稳压电路
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稳压电路范文第1篇
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）04-0163-02
在电力电子技术的不断发展与技术革新下，开关型直流稳压电源以其自身的工作表现与其可靠性成为我国电力系统中广泛使用的一种设备。在实际应用中，开关型直流稳压电源自重轻，工作内故障低，工作效率高，且其性价比占优势，并具有功耗晓得良好表现。相比于其他开关型电源，开关型稳压电源应用范围广，竞争力强，特别是对于粒子加速器等电源应用范围来说，开关型稳压电源具有着良好的专业性与稳定性。通过对于开关型稳压电源的技术标准研读与相关的影响因素分析，目前此类技术研究区域人员都是采用移相控制桥来对DC/DC变换小信号模式进行开关型稳压电源的电路设计。
1.对于动态小信号模型的相关阐述
对于动态小信号模型来说，不同的模型选取进而得到的设计结果都会存在差异。所以，在模型的选取上，应根据其实际情况进行分析与配置。对于开关电源来说，其本质是作为一个非线性的控制对象在进行工作，如果要对其进行成功的设计与分析，那么在进行指导建模时，应以近似建立在其稳态时的小信号扰动模型为依据。这一思路一方面取决于小信号扰动模式稳态时具有与设计目标相近的工作表现；另一方面也是由于这样的模型对于大范围扰动时的拟态不够精准，会造成相应结论的误差或偏差。基于此，以小信号扰动模型来进行开关型稳压电源的电路设计是保证其最终设计结果满足设计要求的必要条件。
2.开关型稳压电源的相关性能指标
2.1性能指标之稳定性。通过相关数据与实践结果研究表明，在不同的开关型稳压电源系统设计下，会产生不同程度的鲁棒性。而在暂态特性方面，其表现也会相应提高。但对于直流新稳压电源来说，其系统下对于增益余量的要求是大于或等于40dB，对于相位余量的要求则是大于或等于30dB。
2.2性能指标之瞬间响应指标。当开关电源处于非稳定状态下，由于其所受的干扰，输出量会出现相应的抖动现象。且其抖动量会随着其干扰而变化，当干扰停止时，则其最终也会回到稳定值，基于此，在对开关型稳压电源进行这方面的性能指标确定时，是以过冲幅度与动态恢复时间的长短来衡量其系统的动态特性的。在此定义下，瞬态响应指标内容主要是表现为，如果穿越频率越高，则其系统恢复到动态平衡点的时间就越短，另一方面，系统在干扰情况下所表现的过冲幅度与其相位余量呈相关性。
2.3性能指标之电源精度。在电源精度方面，其控制要求严格，一般其最终的电源精度误差需要控制在设计目标的1‰以下，且其纹波不得在1‰以上。考虑到纹波自身的分类有高频与低频两种，而这两种纹波是基于开头频率表现的。如高频纹波就是受到开头频率的影响，必须通过滤波器进行控制。而低频纹波则是受到电网波动的影响，必须通过系统的负反馈来进行控制。
3.关于开关型稳压电源的电路设计
3.1关于系统下的补偿网络与相关相关设计应用。目前来说，对于开关型直流稳压电源系统来说，其补偿网络是通过PI或者PID的算法来设计与制作的。也就是说，PI调节器的主要作用是对抗高频纹波影响，也就是提高系统对于高频干扰能力的抵抗性，但对于PI调节器来说，动态性差的缺点是无法忽视的。目前来说，实际应用中通过引入微分算法后可以有效提高系统的响应速度。但其缺点也显而易见：一方面是由于零点的大量引入直接造成系统对于高频信号的敏感度大幅度提高，放大器在此情况下，很容易产生堵塞现象；另一方面则是当开关纹波的放大倍数得到增大时，放大器也会随之进入非线性区，这结果只会造成整个系统的不稳定。目前来说，对于这些缺陷是以超前滞后的方法来进行补偿的。
3.2关于开关型稳压电源的电路设计原理
3.2.1理想性技术指标如下：（1）输入交流：电压220V（50―60Hz）；（2）输出直流：电压5V，输出电流3A；输入交流电压在180―250V区间变化时，输出电压相对变化量应小于2%；（4）输出电阻R0
3.2.2关于开关型稳压电源的基本工作原理。当线性自流稳压电源处于低频率工作状态下时，那么调整管的工作由于其体积大，则其效率相应低，但当其调整管工作处于开关状态下时，那么其的工作表现就为体积小，效率高。
3.3开关型稳压电源的电路设计探究。从以上论述可以看出，开关型直流稳压电源系统其低功耗的特点是由于晶体管位于开关工作状态下时，对于功率调整管的功耗要求低。特别是对于理想状态下的晶体管来说，当其处于一种截止状态时，晶体管所经过的电流为0，相应的功耗也就为0；另一方面，由于开关型稳压电源系统的穿越频率较高，所以对于电路的动态响应速度得以提高，而且整个系统的响应速度不受低通滤波器的影响；另外，相对于直流470V的电压来说，并环穿越频率远未达到这一频率，输出只为48V，特别是其电压稳定性方式，经过测试，其低频纹波稳定率都在0.996以上，完全满足了设计要求。
4.结语
综上所述，在进行开关型稳压电源的电路设计时，小信号的模型选择是关键点。为了进一步提高开关型稳压电源系统的稳定性，超前滞后网络补偿原理有效地弥补了精度电源的纹波限制高的问题。通过实践也表明，开关型稳压电源的适用性非常强，必将为人们生活提供更好的服务。
参考文献：
[1]汤世俊.浅谈高性能开关型直流稳压电源[J].学术探讨，2011，（10）.
