng)恢復(fù)到動(dòng)態(tài)平衡點(diǎn)的時(shí)間就越短，另一方面，系統(tǒng)在干擾情況下所表現(xiàn)的過沖幅度與其相位余量呈相關(guān)性。

2.3性能指標(biāo)之電源精度。在電源精度方面，其控制要求嚴(yán)格，一般其最終的電源精度誤差需要控制在設(shè)計(jì)目標(biāo)的1‰以下，且其紋波不得在1‰以上?？紤]到紋波自身的分類有高頻與低頻兩種，而這兩種紋波是基于開頭頻率表現(xiàn)的。如高頻紋波就是受到開頭頻率的影響，必須通過濾波器進(jìn)行控制。而低頻紋波則是受到電網(wǎng)波動(dòng)的影響，必須通過系統(tǒng)的負(fù)反饋來進(jìn)行控制。

3.關(guān)于開關(guān)型穩(wěn)壓電源的電路設(shè)計(jì)

3.1關(guān)于系統(tǒng)下的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)與相關(guān)相關(guān)設(shè)計(jì)應(yīng)用。目前來說，對(duì)于開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)來說，其補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)是通過PI或者PID的算法來設(shè)計(jì)與制作的。也就是說，PI調(diào)節(jié)器的主要作用是對(duì)抗高頻紋波影響，也就是提高系統(tǒng)對(duì)于高頻干擾能力的抵抗性，但對(duì)于PI調(diào)節(jié)器來說，動(dòng)態(tài)性差的缺點(diǎn)是無法忽視的。目前來說，實(shí)際應(yīng)用中通過引入微分算法后可以有效提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。但其缺點(diǎn)也顯而易見：一方面是由于零點(diǎn)的大量引入直接造成系統(tǒng)對(duì)于高頻信號(hào)的敏感度大幅度提高，放大器在此情況下，很容易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象；另一方面則是當(dāng)開關(guān)紋波的放大倍數(shù)得到增大時(shí)，放大器也會(huì)隨之進(jìn)入非線性區(qū)，這結(jié)果只會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。目前來說，對(duì)于這些缺陷是以超前滯后的方法來進(jìn)行補(bǔ)償?shù)摹?/p>

3.2關(guān)于開關(guān)型穩(wěn)壓電源的電路設(shè)計(jì)原理

3.2.1理想性技術(shù)指標(biāo)如下：（1）輸入交流：電壓220V（50―60Hz）；（2）輸出直流：電壓5V，輸出電流3A；輸入交流電壓在180―250V區(qū)間變化時(shí)，輸出電壓相對(duì)變化量應(yīng)小于2%；（4）輸出電阻R0

3.2.2關(guān)于開關(guān)型穩(wěn)壓電源的基本工作原理。當(dāng)線性自流穩(wěn)壓電源處于低頻率工作狀態(tài)下時(shí)，那么調(diào)整管的工作由于其體積大，則其效率相應(yīng)低，但當(dāng)其調(diào)整管工作處于開關(guān)狀態(tài)下時(shí)，那么其的工作表現(xiàn)就為體積小，效率高。

3.3開關(guān)型穩(wěn)壓電源的電路設(shè)計(jì)探究。從以上論述可以看出，開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)其低功耗的特點(diǎn)是由于晶體管位于開關(guān)工作狀態(tài)下時(shí)，對(duì)于功率調(diào)整管的功耗要求低。特別是對(duì)于理想狀態(tài)下的晶體管來說，當(dāng)其處于一種截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，晶體管所經(jīng)過的電流為0，相應(yīng)的功耗也就為0；另一方面，由于開關(guān)型穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的穿越頻率較高，所以對(duì)于電路的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度得以提高，而且整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)速度不受低通濾波器的影響；另外，相對(duì)于直流470V的電壓來說，并環(huán)穿越頻率遠(yuǎn)未達(dá)到這一頻率，輸出只為48V，特別是其電壓穩(wěn)定性方式，經(jīng)過測(cè)試，其低頻紋波穩(wěn)定率都在0.996以上，完全滿足了設(shè)計(jì)要求。