[2]樊思丝.高性能开关型直流稳压电源的设计探究[J].企业技术开发，2011，（03）.
[3]王滔.开关型稳压电源[J].科技风，2012，（11）.
稳压电路范文第2篇
【关键词】电子技术；数控直流稳压电源；设计方案
电源是保证电力电子设备持续生产提供电能的设备，电源电路中一般包含多个单元电路和系统电路，在诸多的电源中，使用的最为广泛的是直流电源。直流电源的获取方式，一般可以分为以下两种：第一是将电池作为直流电源，第二利用交流降压和滤波电流将交流电进行转换，使其成为直流电源。如今所使用的各种电源几乎都能够达到同时获取几个不同电压等级的要求，基于这种情况，数控制流稳定电源又成为了人们使用的最大需求，其能够通过电压的调节提供稳定的电压，而且能够将电压的精度保持在一个较高的水平内，这样便有效的提升了电源的使用质量，因此数控直流稳压电源的设计也受到了越来越多专家学者的重视。笔者认为，数控直流稳压电源的设计方案可以从以下几个方面考虑：
1.直流稳压电源方框图
在图1中所显示的是使用交流电压和滤波电流的方法转换而获得的直流电源，从中也可以看出，这一电源电路中包含的主要部分有减压电路、整流电路、稳压电路等，这些功能共同组成了直流稳定电流。通过上述方框图中的程序，便能同时形成多种直流电压形式，并且在不同的直流工作电中产生的抗压等级也有着一定的差异，因此，其能够同时满足多种不同电力电器设备对工作电压的需求。
1.1 降压电路
降压电路的主要功能是为了实现高压电的降压，为直流工作电压的形成奠定基础。
1.2 整流电路
整流电路是整个电源电路的核心部分，其主要的功能就是将交流电压通过整流二极管的作用，转化为单向的脉冲直流电压，该转换步骤是实现交流与直流转换的关键部分。
1.3 滤波电路
通过上述整流电路转换，输出的电压是单向脉冲星直流电压，该电压不能直接为电子电路提供直流电流的需要，因为其中含有较多的交流成分，这就需要通过滤波电路对其进行过滤，这样才能获得可以直接用于电路工作的稳定工作电压。
1.4 抗干扰电路及保护电路
在一般情况下，抗干扰电路具有多方面的功能，其中最为重要的就是具有较强的抗干扰作用，能够有效的防止交流网中的高频信号进入到整机电路中，防止其对整机电路的稳定性产生影响。同时，抗干扰电路的另一个重要作用就是对整流二极管的保护作用，能够在系统开始运行时防止大量的电流对整流二极管产生的冲击作用，有效的增强二极管工作的可靠性，这种抗干扰作用的实现需要使用小容量电器实现。
1.5 保护电路
保护电路中包含了很多种了，其中电路电源中的保护电路对于电路整体的运行都有着十分重要的影响，在大多数情况下都需要使用电路电源来实现保护动作，从而保证电路电源工作的稳定性。
1.6 稳压电路
稳压电路的功能通常需要利用基层稳压器来实现，在集成稳压器中又分为三端固定式和三端稳压电源两种方式。
2.直流稳压电源设计电路
在直流稳压电源设计中，主要是为了实现稳压电源在电路中的保护作用，并且实现对其他集成电路的持续供电，因此对于精密度的要求可以适当的降低，基于上述要求，在本次设计中使用三端固定式稳压电路便能够满足基本的设计和使用需求，同时也能够时电路的设计更加简便。
要完成D/A的转换以及有效的运算，必须要在以正负电源同时供电作为基础，因此选择15V供电电源。在数字控制电路中要求使用5V电源，可以通过7805集成三端稳压器组成的电源实现。在该电路中，变压器使用的是双抽头的18V变压器。可以输出两路的18V交流电压（变压器的选择一般的标准足：输出电压若要满足U0≥12V。则变压器次级输出的电压一般应需要满足Uo+2V；输出电压若要满足U0≤12V。则变压器次级输出的电压一般应需要满足=U0）。
3.数显电路
在该设计思路中，从计数器的输出端输出的信号通过翻译，进入到译码器的输入端，通过译码器外部的显示器便能够实现数字显示功能。本次设计中使用的是七段译码器，其能够通过信号的输入和输出来实现LED显示器实现对线路的显示和控制。从整个电路的使用需求来看，这里应当使用的输入译码器为BCD码较为科学，其在功能实现方面更加方便，也能够提高LED显示的稳定性。
4.输出电路
在系统的输出电路中，一般包括模拟加法器和电压跟随器两个主要部分。当电压通过输入端进入到模拟加法器中，一部分作为小数位的电压值，另一部分则作为十位上的电压值，不同的电压值同时存在于加法器内进行模拟计算，计算的结果以电流的方式输出，但是这时输出的电流较小，无法满足外用驱动设备的需求。因此，在加法器进行运算之后，还需要将输出的电流进行扩大，这样才能够满足电子电器设备的使用要求，对电流放大的功能可以利用模拟加法器中的集成运算放大功能来实现。
5.D/A转换电路
不同的级别输出电路有着不同的运作方式，其通过对电阻的调节来实现输出电压的控制，在每一级的DAC0832电路中都存在着多种树木模式，不同的数位连接方法也有着较大的差异，所以要通过调整端的作用来实现对启动速度和动态抗阻的有效调节，保证其稳定性，才能将该电压作为基准电压电源。
6.计数器电路及控制电路的设计
计数器电路的主要功能体现在将输入的数字值进行D/A转换之后完成整个电路的转换，这也是实现数控功能的急促航和前提。而控制电路的实现，则是通过对控制器的控制来实现的，一般利用“+”“-”键对电压的大小进行控制，同时实现不同档之间的转换。
参考文献
[1]马花萍.低成本数控直流稳压电源设计[J].科技信息,2012(19).
[2]周述良,张玉平.数控直流稳压电源设计[J].现代电子技术,2011(16).
[3]傅莉.数控直流稳压电源设计[J].电子科技,2010(11).
作者简介：
稳压电路范文第3篇
【关键词】TL431；限流电阻；稳压电源；低温漂
1.引言
TL431是一个有良好热稳定性能的三端可调精密电压基准集成芯片，具有体积小、价格低廉、性能优良等特点：它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从参考电压（2.5V）到36V范围内的任何值，典型动态阻抗仅为0.2Ω，电压参考误差为±0.4%，负载电流能力从1.0mA到100mA，温度漂移低，输出噪声电压低等[1]。基于以上特点，不仅可以用于恒流源电路、电压比较器电路、电压监视器电路、过压保护电路等电路中、还广泛应用于线性稳压电源、开关稳压电源等直流稳压电源电路中，本文对TL431在线性稳压电源中的并联和串联型两种电源进行了详细的介绍[2]。
2.TL431的内部结构和功能
2.1 TL431的符号
该器件的符号如图1，三个引脚分别为：阴极（CATHODE）、阳极（ANODE）和参考端（REF），参考电压为2.5V
图1 TL431的符号
2.2 TL431的内部电路图
由内部电路图图2可以看出，它由多极放大电路、偏置电路、补偿和保护电路组成，其中晶体管V1构成输入极，V3、V4、V5构成稳压基准，V7和V8组成的镜像恒流源与V6、V9构成差分放大器作中间级，V10、V11形成复合管，构成输出，其它一些电阻、电容、二级管分别起偏置、补偿和保护作用，在原理上它是一个单端输入、单端输出直流放大器[3]，如其等效功能示意图如图3所示，由一个2.5V的精密基准电压源、一个电压比较器和一输出开关管等组成，参考端的输出电压与精密基准电压源Vref相比较，当参考端电压超过2.5V时，TL431立即导通。因为R端控制电压误差为±1%，所以参考端能精确地控制TL431的导通与截止。
3.并联稳压电路设计
3.1 基本并联稳压电路原理
TL431内部含有一个2.5V的基准电压，所以当在Vref端引入输出反馈时，器件可以通过从阴极到阳极很宽范围的分流，控制输出电压。如图4所示的电路，当R1和R2的阻值确定时，两者对VO的分压引入反馈，若增大，反馈量增大，TL431的分流也就增加，从而又导致VO下降。显见，这个深度的负反馈电路必然在等于基准电压处稳定，此时VO=（1+R1/R2）Vref。选择不同的R1和R2的值可以得到从2.5V到36V范围内的任意电压输出，特别地，当R1=R2时，VO=5V。若使R1短路，R2开路，即把参考端与阴极端短接，此时则有输出电压VO=2.5V（参考端电压），最适合用于数字电压表和模数转换器或其它电路中作基准电压源。
需要注意的是，和在选择电阻R时必须保证TL431工作的必要条件，就是通过阴极的电流要大于1mA，R1和R2要选择精度为1%的同类电阻，才能保证基准电源的长期稳定性。
3.2 并联扩流稳压电路
在多种应用电路中，实际上是将图5为在图4的基础上将电路稍加改进，采用三极管扩流，组成大电流基准电压源，且图5中的晶体管可根据负载电流的大小选用不同功率的晶体管，这时限流电阻R也要相应增加其功率。并联稳压电路适用于各种传感器、变送器、和仪表各种A/D转换器中，图5就是在电偶变送器中的应用。
4.串联扩流稳压电路
TL431除了可使用在并联稳压电路中，图4和图5中的限流电阻R的功耗就要随着输入电压的不同而功率发生变化，需用功率大的限流电阻，否则就会因电流过大而损坏，
采用串联行的接法，如图7，解决了上述问题。将流经限流电阻R电流的分流一部分，用两个NPN的三极管V1和V2，通过NPN+NPN的同极性接法够成NPN型达林顿管，放大倍数是V1和V2的放大倍数的乘积。[4]这样集电极不仅分流了图5电阻R承受的大部分电流，解决了所需大功率电阻的问题，而且因达林顿管的电流放大能力增强，使TL431带载能力增强，不用大功率三极管就可接大电流负载。
实际应用中，为差动变压器式位移传感器LVDT稳压电源时，当负载电流为50mA时，流经R的电流仅为1mA，流过达林顿集电极的电路为49mA，电阻R采用小功率表贴电阻就能满足需要，实现恒压功能。而且在宽电源输入下，输出变化量小。如表2，测试条件为R1=2.5KΩ，R2=3.5KΩ，R=3KΩ，负载电流50mA，TL431选用SOT-89封装，型号为TL431QPK，宽电压供电的情况下仅变化1mV。如果在并联电路中使用，替代图5中所示电路，效果更好。
图6所示电路具有良好的热稳定性。由于TL431的温度漂移低，0℃～40℃为6mV， -40℃～85℃和-40℃～125℃为14mV[1]，所以输出电压的温度特性要比普通恒压源好的多，如果R1和R2选用温度漂移系数低的电阻，恒压电路的整体温度漂移也很小，在应用中无需附加温度补偿电路。实际应用中，R1=2.5KΩ，R2=3.5KΩ，从型号TL431QPK，SOT-89封装50个芯片中随机抽取3支，用图6所示电路作为差动变压器式位移传感器的稳压电路，温区范围-40℃～125℃，温漂测量如表2所示，仅有几个到十几毫伏，均符合所给指标。