4.結(jié)語

綜上所述，在進(jìn)行開關(guān)型穩(wěn)壓電源的電路設(shè)計(jì)時(shí)，小信號(hào)的模型選擇是關(guān)鍵點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高開關(guān)型穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性，超前滯后網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償原理有效地彌補(bǔ)了精度電源的紋波限制高的問題。通過實(shí)踐也表明，開關(guān)型穩(wěn)壓電源的適用性非常強(qiáng)，必將為人們生活提供更好的服務(wù)。

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[3]王滔.開關(guān)型穩(wěn)壓電源[J].科技風(fēng)，2012，（11）.

篇6

直流穩(wěn)壓電源包括變壓器部分、整流濾波部分、穩(wěn)壓部分，主要技術(shù)指標(biāo)為電壓參數(shù)（如果可調(diào)節(jié)，則為電壓范圍）、紋波系數(shù)（紋波電壓）、輸出電壓調(diào)整率、額定輸出電流。

直流穩(wěn)壓電源是能為負(fù)載提供穩(wěn)定直流電源的電子裝置。直流穩(wěn)壓電源的供電電源大都是交流電源，當(dāng)交流供電電源的電壓或負(fù)載電阻變化時(shí)，穩(wěn)壓器的直流輸出電壓都會(huì)保持穩(wěn)定。 直流穩(wěn)壓電源隨著電子設(shè)備向高精度、高穩(wěn)定性和高可靠性的方向發(fā)展，對(duì)電子設(shè)備的供電電源提出了高的要求。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

篇7

關(guān)鍵詞:穩(wěn)壓電源;單片機(jī);D/A轉(zhuǎn)換;直流電源;電壓調(diào)節(jié)

中圖分類號(hào):TM131文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374(2009)21-0036-02

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,其好壞直接影響著電氣設(shè)備或控制系統(tǒng)的工作性能。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)的多功能直流穩(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。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。其良好的性價(jià)比更能為人們所接受,因此,具有一定的設(shè)計(jì)價(jià)值。

一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(一)方框圖設(shè)計(jì)

該電路采用單片機(jī)(AT89C51)作為主控電路,由三端集成穩(wěn)壓器(LM317)作為穩(wěn)壓輸出部分。另外,電路還增加參考電壓電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、電壓放大電路、顯示電路等部分電路。其方框圖如圖1所示:

整個(gè)電路的運(yùn)行需要模擬電壓源提供+5V,±15V的模擬電壓,以便使電路中的集成數(shù)字芯片能夠正常工作。電路運(yùn)行時(shí),首先由單片機(jī)設(shè)置初始電壓值,并送顯示電路顯示。然后將電壓值送D/A轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換,再經(jīng)放大電路進(jìn)行電壓放大,最終反饋到三端集成穩(wěn)壓器(LM317)輸出模擬電壓。

(二)硬件設(shè)計(jì)

本電路的硬件組成部分主要由單片機(jī)(AT89C51)、變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓器(LM317)、參考電壓電路、D/A轉(zhuǎn)換電路(DA0832)、放大電路、顯示電路等組成。

硬件電路如圖2所示,整個(gè)電路通過單片機(jī)(AT89C51)控制,P0口和DAC0832的數(shù)據(jù)口直接相連,DA的CS和WR1連接后接P26,WR2和XFER接地,讓DA工作在單緩沖方式下。DA的11腳接參考電壓,通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻使LM336的輸出電壓為5.12V,所以在DAC的8腳輸出電壓的分辨率為5.12V/256=0.02V,也就是說DA輸入數(shù)據(jù)端每增加1,電壓增加0.02V。