可见串联电路提高了稳定精度，降低了TL431的功耗，减少了TL431因过热而损坏的机率，上述电路不但可以作为工业级的传感器稳压基准，而且可以为宽温区低温漂的军品级的产品精密稳压电源基准，是一款实用的精密线性稳压电路。
5.应用注意事项
5.1 用一只电容器与TL431并联使用，减小输出噪声
TL431的使用和稳压二极管的使用又十分相似，稳压二极管在电路中工作时，其自身会产生一种不规则的周期性噪声，这种不规则的噪声称为齐纳噪声。尽管齐纳噪声的电平不高，但它却是影响稳压二极管输出特性的重要原因之一。并联的电容就可以吸收稳压二要管的齐纳噪声，以改善稳压二极管的输出特性。另外，并联在稳压二极管上的电容还可以吸收电源的纹波，使得稳压二极管的输出电压更加平稳。其次，当稳压二极管与电容并联使用时，由于电容的充电作用，会使稳压二极管输出电压的建立时间增加，使输出电压缓慢地上升，不过，这仅是接通电源瞬间的情况。正常工作时，稳压二极管的输出电压是完全稳定的。
但是，当TL431与电容并联，其选用的容量值不适合时，有时不但起不到好的作用，反而会产生振荡现象，这是因为流过TL431的电流和电容的容量有一定的关系。实验表明，如果用容量为0.01～3μF的电容器并联在TL431上，很有可能使TL431产生振荡，因此，当TL431与电容并联使用时，应使TL431并联的电容器值大于3μF或小于0.01μF，对此必须引起注意。但当输出电压大于15V，IK大于10mA可完全避免振荡的发生.
5.2 应注意电流大小问题
流过TL431的最小电流必须大于1mA，否则失去稳压性能，最大不能超过100mA，否则就会损坏TL431，所以限流电阻的选择很重要。
5.3 应注意功耗问题
例如常见TO-92封装的TL431最大功耗为0.7W[3]，TL431在电路的实际消耗为P=VOI，参见图7，VO为输出电压，I为通过TL431的电流，因此，TL431只有在输出不超过5V时才可输出140mA电流，输出电压为7V时，只能输出100mA电流，这是因为受功耗限制的缘故。常规功耗为0.5～1.2W，当其在高温、高压或大电流条件下使用时，要注意通风、散热和安全性。
图7 0.7WTL431工作区
5.4 应注意取样电阻R1和R2的选择问题
取样电阻的选材及布放，直接影响到稳压精度和温度特性，因此必须选用温度系数小、噪声小、功率裕量大的同型号精密电阻。由公式VO=2.5×（1+R1/R2），取VO最大为36V，可以计算出的R1/R2最大比值为13.4，即R1最大是R2的13.4倍。
由于TL431是有较高的开环增益且响应速度快，当取样点（R1、R2的连接点）离两极较远时，电路容易产生超调自激，所以在使用时要引起注意。
5.5 最小维持电流与最小阴极电压
由于TL431的内部基准Vref是靠阴极电流维持，并且低于极间电压，所以应用时要注意：TL431的输出极截止后，仍必须有大于0.2mA的阴极维持电流；当输出极“饱和”后，极间电压仍至少大于2.2V。
6.结语
本文根据TL431三端可调精密内部结构及特点，阐述了并联稳压电路和串联稳压电路的基本构成和性能。大量实验和长期应用证明，TL431确是一片设计精巧、应用方便、性能可靠、性价比较高的稳压基准芯片，应用前景广阔。
参考文献
[1]ADJUSTABLE PRECISION SHUNT REGULATORS SLVS543J-AUGUST 2004-REVISED DECEMBER 2005.
[2]MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA TL431，A，B Series.
[3]潘玉成.可调式精密稳压集成电路TL431及应用[J].宁德师专学报（自然科学版），2008（1）.
稳压电路范文第4篇
关键词：直流稳压电源；生产过程；项目；任务
中图分类号：TM44-4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2013.03.056
1 教材分析
通过本课程的学习，使学生掌握电子技术公共的基础知识和基本技能，培养和提高学生运用所学专业基础与技能分析问题、解决问题的能力，以及继续学习专业课程的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。
教学内容选自第一章和第四章的整流器、滤波器和稳压器三部分内容。它们是模拟电路的基本电路，也是模拟电路应用的基础，因此在电子技术中占有非常重要的地位。
教材上的对三部分内容上的设计是独立分离的，对理论知识依然偏重。为了体现体现“三以一化”课程理念，本人对教材进行项目课例开发，打破传统的教学模式，开发了基于生产过程的《直流稳压电源电路的设计与制作》项目，融合了多门学科（电子CAD课程、仿真软件课程和电子技能课程），由单一能力培养转变为综合职业能力的提升。
2 教学目标及重点
2.1 知识与技能目标
①理解整流、滤波和稳压电路的原理；②熟悉桥式整流电路、电容滤波电路和稳压器的作用并能正确应用；③掌握直流稳压电源电路的设计与制作并能实现+5V、+15V、-15V、+18V和-18V稳压电源功能；④掌握检测元器件、使用常用仪器仪表、装配和调试直流稳压电源电路的能力；⑤会用Multsim仿真软件验证直流稳压电源电路功能；⑥会用Protel2004软件设计直流稳压电源电路板；⑦掌握资料检索、信息收集、制定方案及撰写报告的能力。
2.2 方法和过程目标
①学会自主探究、尝试性学习的方法；②学会小组分工合作、团队协作学习的方法；③学会在相互讨论、评价中提高能力；④通过对任务要求的解读，提高分析问题和解决问题的能力。
2.3 情感和态度价值观目标
①培养学生自信、勤奋、乐于动脑、严谨治学的学习态度和精神；②培养学生利用网络学习环境主动获取信息的意识；③通过探索、自主学习，体验成功的喜悦和实现自我价值；④培养学生良好的职业道德、团队精神、组织协调能力及创新意识。
根据课程标准和职业学校人才培养要求，确立本项目的教学重点为：①桥式整流电路、电容滤波电路和三端集成稳压器的工作原理；②直流稳压电源电路的设计和制作方法和过程。
3 教学过程设计
稳压电路范文第5篇
关键词：项目教学法；中职教育；直流稳压电源
中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）03-0121-02
1 项目教学法简介
1.1 实施项目教学法的指导思想
著名的教育学家弗雷德・海因里希教授曾以这样的例子来介绍项目教学。首先由学生或教师在现实中选取一个“造一座桥”的项目，学生分组对项目进行讨论，并写出各自的计划书；接着正式实施项目，利用模型拼装桥梁；然后演示项目结果，由学生阐述构造的机理；最后由教师对学生的作品进行评估。通过这样的教学步骤，充分发掘学了生的创造潜能，并促使其在提高动手能力和推销自己等方面努力实践。
所以，项目教学法”就是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动，其目的是在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来，充分发掘学生的创造潜能，提高学生解决实际问题的综合能力。它传统的教学法相比，有很大的区别，主要表现在改变了传统的三个中心，由以教师为中心转变为以学生为中心，由以教材为中心转变为以“项目”为中心，由以课堂为中心转变为以实际经验为中心。
1.2 项目教学法的实施步骤
在运用项目教学法进行教学设计的时候，必须明确学生是认知的主体、是知识意义的主动建构者。所以根据项目教学的教法思路和教学设计原则，项目教学具体见以下五个步骤：
1）确定项目的目标和任务：通常先由教师提出一个或几个项目任务，然后同学们一起讨论，最终确定项目的目标和任务。
2）计划：由同学们共同制定出项目的工作计划，确定工作步骤和程序。
3）项目实施：同学们根据各自的分工和合作的形式，按照已明确的工作步骤开展工作。
4）项目的检查评估：先由同学们自评，再由教师根据项目的工作成绩进行检查评分。最终师生共同讨论、提出工作中问题，讨论解决方法并进行总结记录。
5）归档或应用。
2 中职学校电子技术教学的现状
《电子技术基础》是中等职业学校一门专业基础性质的课程，它是理论性、实践性都很强的课程。 在传统实践教学中，由于实验设备有限，只能进行一些验证性的实验，且传统实践教学多采用讲解式，其教学内容的选择、实验步骤的设定和实验器材的组织等均由老师组织，缺乏对学生动手能力和创新能力的培养，使得学生的综合素质未得到锻炼和提高。如何让学生能完全接受这门课的知识，为以后的专业知识打下良好基础，是中等职业学校需要解决的课题。
3 项目式教学法在设计直流稳压电源教学中的具体实施和反馈
直流稳压电源应用广泛，也是中职学校电子技术学科的重要知识点。它包含了电路的集中重要基本元器件，电阻器、二极管和晶体三极管等，以及由这些基本元器件所构成基本电路，所以利用项目教学法设计直流稳压电源的教学具有十分重的要意义。
下面我以设计直流稳压电源的教学为例。
3.1 确定项目任务
首先，向学生下达项目任务：设计直流稳压电源电路。并提出要求如下：
设计要求：① 分析设计要求，明确性能指标。 集思广益，提出多种设计方案，并构建出设计框架。② 确定合理的总体方案。③ 将总体方案化整为零，分解出各个单元电路，逐个设计。④ 组成总的系统，形成合理的布局，并按照设计要求进行总体论证，给出必要的说明。
3.2 制定工作计划
任务下达后，学生开始前期的准备工作，通过查找相关资料、讨论等制定工作计划，也就是接下来的工作步骤。具体如下：① 确定直流稳压电源电路的设计方案；② 设计各分电路确定元器件的采用表；③ 形成直流稳压电源总体电路；④ 利用软件进行仿真验证。
3.3 项目的实施
为了更好地调动学生们的学习兴趣和积极性，我们可以把课堂搬到一体化教室，让学生在学习理论知识的同时，动手操作起来，手脑并用。这样可以使得学生学到知识更加直观，便于理解和记忆。
实施步骤一：确定设计方案。