DA的電壓輸出端接放大器OP07的輸入端,放大器的放大倍數(shù)為(R8+R9)/R8=(1K+4K)/1K=5,輸出到電壓模塊LM317的電壓分辨率為0.02V×5=0.1V。所以,當(dāng)MCU輸出數(shù)據(jù)增加1的時(shí)候,最終輸出電壓增加0.1V,當(dāng)調(diào)節(jié)電壓的時(shí)候,可以以每次0.1V的梯度增加或者降低電壓。

本電路設(shè)計(jì)兩個(gè)按鍵,S1為電壓增鍵,S2為電壓減鍵,按一下S1,當(dāng)前電壓增加0.1v,按一下S2,當(dāng)前電壓減小0.1V。

顯示部分由三位共陽數(shù)碼管和74LS164串入并出模塊組成,電路如圖3所示,可以顯示三位數(shù),一位顯示十位,一位顯示個(gè)位,另外還有一個(gè)小數(shù)位,比如可以顯示12.5v,采用動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)方式。本主電路的原理就是通過MCU控制DA的輸出電壓大小,通過放大器放大,給電壓模塊作為最終輸出的參考電壓,真正的電壓,電流還是穩(wěn)壓模塊LM317輸出。

(三)軟件設(shè)計(jì)

在本電路中由于CPU的工作任務(wù)是單一的,因此,源程序的工作過程為:系統(tǒng)上電復(fù)位后,默認(rèn)輸出9V電壓,然后掃描S1,S2鍵,當(dāng)S1或S2鍵有按下時(shí),程序跳轉(zhuǎn)至相應(yīng)的按鍵處理子程序,經(jīng)按鍵子程序處理后,再嵌套調(diào)用顯示子程序,完成顯示與輸出操作后返回主程序,繼續(xù)掃描此兩鍵,程序運(yùn)行原理如下:

程序設(shè)計(jì)需要考慮的主要問題有兩個(gè)方面:一方面要找出數(shù)字量Dn與輸出電壓的關(guān)系,這是程序設(shè)計(jì)的依據(jù);另一方面要建立顯示值與輸出電壓值的對(duì)應(yīng)關(guān)系,這是程序設(shè)計(jì)是否成功的標(biāo)志。因?yàn)樵诒鞠到y(tǒng)中,顯示的輸出電壓值不是之前從輸出電路中通過檢測(cè)得到的,因此顯示與輸出并不存在直接聯(lián)系。但為了使顯示值與實(shí)際輸出值相一致,在程序編寫時(shí),必須人為地為兩者建立某種關(guān)系。采用的方法是:在程序存儲(chǔ)器中建立TAB1和TAB2兩張表格,TAB1放101個(gè)Dn值,數(shù)值從小到大順序排列,其值分別對(duì)應(yīng)輸出電壓0～10v,TAB2存放數(shù)碼顯示器0～9字符所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。TAB1表格的數(shù)據(jù)指針存放在內(nèi)存RAM中23H單元,內(nèi)存20H,21H和22H三個(gè)單元分別存放數(shù)碼顯示器小數(shù)點(diǎn)一位,個(gè)位和十位的字符數(shù)據(jù)指針。在主程序中初始化后之后首先給23H賦予40的偏移量,這個(gè)偏移量指向TAB表中的Dn為145,此值對(duì)應(yīng)的輸出電壓為9V,由于這個(gè)原因,必然要求顯示器顯示的字符為“05.0”,為此,須分別給20H,21H和22H賦予0,5和0的偏移量,這三個(gè)偏移量分別指向TAB2中0,5和輸出兩者之間就建立了初步的對(duì)應(yīng)關(guān)系。為了使兩者保持這種對(duì)應(yīng)的關(guān)系,在K1和K2按鍵處理子程序中,必須使23H,20H,21H和22H四個(gè)數(shù)據(jù)指針保持“同步”地變化,即為當(dāng)K有鍵時(shí),23H單元增加1指向下一Dn時(shí),20H單元也相應(yīng)增加1指向下一字符,并且20H單元(小數(shù)點(diǎn)一位指針)、21H單元(個(gè)位指針)和22H元(十位指針)應(yīng)遵循十進(jìn)制加法的原則,有進(jìn)位時(shí)相應(yīng)各位應(yīng)作出相應(yīng)地變化;當(dāng)K2有鍵時(shí),23H單元減1指向前一Dn時(shí),20H單元也相應(yīng)減1指向前一字符,并且20H,21H,22H三個(gè)單元的數(shù)據(jù)指針應(yīng)遵循十進(jìn)制減法原則,有借位時(shí)相應(yīng)的各位須作出相應(yīng)地變化。按照這一算法只要控制TAB1表格數(shù)據(jù)指針不超出表格的長度就能使顯示值與輸出值保持一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,即顯示器能準(zhǔn)確地顯示出電源輸出電壓值的大小,達(dá)到電路設(shè)計(jì)的目的。由于理論計(jì)算與實(shí)際情況還存在著一定的差異,為了使顯示值更加接近實(shí)際輸出值,本電路需要對(duì)輸出電壓進(jìn)行校正。