在具体的实施过程中我将班级的学生分成4-5人一组，要求每组明确每个成员的具体分工和合作形式，并按照已确定的步骤开始工作。同学们可以根据我们之前所学习的，在这里可以采用分工合作，集体讨论，教师指导，确定直流稳压电源电路的设计方案。
实施步骤二：确定子电路图。
我们已经学过直流稳压电源由四个主要部分组成，包含整流变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。接下来开始让同学们自己利用所学的知识设计直流稳压电路的各个部分。为了提高效率，这里可采取分工合作的形式，由组员各自去收集材料，收集的过程不仅复习和巩固了所学知识的，还锻炼了大家分工协作的能力以及团队合作的精神。教师在旁边观察各组学生的讨论过程并适时给予指导，并要求各组上交工作报告，由各组表表阐述各电路的工作原理，给予点评和鼓励，以便于接下来的集体讨论形成整体电路。
实施步骤三 ：形成直流稳压电路总体整体电路，进行参数的论证。
在教师指导下形成最终的整体电路，并在Multisim软件上进行绘制。阐述工作原理并进行电路参数的论证。
稳压电路范文第6篇
引言
交流稳压技术的发展一直倍受广大用户和生产厂商的关注，其原因在于我国市场上现有的各种交流电力稳压产品，在技术性能上都有不尽人意之处。
在我国应用较早，且用户最广的交流电力稳压电源当属柱式（或盘式）交流稳压器，虽然这种稳压电源有很多优点，但由于它是用机械传动结构驱动碳刷（或滚轮）以调节自耦变压器抽头位置的方法进行稳压，所以存在工作寿命短，可靠性差，动态响应速度慢等难以克服的缺陷。
近年来不少生产厂家针对柱式交流电力稳压器所存在的缺点，纷纷推出无触点补偿式交流稳压器，大有取代柱式稳压器之势。这种电源实质上仍然是采用自耦方式进行调压，所不同的只是通过控制若干个晶闸管的通断，改变自耦变压器多个固定抽头的组合方式，来代替通过机械传动驱动碳刷改变自耦变压器抽头位置的一种调压方法。这种方法固然提高了稳压电源的可靠性和动态响应速度，但却失去了一个重要的调节特性——平滑性，即调节是有级的，其必然结果是稳压精度低（一般只有3％～5％），并且在调节过程中，当负载电流很大时会冲击电网并产生低频次谐波分量，对负载也会产生冲击；另外采用这种方法所用变压器较多（一相至少需二台，即一台自耦变压器，一台补偿变压器），这就增加了电源的自重和空载损耗。
伴随着全控开关器件的容量和性能以及模块化程度的提高，集成控制电路功能的不断完善，吉林市长城科技有限责任公司凭借自己的科技实力，率先研制出采用PWM技术，通过全控开关器件IGBT，对交流进行斩波控制的新型补偿式交流稳压电源——JJY－ZK/BW系列斩控补偿式交流稳压电源。为我国交流稳压技术的创新和满足市场对高性能交流稳压电源的需求开创了新局面，下面对PWM交流斩控技术在该种交流稳压电源中的应用原理及性能做一简要介绍。
1 PWM交流斩控调压原理
图1（a）所示，假定电路中各部分都是理想状态。开关S1为斩波开关，S2为考虑负载电感续流的开关，二者均为全控开关器件与二极管串联组成的单相开关[见图1（b）]。S1及S2不允许同时导通，通常二者在开关时序上互补。定义输入电源电压u的周期T与开关周期Ts之比为电路工作载波比Kc，（Kc=T/Ts）。图1（c）表示主电路在稳态运行时的输出电压波形。显然输出电压uo为：
式中：E（t）为开关函数，其波形示于图1（c），函数由式（2）定义。
在图1（a）电路条件下，则
E（t）函数经傅立叶级数展开，可得
式中：D=ton1/Ts，ωs=2π/Ts，θn=nπ/Ts；
D为S1的占空比；
ton1为一个开关周期中S1的导通时间。
将式（4）代入式（3）可得
式（5）表明，uo含有基波及各次谐波。谐波频率在开关频率及其整数倍两侧±ω处分布，开关频率越高，谐波与基波距离越远，越容易滤掉。
在经LC滤波后，则有
把输出电压基波幅值与输入电压基波幅值之比定义为调压电压增益，即
由此可见电压增益等于占空比D，因此改变占空比就可以达到调压的目的。
2 控制方案设计与工作原理
一般情况下，PWM交流斩控调压器的控制方式与主电路模型、电路结构及相数有关。
若采用互补控制，斩波开关和续流开关在换流过程中会出现短路，产生瞬时冲击电流；如设置换相死区时间，又可能造成换相死区时间内二个开关都不导通使负载开路，在有电感存在的情况下，会产生瞬时电压冲击。本方案采用有电压、电流相位检测的非互补控制方式，如图2所示。对相数而言本方案采用三相四线制，即用三个单相电路，组合成三相电源，这样可以避免相间干扰，保持各相电压输出稳定。
由图2可见，V1，VD1与V2，VD2构成双向斩波开关，Vf1，VDf2与Vf2，VDf1构成双向续流开关；Lof及Cof分别为滤波电感、电容；u1为补偿变压器初级绕组两端电压，u2为向主电路补偿的电压。本方案采用了有电压、电流相位检测的非互补控制方式。图3为在RL负载下，这种非互补的斩波开关和续流开关门极驱动信号的时序配合及一个电源周期中输出电压的理想波形。
由图3可见根据负载电压电流相位，一个电源工作周期可分为4个区间.
上述工作状态，可用逻辑表达式表示为：
为保证电源满足负载特性的要求及运行可靠性,本方案采用了图4所示的控制电路结构。
3 补偿稳压原理及控制
图5示出补偿稳压电路。
图5中电网电压u，补偿电压uc，输出电压uo均为工频。当u与uc相位差?=0°时，uo=u＋uc；当?=180°时，uo=u－uc。因此，当电网电压u变化时调节uc的大小以及与u的相对极性即可保证uo的恒定。
u与uc相对极性变换的控制如图6所示。其输出uQ接双向晶闸管的过零触发电路。采样信号取自uo经整流滤波后的输出。电位器Rp用于调节输入信号的门槛电压，其传输特性如图6（b）所示。
4 结语
PWM交流斩控技术用于交流稳压，显著地提高了交流稳压电源的技术性能，其主要特点是：
1）可采用全固态器件，真正做到了无触点、无抽头，因而可靠性高、工作寿命长；
2）平滑调节，输出无级差，对电网及用户无冲击，不产生低频次谐波干扰；
3）输出精度高，实际精度可达到±0.5％，即便在正补偿与负补偿变换瞬间，输出电压波动也不超过额定电压的1％；
4）动态响应速度快，可达ms级；
稳压电路范文第7篇
【关键词】DC-DC转换 LM5117芯片 直流开关稳压电源
开关电源是利用电子开关器件通过控制电路，使电子开关器件不停地“接通”和“断开”，让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制，从而实现电压变换、输出电压可调和自动稳压。常用开关稳压电源电路结构复杂，且难于实现稳压数字化调节，本文介绍一种以LM5117为核心降压芯片的直流稳压电源，该电源设计简单，可实现输出稳压数字化调节且工作效率较高。
1 电源整体设计
1.1 设计要求
输出电压偏差|UO|≤100mV；
最大输出电流IO≥3A；
输出纹波Uopp≤50mV；
负载调整率Si≤5%；
电压调整率Sv≤0.5%；
效率η≥85%；
重量小于0.2kg；
具备过流保护和负载识别功能。
1.2 设计方案
本开关稳压电源主要由电流检测部分、过流保护部分、降压部分、负载识别部分和输出电压调节部分组成，其工作原理框图如图1所示。直流稳压电源输出固定16V，经过LM5117为核心的Buck电路输出稳定可调电压，在输出电路中串入电流检测模块送入单片机A/D采集并判断电流是否大于动作电流，在Buck电路输出端增加一个负载识别端口，外接电位器按U0=R/1k得到输出电压设定值，由单片机D/A控制输出电压到达设定值，构成闭合控制回路，其电路原理图如图2所示。
2 开关电源的组成部分设计
2.1 降压电路
采用LM5117组成的DC-DC电路，其中LM5117是同步降压控制器，适用于高电压或各种输入电源的降压型稳压器应用；其控制方法是基于仿真电流斜坡的电流模式控制，而电流模式控制具有固定的输入电压前馈、逐周期电流限制和简化环路补偿的功能，输出纹波电压小、效率可高达93%可很好满足要求。
2.2 过流保护电路
LM5117一脚UVLO是欠压锁定编程引脚，我们采用软件调控来实现电流过保护，通过控制芯片一脚的电压来控制芯片的工作状态。利用INA271高端检测，通过接入电阻恒定为50mΩ的康铜丝采样电压从而算出电流。将INA271采样输出电压送入单片机A/D采集，判断计算出的电路电流是否大于动作电流值，过流时通过P3.1输出低电平至Uvlo脚，芯片停止工作实现过流保护。该方案可行性高且可减小整个装置质量，减小系统效率，如图3所示。
2.3 降低纹波
注：Vro为总纹波大小，纹波是叠加在直流电压的交流部分。ESR为 C的的等效串联电阻。
由公式可知三种减小纹波电压的方法：
（1）适当增大开关频率，但此做法回事系统功耗增加，电源效率降低；
（2）减小ESR，可选择若干电解电容，瓷片电容并联ESR的值只有几十毫欧，此方法有效减小纹波的同时可提高电容量，即增加输出滤波电路电感可在一定范围内尽量大；
（3）采用πLC滤波电路也可有效降低输出端纹波大小。
2.4 DC-DC变换
采用非隔离型Buck电路，以LM5117为核心，由开关管CSD18532，电感，电容组成。由两个开关管交替导通将输入直流电压变化成矩形波，空载时满足（W为空占比），当负载接入时，输出电压通过店主分压反馈到芯片Fb脚，保持输出电压为稳定可调电压。
2.5 稳压控制
如图4所示，自LM5117的FB引脚输出的电阻分压信号可设定输出电压电平在一定范围内变化，FB引脚的调节阈值为0.8V。设定R0为1.2k，由电路图可以确定DA输入Ui和输出UO间的关系为：
，通过确定R1，R2的阻值进行优化即可稳定输出连续的电压值，以实现输出电压的数字化控制。
3 电路设计
3.1 A/D采集电路
采用12位串行输入模数转换器TLC2543，此芯片使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程，串行输入结构可以节省单片机I/O口资源，分辨率较高，在仪器仪表中有较为广泛的应用。
3.2 D/A输出电路
采用TI公司生a的带有缓冲基准输入的双路12位数模转换器TLV5618，输出电压为基准电压的两倍，且单调变化。REF5040提供精准参考电压4.096V。数字输入端带有斯密特触发器，具有较高的噪声抑制能力。
4 运行结果测试
4.1 器件选择
由各种计算分析选择开关频率Fsw=1000kHz，定时电阻Rt=51K，输出电感 Lo=22μH，电流检测电阻Rs=5mΩ，输出电容采用4个47μF电容并联Cout=235μF，输出分压器Rfb1=1.45K，Rfb2=6.2K，电位调节器处处电压为5V，Fcross=10K，Rcomp=27.4K，Ccomp=15nf。
4.2 方案测试
采用控制单一变量的方法对上述设计进行测试，测试结果该开关稳压电源不仅满足设计要求，而且在此要求的基础上更加优化即输出电压偏差|Uo|≤35mV，最大输出电流Io=3.2A，负载调整率Si=0.002，电压调整率Sv=0.002，系统效率η=92.8%。
5 结论
本开关稳压电源的设计核心是LM5117芯片，通过实际设计表明，以LM5117为核心设计的降压型直流开关稳压电源DC-DC的转换率高达93%，具有广泛的使用价值。
参考文献
[1]P.R.Gray and R.G.Meyer.Analysis and Design of Analag Intergrated Circuits.3rd John Wiley&Sons，New York，1993.
[2]户川活朗著.实用电源电路设计――从整流电路到开关稳压器[M].北京：科学出版社，2011.
[3]康华光主编.电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2005.
[4]吴慎山主编.电子线路设计与实践[M].北京：电子工业出版社，2011.