二、調(diào)試與分析

調(diào)試儀器:數(shù)字萬用表、電烙鐵、斜口鉗、尖嘴鉗、吸錫器、鑷子。

硬件調(diào)試:首先檢查整個(gè)電路,電路連接完好,沒有明顯的錯(cuò)連,漏連。接上電源,電源指示燈亮,數(shù)碼管顯示初始電壓值+5V,用萬用表的兩只表筆測(cè)試LM317的輸出電壓為4.96V。當(dāng)按下S1鍵一次,數(shù)碼顯示電壓值變?yōu)?.9V,萬用表讀數(shù)變?yōu)?.85V。再按下S2鍵一次,數(shù)碼顯示電壓值變?yōu)?.0V,萬用表讀數(shù)再次變?yōu)?.96V。通過改變顯示電壓值,用萬用表測(cè)得幾組輸出電壓數(shù)據(jù)見表1:

系統(tǒng)平均誤差Δd=0.41V。

誤差原因分析:(1)工作電源不夠穩(wěn)定,不能為數(shù)字集成塊提供精確工作電壓;(2)電路參數(shù)設(shè)定不夠精確;(3)提供給D/A轉(zhuǎn)換的參考電壓不夠精確,使得轉(zhuǎn)換過程存在誤差;(4)單片機(jī)的P0口傳輸給D/A轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確,使得輸出出現(xiàn)誤差;(5)系統(tǒng)缺少電壓電流采樣電路。

三、結(jié)語

在本文中,實(shí)現(xiàn)了以單片機(jī)為核心的直流穩(wěn)壓電源的智能控制,達(dá)到了預(yù)期的目的和要求。

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篇8

關(guān)鍵詞：波紋；開關(guān)電源；晶體管

引言

在用電控制的儀器設(shè)備中，都需要穩(wěn)壓電源，由于價(jià)格、功率等的要求，因此設(shè)計(jì)人員更傾向于使用開關(guān)電源，而很少使用線性電源。開關(guān)電源的優(yōu)勢(shì)在于轉(zhuǎn)換效率高，最高可以達(dá)到將近97%，另外開關(guān)電源重量輕、體積小。開關(guān)電源最大的缺點(diǎn)是輸出的紋波和噪聲電壓較大，而這一性能影響到儀器設(shè)備的運(yùn)行，特別是對(duì)于需要處理小信號(hào)的儀器中，電源產(chǎn)生的噪聲可能會(huì)干擾輸入的信號(hào)，使得儀器無法正確運(yùn)行。如何處理好電源的噪聲，有很多方法[1][2]，本文通過一個(gè)典型電源電路分析開關(guān)電源產(chǎn)生紋波和噪聲的原因及減小紋波和噪聲的措施，并詳細(xì)探討了電源各部分電路的原理功能和實(shí)現(xiàn)的方法。

1干擾產(chǎn)生分析

電信號(hào)干擾分為：噪聲（nois）和紋波（ripple）兩種，其表現(xiàn)形式為圖1形式。噪聲的定義是指在直流電壓或電流中，疊加了振幅和頻率上完全無規(guī)律的交流分量。該分量會(huì)干擾電路的分析、邏輯關(guān)系，影響其設(shè)備正常工作。紋波是指疊加在直流電壓或電流上的交流信號(hào)，會(huì)降低電源的效率，嚴(yán)重的波紋更有可能會(huì)損壞用電設(shè)備，另外波紋還會(huì)干擾數(shù)字電路的邏輯關(guān)系，影響設(shè)備工作狀態(tài)。通常的開關(guān)電源輸出的直流電壓中疊加了由噪聲和波紋引起的交流信號(hào)。波紋主要是由于開關(guān)電源的開關(guān)動(dòng)作造成的，而波動(dòng)的頻率跟開關(guān)的頻率是一致的，大小取決于輸入、輸出電容的參數(shù)。作為開關(guān)的元件都有寄生的電感與電容，當(dāng)元件在電流流動(dòng)變化工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電壓與電流的浪涌，這些浪涌信號(hào)都會(huì)在電源產(chǎn)生干擾信號(hào)。浪涌電流指電源接通瞬間，流入電源設(shè)備的峰值電流。該峰值電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)輸入電流，這種瞬時(shí)過電流稱為浪涌電流，是一種瞬變干擾。噪聲電壓主要跟電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、電路中的寄生參數(shù)、工作的電磁環(huán)境以及印制電路板的布線有關(guān)。當(dāng)信號(hào)較小的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生干擾的信號(hào)。圖2（a）是實(shí)驗(yàn)信號(hào)波形，（b）是小信號(hào)上疊加了干擾的波形。干擾可以表現(xiàn)為尖峰、階躍、正弦波或隨機(jī)噪聲，干擾的產(chǎn)生來自多方面，電路設(shè)計(jì)不合理、器件使用不當(dāng)、工作環(huán)境干擾、電源噪聲等，其中電源產(chǎn)生的噪聲是常見主要的原因，而這些干擾信號(hào)會(huì)造成后續(xù)電路一系列的處理誤差，所以在要求較高的場(chǎng)合，這樣的噪聲是必須要解決的。

2解決措施

開關(guān)電源電路一般由整流平滑電路、集成開關(guān)電路、浪涌電壓吸收電路、電壓檢測(cè)電路、次級(jí)側(cè)整流平滑電路等構(gòu)成。其工作原理：開關(guān)電路供應(yīng)穩(wěn)定電壓和平滑的電流，是本電路的主要部分，開關(guān)晶體管的集電極電流決定電源的輸出電流。紋波的解決措施[3][4]主要有：調(diào)整電感和電容參數(shù)、增加電容電阻緩沖網(wǎng)絡(luò)。

2.1調(diào)整電感和電容參數(shù)

電流波動(dòng)與電感參數(shù)、以及輸出電容大小有關(guān)，通常電感值越小，波動(dòng)越大，輸出電容值越小，波紋越大。因此可以通過增大電感值和輸出電容值來降低波紋。在這里以BUCK型開關(guān)電源為例，當(dāng)開關(guān)電源工作時(shí)，提供的電壓不變，但是電流會(huì)變化，為了穩(wěn)定電源的輸出電流，在如圖4（a）的指示位置并聯(lián)一個(gè)電容C+。通過增加電感值的方法來減小波紋的做法是受限的。因?yàn)殡姼性酱?，體積就越大。電感的取值可以這樣計(jì)算：假定輸入電壓為Vin，輸出電壓為Vo，工作頻率為f，輸出電流為I，電感中電流的波動(dòng)值為駐I的話，有：在電路調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，隨著C+不斷增加，減小波紋的效果會(huì)越來越差，同時(shí)增加f，會(huì)增加開關(guān)損失。因此可以通過再加一級(jí)LC濾波器的方法來改善，如圖4（b）所示。LC濾波器抑制波紋的效果較好，只要根據(jù)需要除去的紋波頻率選擇合適的電感電容即可。

2.2增加電容電阻緩沖網(wǎng)絡(luò)

在二極管高速導(dǎo)通截止時(shí)，要考慮寄生參數(shù)。在二極管反向恢復(fù)期間，等效電感和等效電容成為一個(gè)RC振蕩器，產(chǎn)生高頻振蕩。為了抑制這種高頻振蕩，需在二極管兩端并聯(lián)電容C或RC緩沖網(wǎng)絡(luò)。電阻與電容取值要經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)才能確定，一般選擇電阻為10Ω-100Ω，電容取4.7pF-2.2nF。如果選用不當(dāng)，反而會(huì)造成更嚴(yán)重的振蕩。

3電路設(shè)計(jì)及實(shí)測(cè)

根據(jù)以上分析，設(shè)計(jì)出了一種開關(guān)穩(wěn)壓電源如圖5所示，采用可控硅觸發(fā)方式。通過整流放大后的波紋去觸發(fā)可控硅的導(dǎo)通，當(dāng)整流電壓值為零時(shí)，可控硅自動(dòng)關(guān)斷。只要用輸出電壓的變化來控制觸發(fā)信號(hào)的前沿，即可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。穩(wěn)壓電路主要由可控硅、4個(gè)晶體管和1個(gè)變壓器等組成，如圖5所示。我們?cè)趍ultisim環(huán)境下對(duì)該電路進(jìn)行仿真，效果非常好。再用實(shí)際電路搭試，并加上30歐姆純電阻阻抗后，選取了7個(gè)測(cè)試點(diǎn)，測(cè)試波形見圖6所示。圖中變壓器T、二極管D1～D4和電容器C1-4組成整流濾波電路，測(cè)試點(diǎn)1電壓紋波波形見圖6中1的圖像，顯然是在全波整流后的紋波出現(xiàn)；電阻R2、R3和隔直電容C5組成取樣電路，測(cè)試點(diǎn)2電壓紋波波形見圖6中2的圖像；控制可控硅的紋波信號(hào)測(cè)試點(diǎn)3、4電壓紋波波形見圖6中的3、4的圖像；隔直后的測(cè)試點(diǎn)5電壓紋波波形見圖6中的5的圖像；線圈T2控制信號(hào)的初級(jí)波形見圖6中7的圖像；線圈T2次級(jí)控制可控硅信號(hào)見圖6中6的圖像。當(dāng)電壓沒有紋波時(shí)，線圈T2不發(fā)揮作用，但當(dāng)電壓有波動(dòng)時(shí)（紋波），則自動(dòng)控制可控硅工作，抑制電壓的波動(dòng)。在電路中的電感對(duì)抑制電壓的波動(dòng)也起到了良好的作用，其電感值可以根據(jù)電壓的大小和對(duì)紋波的要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。該電路在最后的輸出功率可以達(dá)到110W，當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化10-104歐姆時(shí)，電壓變化的范圍大約是1毫伏。

4結(jié)束語

本文對(duì)開關(guān)電源噪聲與紋波的產(chǎn)生原因和抑制方法進(jìn)行了分析和討論，并設(shè)計(jì)出了一種晶體管開關(guān)穩(wěn)壓電源電路，觀察仿真實(shí)驗(yàn)，可以得出該設(shè)計(jì)能夠抑制一定的電源噪聲與波紋。在實(shí)際中，需要依據(jù)產(chǎn)品的參數(shù)，如體積、成本等問題綜合考慮，選擇合適的設(shè)計(jì)方法。

參考文獻(xiàn)：

篇9

【關(guān)鍵詞】電流型;PWM;控制器;UC3842;電磁兼容性;傳導(dǎo)干擾

引言

在設(shè)計(jì)開關(guān)電源時(shí)通常以PWM集成電路為核心。近年來，開關(guān)電源集成控制器將PWM控制電路、保護(hù)電路集成到一塊芯片上，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單方便，可靠性高。常見的PWM控制器從控制類型劃分共有兩種：分別是電壓控制型和電流控制型。電壓型PWM控制器調(diào)節(jié)脈寬是通過反饋電壓進(jìn)行的，電流型PWM控制器是通過調(diào)節(jié)占空比，使電感峰值電流隨誤差變化而變化。電流型PWM控制器的電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率效果比電壓型PWM控制器更為顯著。采用電流型PWM控制器后系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和穩(wěn)定性明顯改善。電流型PWM控制器內(nèi)置的限流和并聯(lián)均流能力使控制電路更加簡(jiǎn)單且可靠性高。目前，電流型PWM集成控制器已經(jīng)產(chǎn)品化，在小功率電源方面取代了電壓型PWM控制器。

1.UC3842 PWM芯片簡(jiǎn)介

UC3842采用固定工作頻率脈沖寬度可控調(diào)制方式，共有8個(gè)引腳，各腳功能如下：

①腳是誤差放大器的輸出端，外接阻容元件用于改善誤差放大器的增益和頻率特性;

②腳是反饋電壓輸入端，此腳電壓與誤差放大器同相端的2.5V基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生誤差電壓，從而控制脈沖寬度;

③腳為電流檢測(cè)輸入端，當(dāng)檢測(cè)電壓超過1V時(shí)縮小脈沖寬度使電源處于間歇工作狀態(tài);

④腳為定時(shí)端，內(nèi)部振蕩器的工作頻率由外接的阻容時(shí)間常數(shù)決定，f=1.72/（RT×CT）;

⑤腳為公共地端;

⑥腳為推挽輸出端，內(nèi)部為圖騰柱式，上升、下降時(shí)間僅為50ns驅(qū)動(dòng)能力為±1A;

⑦腳是直流電源供電端，具有欠、過壓鎖定功能，芯片功耗為15mW;

⑧腳為5V基準(zhǔn)電壓輸出端，有50mA的負(fù)載能力。

2.開關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與工作原理

2.1 開關(guān)穩(wěn)壓電源組成框圖

開關(guān)穩(wěn)壓電源基本組成原理框圖如圖1所示。

圖1 開關(guān)穩(wěn)壓電源基本組成原理框圖

2.2 開關(guān)穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)

電源電路主要由整流濾波電路、低通濾波電路、反饋電路、脈寬調(diào)制電路、保護(hù)電路等幾部分組成。圖2所示為以UC3842為核心的開關(guān)電源電路的原理圖。輸入為220V交流電，經(jīng)整流濾波電路后，給變壓器輸入端一個(gè)約300V的直流電壓，經(jīng)UC3842芯片后得到穩(wěn)定的輸出。

2.3 開關(guān)穩(wěn)壓電源工作原理

2.3.1 UC3842芯片的啟動(dòng)過程

首先，由電源通過啟動(dòng)電阻R2給電容C1充電，當(dāng)C1兩端電壓達(dá)16V時(shí)，達(dá)到了脈寬調(diào)制芯片UC3842的啟動(dòng)電壓門檻值，此時(shí)芯片UC3842開始工作并提供驅(qū)動(dòng)脈沖，芯片6腳輸出信號(hào)為高低電壓脈沖，高電壓脈沖時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管VT1導(dǎo)通，電流流經(jīng)變壓器原邊，把能量儲(chǔ)存在變壓器中。此時(shí)變壓器各路副邊沒有能量輸出。當(dāng)6腳的高電壓脈沖結(jié)束時(shí)，VT1截止。由楞次定律可知，變壓器為了使電流不發(fā)生變化，產(chǎn)生與原電壓相反的感應(yīng)電勢(shì)，此時(shí)變壓器副邊各路二極管導(dǎo)通，向外提供能量，同時(shí)反饋線圈向UC3842供電。UC3842內(nèi)部設(shè)有欠壓鎖定電路，其工作的電壓范圍在10V到16V。UC3842在開啟之前消耗的電流在1mA以內(nèi)。電源電壓接通以后，當(dāng)7腳電壓上升到16V時(shí)UC3842開始工作，正常工作時(shí)消耗電流為15mA。設(shè)計(jì)時(shí)參照UC3842的啟動(dòng)電流這些參數(shù)選取R2。一般情況下，隨著UC3842的啟動(dòng)結(jié)束，R2的作用也基本完成，余下的工作由反饋繞組完成，UC3842的供電來自反饋繞組產(chǎn)生的電壓。

圖2 新型開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)原理圖

2.3.2 開關(guān)脈沖生成C5和R8的大小決定振蕩頻率

R5為電流采樣電阻，反映輸入電壓的變化。由恒頻時(shí)鐘脈沖置位UC3842的鎖存器，以驅(qū)動(dòng)VT1導(dǎo)通。當(dāng)VT1導(dǎo)通時(shí)，R5上的電流逐漸增大壓降隨之增加，通過R9將電壓反饋到芯片UC3842的3腳，將該電壓與電流比較器的另一端進(jìn)行比較，當(dāng)壓降值達(dá)到一定時(shí)，電流取樣比較器翻轉(zhuǎn)，鎖存器復(fù)位，VT1截止。VT1導(dǎo)通時(shí)，電流流過變壓器原邊，把能量存在變壓器中。此時(shí)，變壓器副邊沒有能量輸出;當(dāng)VT1截止時(shí)，副邊各級(jí)二極管導(dǎo)通，向外提供能量。因此VT1的導(dǎo)通和截止使得變壓器副邊耦合輸出為開/關(guān)電壓。

2.3.3 占空比調(diào)節(jié)

變壓器輸出通過可控精密穩(wěn)壓源TL431和光耦PC817以電壓反饋的形式反饋到UC3842的2腳，當(dāng)變壓器副繞組電壓增大時(shí)，加在可控精密穩(wěn)壓源TL431上的參考電壓升高，通過光耦PC817中發(fā)光二極管的電流增大，光電三極管上的電流也相應(yīng)增大，UC3842的反饋端電壓隨之增大，輸出端的脈沖信號(hào)占空比降低，VT1通時(shí)間變短，輸出電壓降低。輸出繞組電壓降低時(shí)的情況與上述過程相反。可見，通過輸出端的電壓反饋和輸入端的電流反饋，使輸出繞組的電壓輸出穩(wěn)定在要求值。

3.結(jié)論

在設(shè)計(jì)中將電流控制型脈寬調(diào)制芯片UC3842的控制功能充分的利用到高頻單端反激式開關(guān)穩(wěn)壓電源中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸出電壓的負(fù)反饋調(diào)節(jié)及各種保護(hù)機(jī)制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)壓性高、紋波小、電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率高。另外，在大功率輸出時(shí)，需要增加功率因數(shù)校正PFC模塊。該電源可應(yīng)用于電動(dòng)車、視聽、應(yīng)急照明等設(shè)備中。

參考文獻(xiàn)

[1]劉順利.現(xiàn)代高頻開關(guān)電源實(shí)用技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2001.

篇10

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(jiǎn)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(duì)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(jiǎn)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(duì)應(yīng)圖1，進(jìn)行整流模塊的連接與調(diào)試。用萬用表測(cè)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(jìng)爭(zhēng)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