[5]臧春华主编.电子线路设计与应用[M].北京： 高等教育出版社，2012.
稳压电路范文第8篇
[关键词]稳压 连续可调 电源设计
一、几种设计方案及分析
(1)晶体管串联式直流稳压电路。该类电路中,输出电压UO经取样电路取样后得到取样电压,取样电压与基准电压进行比较得到误差电压,该误差电压对调整管的工作状态进行调整,从而使输出电压发生变化,该变化与由于供电电压UI发生变化引起的输出电压的变化正好相反,从而保证输出电压UO为恒定值(稳压值)。在基准电压处设计辅助电源,用于控制输出电压能够从0 V开始调节。
分析:单纯的串联式直流稳压电源电路很简单,但增加辅助电源后,电路比较复杂,由于都采用分立元件,电路的可靠性难以保证。
(2)采用三端集成稳压器电路。一般采用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器,输出电压调整范围较宽,设计电压补偿电路可实现输出电压从0 V起连续可调,因要求电路具有很强的带负载能力,可用软启动电路以适应所带负载的启动性能。
分析:该电路所用器件较少,成本低且组装方便、可靠性高。在实际中,如果对电路的要求不太高,多采用此设计方案。
(3)用单片机制作的可调直流稳压电源。电路可通过AT89CS51单片机控制继电器改变电阻网络的阻值,从而改变调压元件的参数,使用软启动电路,获得3～26V,驱动能力可达1.5A,同时可以显示电源电压值和输出电流值的大小。
分析:该电源稳定性好、精度高,并且能够输出±26V范围内的可调直流电压,且其性能优于传统的可调直流稳压电源,但是电路比较复杂,成本较高,使用于要求较高的场合。
二、实现方案
1.原理分析
①采样电路:分别由滑动变阻器R5与电阻R4组成电阻分压器,将输出的直流电压的V0一部分取出送到比较放大器,放大后控制调整环节,取样电压VE为:
在正常情况下,取样电压可近似等于基准电压则有:
改变取样电路的分压比,就可以调节V0的大小。即调节滑动变阻器R5的大小,改变输出。
②基准电压:基准电压是一个稳定度较高的直流电压,利用发光二极管(绿色)的正向电压特性,起“稳压”作用。当二极管的正向电流ILED2变化不大时,其正向压降VLED2≈1.9V比较稳定。用以作为调整比较的标准,R3是稳压管的限流电阻。LED2兼做电源指示。
③比较放大电路:比较放大器是一个直流放大器,由VT3构成。将取样电压VE与其准电压VLED2进行比较,二者的差值经T3放大后,控制(VT1、VT2)的调整管,用以稳压输出。
④调整电路:调整电路是稳压电源的核心环节,输出电压的稳定是通过调整管的调节作用来实现的。稳定电路输出的最大电流也主要取决于调整电路。所以调整管使用的参数不应超过器件的极限数据。
由电网电压的波动或负载电流发生变化而使输出电压V0发生变化时,则有T1的自动调节,其稳压过程:
当V0VEVB3IB3IC3VCE3(VBE2)IB1IC1VCE1V0
从而使V0基本不变。
⑤过载保护电路:串联调整型的稳压电源和负载是串联的,当负载电源过大或短路时,大的负载电流和短路电流全部流过调整管,此时负载端的压降小,几乎全部的整流电压Vc加在调整管的c和e的极之间。使调整管的βVce0、ICM、PCM超过正常值。调整管会很快烧坏。R2和LED1组成的过载及短路保护电路,因串联调整型的稳压电源调整管和负载是串联的,当输出过载(输出电流过大),电阻R2上的压降VR2增加到一定值后LED1导通,使调整管VT1、VT2的基极电流不再增大,限制了输出电流的增加,起到限流保护作用。
附加功能:
(1)充电功能
本基础电路的输出端(可看作C3两端)即可实现对电池等的充电功能。通过调节滑动变阻器R5的阻值,可实现对不同型号电池的充电功能。
(2)放大部分
将电压放大,由于放大器最大输出电压的限制,故采用两个放大器,两放大器输出电压大小相等、符号相反。
(3)D/A转换电路(数模转换器)
D/A数模转换电路一般采用DAC0832集成芯片
输入用脉冲触发。具体在本文后面有介绍。
2.电路图(略)
三、电路参数设计
1.主要技术指标。(1)输入电压:AC: 0～220V。(2)输出直流稳压(Io=1.5A):Uo=26V。(3)输出直流电流:额定值150mA,最大值300mA。(4)具有过载,短路保护,故障消除后自动恢复。(5)充电稳定电流:60mA(±10%),充电时间10-12小时。(6)工作温度范围:TA=0～50℃。
2.极限参数。可视具体情况而定。
3.电路参数(略)
四、问题及展望
1.输出电压Vo达不到要求的26V。在电路后增加两个运放组成放大装置来解决问题。同时增加电阻,这样输出电压和输出电流就都达到了实验要求。
2.为使设计更加实用,要使得输出的电压更方便于他人,欲加装DAC芯片使模拟信号转变为数字信号,设计中也有涉及。
3.数码管显示数值停留在0不发生变化,这是因为放大电路中运放等的延迟作用!在延迟作用下,输出电压要经过一定时间的缓慢增加,然而DAC芯片却在刚有电压时触发灯就亮了,即数码显示管数值定在00不再发生变化。将DAC的触发电平换成脉冲触发,就能使数码管“动”起来。
4.但是DAC电路中仍有不足,是显示数码管显示的是十六位进制的数转化为二进制的数,有待进一步的研究和设计。
参考文献: