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穩壓電源范文1
關鍵詞：直流穩壓電源；電路設計；工作原理
1 電路設計背景和目的
通過多年的教學經驗和對中職院校的學生進行的調研情況來看，中職院校的學生普遍文化基礎薄弱，對文化課、理論課不感興趣，但是大部分中職學生對實訓課程感興趣，喜歡動手操作，能夠嘗試動手去做一些實驗，有的甚至能獨立完成一些電子產品的安裝與調試。例如，簡單的門鈴電路，流水燈電路等。因此，針對中職院校學生的實際情況，結合我學院電氣工程系的學生學習情況，今年，我系領導決定對學生的課程安排進行了大膽改革，去掉純粹的理論課，所有專業課程都變為一體化課程，讓學生通過動手操作掌握理論知識，真正做到在做中學，在學中做，在這樣的背景下，我嘗試了將所擔任學科《電子技術基礎》這門理論課程融入到《電子電路的安裝與調試》這門實訓課程中去，變理論課實訓課程為一體化課程。依托這樣的改革前提，我嘗試對直流穩壓電源的電路進行了以下設計，目的就是為了更好的適應電氣工程系的改革實踐，同時也能夠使學生在實際動手操作過程中深刻理解相應的電子專業理論知識，能夠培養學生掌握理論知識的能力，激發學生熱愛電子專業的熱情，提高了學生學習的積極性，最重要的是讓學生學會了技能，一技在手，更好地走上工作崗位，盡快地適應社會。
2 電路設計實驗設備及器件
所謂巧婦難為無米之炊，電路設計同樣需要必要的實驗設施和工具，而實驗條件的好壞和選擇工具的正確與否是設計的關鍵和前提。下面我來具體闡釋我的設計思路中所需要的實驗條件、實驗工具和必要的原材料：
2.1 電路所需實驗設施和工具
本次設計的完成需要在專業的電子試驗臺上進行，需要的工具如下：示波器、萬用表、變壓器（12v）、電烙鐵、鉗子和鑷子等，另外需要必要的焊錫和連接線。
2.2 電路所需元器件清單
元器件清單如下：
1A二極管IN4007，V1、V2、V3、V4，4只；發光二極管V5，1只；熔斷絲FU 參數為1A1只；100uF 50 V電容C1，1只；10uF25V電容C2，1只；500uF 16V電容C3，1只；2200uF電容C4，1只；開關SW，1只；2.7KΩ電阻R1，1只；190Ω電阻R2，1只；280Ω電阻R3，1只；1KΩ電位器R4，1只；三端集成穩器CW7812 U（可調范圍1.25V～12V），一只；可調電阻RW，1只。
3 電路設計思路
直流穩壓電源又稱為直流穩壓器，其作用就是將交流電轉化成相應用電器所需要的穩定電壓的直流電。其關鍵是輸出直流電壓的穩定性，所以我們設計電路的著眼點就是電路轉化的穩定性。
3.1 直流穩壓電源的工作原理
直流穩壓電源一般由電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩壓電路組成，其組成框圖如圖1：
直流穩壓電源各部分的作用
（1）電源變壓器：主要是降壓器，用于把220V的交流電轉換成整流電路所需要的交流電壓Ui。（2）整流電路：利用整流二極管單向導電性，把交流電U2轉變為脈動的直流電。（3）濾波電路：利用濾波電容將脈動直流電中的交流電壓成分過濾掉，濾波電路主要有橋式整流電容濾波電路和全波整流濾波電感濾波電路。（4）穩壓電路：利用穩壓管兩端的電壓稍有變化，會引起其電流有較大變化這一特點，通過調節與穩壓管串聯的限流電阻上的壓降來達到穩定輸出電壓的目的，用于將不穩定的直流電壓轉換成較穩定的直流電壓。
3.2 直流穩壓電源的設計方法
直流穩壓電源的設計，是根據其輸出電壓UO、輸出電流IO等性能指標的要求，確定出變壓器、集成穩壓器、整流二極管和濾波電路中所用元器件的相關性能參數，選擇出這些元器件。
具體設計方法分為三個步驟：第一步：根據直流穩壓電源的輸出電壓UO、最大輸出電流IOMAX，確定出穩壓器的型號及電路形式。第二步：根據穩壓器的輸入電壓Ui，確定出電源變壓器二次側電壓U2；根據穩壓電源的最大輸出電流IOMAX，確定出流過電源變壓器二次線圈的電流I2和電源變壓器二次線圈的功率P2；再根據P2，確定出電源變壓器一次線圈的功率P1。然后根據所確定的參數，選擇合適的電源變壓器，一般為12v。第三步：確定整流二極管的正向平均電流ID、整流二極管的最大反向電壓URM和濾波電容的容量值以及耐壓值。根據所確定的參數，選擇合適的整流二極管和濾波電容。
4 電路設計步驟
電路設計思路想出后，考慮實際電路具體設計步驟，完整的設計步驟是整個電路的核心部分，因此在設計過程中實際設計步驟顯得尤為重要，具體步驟為以下幾步：
4.1 電路圖設計方法
電路圖設計使用PCB制圖軟件制作
4.2 電路原理圖的設計
電路原理設計使用Protel2000制圖軟件設計電路原理圖如圖2。
4.3 直流穩壓電源實物設計
如圖3所示安裝直流穩壓電源電路的前半部分整流濾波電路，然后從穩壓器的輸入端加入直流電壓UI？燮12V，調節RW，如果輸出電壓也跟著發生變化，說明穩壓電路工作正常。用萬用表測量整流二極管的正、反向電阻，正確判斷出二極管的極性后，先在變壓器的二次測線圈接上額定電流為1A的保險絲，然后安裝整流濾波電路。安裝時要注意，二極管和電解電容的極性不能接反。經檢查無誤后，才將電源變壓器與整流濾波電路連接，通電后，用示波器或萬用表檢查整流后輸出電壓UI的極性，若UI的極性為正，則說明整流電路連接正確，然后斷開電源，將整流濾波電路與穩壓電路連接起來。然后接通電源，調節RW的值，如果輸出電壓滿足設計指標，說明穩壓電源中各級電路都能正常工作。
5 電路設計總結
通過論述直流穩壓電源電路的設計過程，強化了本人所教學科《電子技術基礎》中模擬電路部分知識和《電子電路的安裝與調試》實驗部分知識。所設計的直流穩壓電源電路，廣泛運用于生活中，例如手機的充電電源、冰箱的穩壓電源等。同時，也通過查閱參考書，網上資料等拓寬了自己專業方面的知識面。論述過程中，通過邊教學邊調研邊實踐的方式使本人對直流穩壓電源電路設計過程有了一些新的認識，特別是強化了自己的教學能力，增強了所教專業學生掌握理論知識的能力，提高了其動手操作的能力。通過一段時間的教學效果來看，我所教授專業的學生對學院的此種教學改革適應快，容易接受，對教師所設計的教學模塊感興趣，并且激發了繼續探究這一教學模塊的動力，這也充分證明了學院提出的此種教學改革是可行的。
參考文獻
[1]郭S.電子技術基礎（第四版）[M].北京：中國勞動社會保障出版社.
[2]王建.維修電工技能訓練（第四版）[M].北京：中國勞動社會保障出版社.
穩壓電源范文2
關鍵詞：串聯穩壓電源 Multisum2010 仿真
中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）10（a）-0055-02
最為簡單的直流穩壓電源――穩壓管直流穩壓電源因為有固定大小限制的輸出電流，所以，在很多場合下無法滿足用電器要求，又兼電壓固定不可調節，無法呈現元件的變化特性，使得應用比較單一。然而將穩壓管直流穩壓電源當作基礎，加以有放大電流作用的晶體管，就可以增加負載電流。同時晶體管的負反饋也可以穩定電路電壓，輸出電壓也可以通過改變反饋而來的參數來達到調節的目的，從而適合更多的條件場合。這樣改進過的串聯穩壓直流電源，操作簡單靈活，成本低廉輕便，方便使用人員學習操作，也方便針對電路進行維修檢修，減少了工作量，極大地提高了工作效率，也能應用于教學舉例分析，極大地擴大了適用受眾。而利用Multisum2010電路仿真分析工具，可以對串聯直流穩壓電源的內部結構進行較為完全詳盡的仿真分析。通過模擬相關測量儀器對電源內部不同部位的輸入電壓的示波器顯示模型，輸出電壓的示波器顯示模型，從而計算分析出相關輸入電壓值、輸入電流值、輸出電壓值、輸出電壓值等不同參數。進而可在教學中作為驗證相關定理定律的有效工具手段。
1 運用Multisum2010對串聯型穩壓電路的仿真分析
通常實驗室運用的是較為簡化的串聯型直流穩壓電源，基本涵蓋了最主要的4個部分，即整流部分、濾波部分、串聯穩壓部分、保護部分。
1.1 整流電路分部
由于Multisum2010電子電路仿真工具能夠較好地還原電路實況，也能很好地模擬出給定的不同場景條件，相對所需的反應時間也比較短，所以，我們假定在特定模擬電路不同位置中加入整流二極管4只，（如圖1），并將信號輸出端用合適的成像示波器模擬出波譜形狀，來對不同情況下的假設做出鑒定。
通過仿真分析的譜圖可知，無論哪個部位的整流二極管發生開路，都會破壞原有完好的全波整流，形成新的只有一半周期的不完整半波整流，輸出電壓的大小也會變成原有的一半，仿真模擬得到的結果與實驗前的理論預測十分契合，也從側面證明了該模擬仿真的相似度十分高，可以作為實驗數據相信代入計算。
根據如上舉例，還可以舉一反三探究其他相關問題，比如：若是任意一個位置整流二極管發生短路，又或是兩個位置同時發生短路等，均是很有研究探討價值的問題，在此不作重復演示。
1.2 濾波電路分部
將濾波電容也加入到整流電路中，由于電容器具有儲存電荷的特性與容抗特點，會阻礙電壓降與電流的改變趨勢，所以會使得輸出電壓的波動幅度減小，相對增大平均輸出電壓。根據計算公式可知，電阻R值越大，相同電容量的電容器放電時間會更長，放電速度也相對減緩，輸出的電壓變動曲線也愈發平滑緩和，平均輸出電壓值也就越大。當R值無窮時，平均輸出電壓的平方值正好是最大輸出電壓平方的一半，而濾波電容一定時，負載電阻R阻值越大，同理輸出電壓曲線也變的平緩，平均值也同比增加。
1.3 串聯穩壓電路分布與保護電路分部
穩壓電路分部是通過晶體管的負反饋作用來削弱輸入電壓對輸出電壓波形與平均值的影響。
保護電路分部的作用主要是在電路中串聯負載過了底線值時，又或者輸出發生短路時，通過限流型保護分部和截流型保護分部，通過截斷電路通道，來保護相關電子元件。
2 運用Multisum2010電子電路模擬軟件模擬晶體管負反饋串聯型直流穩壓電源
以電子實驗平臺EWB為前身的Multisum2010電子電路模擬仿真，最為突出的改進莫過于增加了虛擬儀表讀數觀察的直觀性，與各類電子元件、集成電路芯片庫的豐富性，并且擁有較為友好的用戶操作界面。使得整個軟件的處理信息功能強大卻便于操作，是新入門的電子操作設計，電路檢修人員增加理解熟悉操作的首選工具。其擁有虛擬儀器涵蓋了示波器以及顯示分析裝置、函數模擬發生器、萬用表、波特圖圖示儀器、針對失真度、譜頻、邏輯、網絡等必要參數的分析裝置等專業儀器，極大地方便了實驗要求與設計。
2.1 創建模擬電路
注意：（1）要選擇AC_VOLTACE_SOURSE此選項作為交流電源，并且接地。（2）在元件庫中選好相應的變壓器、橋堆，2只穩壓二極管，2只三極管，相應阻值的6只電阻，合適的2只電容，并按照示意圖連接好電路，在如圖位置放置好選擇2只萬用表作為測量用表。
2.2 仿真分析負反饋穩壓
雙擊交流電源按鍵，調整電壓值為220 V，頻率為50 Hz，將萬用表調整到量程為15 V的電壓表模式，讀取電壓值為12 V。另取萬用表2，調整量程為15 V的壓表，分別連接入電路測得電壓值如表1。通過對R4阻值的調整可以發現，其阻值的改變會相應的輸出電壓值。
當輸出電壓顯示值升高時，同樣操作調整相關參數為240 V，50 Hz，改變萬用表2位置，進行對相關阻值的測量，并且記下萬用表1的電壓讀數。
當輸出電壓顯示值降低時，同樣操作調整相關參數為200 V，50 Hz，改變萬用表2位置，進行對相關阻值的測量，并且記下萬用表1的電壓讀數。
通過表1可以看出，當輸入電壓的波動范圍控制在20 V以內的時候，晶體管串聯得到的穩壓電源能夠很好地利用晶體管負反饋的特性，將輸出電壓維持在固定數值保持不變。
假若調整輸入電壓以及其他電子元件參數數值，按照同樣的電路結構，就可以類似得出不同參數的晶體管，以及晶體管數量安裝方式不同時改造的串聯型穩恒電壓的最大波動幅度和穩定性，可以作為改進串聯型穩壓電源的深入性探究，具有很大的教學與商業價值。
3 結語
串聯型直流穩壓電源因其穩恒的輸出電壓，簡單的構造、方便的操作在精密儀器、電子元件領域扮演著不可替代的角色，對它的分析改進也一直是教學之重和企業創新賣點。然而在現階段，高校大學物理實驗室與中小型的企業電子電路實驗室依然存在儀器老舊不完備等缺陷，故而不能很好地實現教學目標與設計檢修等工作。通過Multisum2010電子電路的模擬分析，能較好地理解掌握相關的原理，也能相對地熟悉操作，從而將串聯型穩壓電源的作用發揮到更好。提高教學質量并且激發學生興趣，也能再次促進電子電路設計維修行業的發展。
參考文獻
[1] 關樸芳.基于Multisim2001的串聯型穩壓電源故障仿真[J].常州信息職業技術學院學報，2013（5）：23-25.
[2] 黃忠堂.串聯型穩壓電源的設計[J].廣西教育B（中教版），
穩壓電源范文3
電源是一切電子設備的基礎，沒有電源就不會有如此種類繁多的電子設備。中職學校電工電子專業的同學作為初學者首先遇到的就是要解決電源問題，否則電路無法工作、電子制作無法進行，學習就無從談起。
【關鍵詞】
直流穩壓電源 設計 優化 測評
【正文】
電子設備對電源電路的要求就是能夠提供持續穩定、滿足負載要求的電能，而且通常情況下都要求提供穩定的直流電能。另外，很多中職學校的電工電子專業初學階段首先遇到的就是要解決電源問題，否則電路無法工作、電子制作無法進行，學習就無從談起。下面我們就直流電源的基本設計問題進行探索。根據中職學生在校學習階段的實際需要，提出以下的設計任務和要求：
一、設計要求
1．輸出電壓可調：Uo= +3V ～ +9V
2．最大輸出電流：Io max= 800mA
3．輸出電壓變化量：ΔVop_p≤5mV
4. 穩壓系數：SV≤3×10-3
二、設計方案和論證
穩壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩壓電路四個部分組成，基本設計：
方案一：單相半波整流電路
傳統單相半波整流簡單，使用元件少，它只對交流電的一半波形整流，只要橫軸上面的半波或者只要下面的半波，所以整流效率不高，而且整流電壓的脈動較大，無濾波電路時，整流電壓的直流分量較小，Vo=0.45Vi，變壓器的利用率低。
方案二：單相橋式整流電路
使用的整流元件較全波整流時多一倍，整流電壓脈動與全波整流相同，每個元件所承受的反向電壓為電源電壓峰值。根據實際情況，綜合3種方案的優缺點:決定選用方案二。
三、各電路設計和參數估算
整流電路采用橋式整流電路，電路所示。在u2的正半周內，二極管D1、D2導通，D3、D4截止；u2的負半周內，D3、D4導通，D1、D2截止。
在設計時，常利用電容器兩端的電壓不能突變和流過電感器的電流不能突變的特點，將電容器和負載電容并聯或電容器與負載電阻串聯，以達到使輸出波形基本平滑的目的。選擇電容濾波電路后，直流輸出電壓：Uo1=(1.1～1.2)U2，直流輸出電流：
（I2是變壓器副邊電流的有效值。），穩壓電路可選集成三端穩壓器電路。
3．1集成三端穩壓器的選擇
三端可調式集成穩壓器內部含有過流、過熱保護電路，具有安全可靠，性能優良、不易損壞、等優點。其電壓調整率和電流調整率均優于固定式集成穩壓構成的可調電壓穩壓電源。LM317系列和lM337系列的引腳功能相同。
輸出電壓表達式為:
在式中，1.25是集成穩壓塊輸出端與調整端之間的固有參考電壓 ，此電壓加于給定電阻 兩端，將產生一個恒定電流通過輸出電壓調節電位器 ，電阻 常取值 。電路加入了二極管D，用于防止輸出端短路時10µF大電容放電倒灌入三端穩壓器而被損壞。
LM317其特性參數：
輸出電壓可調范圍：1.2V～37V
輸出負載電流：1.5A
輸入與輸出工作壓差ΔU=Ui-Uo：3～40V
能滿足設計要求,故選用LM317組成穩壓電路。
3．2電源變壓器的選擇
電源變壓器的作用是將來自電網的220V交流電壓u1變換為整流電路所需要的交流電壓u2。電源變壓器的效率為：
由于LM317的輸入電壓與輸出電壓差的最小值 ，輸入電壓與輸出電壓差的最大值 ，故LM317的輸入電壓范圍為：
即
，取
變壓器副邊電流： ，取 ，
因此，變壓器副邊輸出功率：
由于變壓器的效率 ，所以變壓器原邊輸入功率 ，為留有余地，選用功率為 的變壓器。
3．3整流二極管和濾波電容的選用
由于： ， 。
IN4001的反向擊穿電壓 ，額定工作電流 ，故整流二極管
選用IN4001。
3．4濾波電容
根據，
和公式
可求得：
所以，濾波電容：
電容的耐壓要大于 ，故濾波電容C取容量為 ，耐壓為 的電解電容。
四、 原理圖和元件清單
1． 使用DXP2004設計總原理圖，然后由軟件自動生成的元件清單。
2． 元件需要三極管、二極管、電解電容、電阻、穩壓管、電位器若干。
五、安裝與調試(使用Multisim10調試)
按PCB圖，制作好電路板。安裝時，先安裝小元件，這樣方便元件的擺放，因此先安裝整流電路，再安裝穩壓電路，最后再裝上濾波電路。軟件如果沒有LM317元件，用LM117代替。模擬實驗中：
1. 電位器R2取最大值時，Uo=9.088V
2. 同理電位器R2取最小值時,Uo=2.983V
3. 電位器在0到10K之間，輸出電壓連續可調：約為3V~9V。
六、測試性能與分析
1．輸出電壓與最大輸出電流的測試
一般情況下，穩壓器正常工作時，其輸出電流I0要小于最大輸出電流，Iomax，取 ，可算出RL=20Ω，工作時 上消耗的功率為：
故 取額定功率為10W，阻值為20 Ω的電位器。
測試時，先使 ，交流輸入電壓為220V，用數字電壓表測量的電壓值就是Uo。然后慢慢調小 ，直到Uo的值下降5%，此時流經 的電流就是 ，記下 后，要馬上調大 的值，以減小穩壓器的功耗。當R5（RL）=20歐姆，Uo=8.78V, Io=438.979mA，同理Uo下降5%（8.332V）時，Io=846.644mA,即Iomax=Io.
2．紋波電壓的測試
用示波器觀察Uo的峰值，（此時Y通道輸入信號采用交流耦合AC），測量ΔUop-p
的值（約幾mV）。由示波器得出：ΔUop-p=106。845uV
3．穩壓系數的測量
按實際連接電路， 在 時，測出穩壓電源的輸出電壓Uo。然后調節自耦變壓器使輸入電壓 ，測出穩壓電源對應的輸出電壓Uo1 ；再調節自耦變壓器使輸入電壓 ，測出穩壓電源的輸出電壓Uo2。則穩壓系數為：
因為，在調試中，無法得到自耦變壓器，所以只能把電壓歸算到降壓器的輸出電壓(Ui):
U1=198V,Ui=10.8V,U1=220V,Ui=12.0V,U1=242V,Ui=13.2V
Ui=10.8V時，Uo=8.72V Ui=13.2V時，Uo=8.740V
所以，穩壓系數： =0.0022
結論：誤差在允許的范圍內，本設計已達到要求。
穩壓電源范文4
關鍵詞：直流穩壓電源；數字可調；STC89C52RC；LM317
1 概述
眾所周知，電源是所有電子產品中起著“心臟”作用的關鍵組成部件，一個“機體”能否正常穩定的工作，“心臟”的好壞起到了至關重要的作用[1]。隨著電子技術的發展，人們對電源性能的要求越來越高，不僅要求電源輸出直流穩定，更對其輸出電壓范圍的可調性與精度都要求甚高。相對于模擬可調，數字可調更加精確、便捷。故文章設計了一個數字可調直流穩壓電源，其具有精度0.01V的步進調制、范圍為1.25V-10.00V（可擴展）的直流電壓輸出、輸出誤差較小且具有帶負載和數碼顯示功能等特點。
2 總體設計思想及方案
本設計主要采用單片機AT89C52作為處理計算核心[2]，完成外部調節與控制。本系統主要由六個單元模塊組成，即電源模塊、按鍵模塊、單片機最小系統模塊、顯示模塊、線性電阻模塊和電壓輸出模塊。其連接原理框圖如圖1所示。其中電源模塊[3]采用7815與7805芯片分別產生15V和5V的電壓給其它模塊供電。輸出模塊采用LM317芯片構成，為了滿足LM317的工作特性[4]，故該系統必須為LM317增設一個輸入比較的線性電阻模塊。線性電阻模塊是由若干個阻值以2的指數倍增長的電阻串聯而成，它利用繼電器和單片機巧妙地將數字信號與模擬信號融合到一起，即線性電阻模塊的輸出電阻取決于單片機獲取的數字信號，從而可以使系統實現一定范圍內任意連續可調的電壓輸出。由于要對輸出電壓進行數字調節和顯示，因此還要增設按鍵模塊和顯示模塊。顯示模塊使用4個數碼管對所輸出的電壓進行顯示，而按鍵模塊使用4個按鍵組成，對單片機產生中斷信號，使單片機控制LED數碼管顯示，并且同時計算，控制線性電阻模塊的總電阻輸出，由于此阻值決定了電源系統最后的輸出電壓，從而實現輸出電壓與顯示電壓的一致。
3 主要單元模塊電路分析與設計
3.1 單片機最小系統模塊分析與設計
單片機最小系統在本設計中起到接收按鍵中斷信號，控制數碼管顯示并處理計算，改變線性電阻的輸出阻值等作用。該模塊電路是由復位電路、時鐘晶振電路、電平上拉電路和單片機芯片AT89C52組成。其中時鐘晶振電路使用12MHz的晶振，給單片機提供時鐘信號，而復位電路采用的是上電復位電路。AT89C52的P2.0到P2.7和P0.0到P0.3引腳連接在線性電阻模塊的12個繼電器開關上，P3.0到P3.2加上P1.7引腳連接在按鍵開關上，P3.3為外部中斷1下降沿觸發，綁在按鍵開關公共端，P3.4到P3.7引腳端連接在數碼管位碼上。
3.2 按鍵模塊分析與設計
按鍵模塊是用4個按鍵對單片機產生中斷信號來控制顯示模塊顯示和線性電阻模塊的阻值，以便實現輸出電壓的數字調節。此模塊設置的4個按鍵，其功能分別為：
KEY1：每按鍵一次加一，輸出電壓增加1V；
KEY2：每按鍵一次加一，輸出電壓減少0.1V；
KEY3：每按鍵一次加一，輸出電壓增加0.01V；
KEY_OUT：按鍵按一次，確認輸出電壓，使電阻模塊去匹配，使輸出與顯示值一致。
該按鍵電路是將一個外部中斷拓展成多個[5]。按鍵開關一端接地，另一端通過二極管與電阻接到Vcc上，二極管1N4007的管壓降為0.7V，端口8接到單片機外部中斷1上。按鍵沒有按下時端口4、5、6、7均為高電平，8也為高電平；每當按鍵按下，會將端口4、5、6、7對應接地，電平被拉低，8端口也會被拉低從而產生下降沿進入中斷從而改變顯示模塊和線性電阻模塊的值的變化。
3.3 電壓輸出模塊分析與設計
電壓輸出模塊主要采用LM317芯片完成轉換輸出。由于LM317芯片的輸入電壓一般要比輸出電壓高3V（即有3V的壓降），所以要求其輸入Vin接15V的電壓。LM317芯片輸出電壓取決于ADJ端口（1引腳）與V0端（2引腳）之間的電阻R12和1引腳所接的電阻R1，計算公式如（1）所示。
Vo=1.25*（1+R1/R12）+IADJ*R1 （1）
上式中，由于R12為定值電阻，所以輸出電壓僅僅決定于R1的大小。由于本設計產生的電壓在1.25V到10V之間，當Vo=10V時，根據式（1）計算出R1=（10/1.25-1）*512=3968Ω，由于R1來自線性電阻模塊的阻值，所以本系統的線性電阻模塊采用12位阻值以2的指數遞增的電阻串聯，可實現從1Ω到4095Ω之間的任何一阻值的選取，即可使系統得到范圍為1.25V到10V之間的任意電壓輸出。由式（1）還可以得到最小精度為1/512*1.25=0.0024V的調節，這樣就可滿足最小0.01V的步進調制了。
3.4 線性電阻模塊分析與設計
此模塊，前人大多使用變阻器調節或者數字模擬開關CD4066進行調節[6]，考慮到數字模擬開關存在著較大內阻（大約為50Ω左右）會對線阻總阻值產生較大影響，因此在本設計中，使用繼電器來代替數字模擬開關。又考慮到擔心單片機的輸出電流不夠無法驅動繼電器導通，于是給繼電器添加了一個三極管和一個放電二極管，利用三極管的導通截止特性來加大繼電器的驅動電流，以便使單片機可控[7]。也就實現了用數字信號來精確控制模擬電阻總阻值的效果。
每當繼電器部分電路接收到單片機傳輸過來一個高電平時，對應三極管導通，從而使繼電器導通，繼電器就將其并聯的電阻短接，使對應電阻可選擇性的接入串行電阻中，從而達到通過數字信號改變電阻總值的目的。例如，獲取的數字信號為000101101010B，則對應電阻為28+26+25+23+21=362Ω。
由于繼電器導通可認為導線直接連接幾乎沒有內阻，所以排出了由其內阻影響線阻總阻值的情況。由于此模塊中線性電阻采用阻值為1、2、4……2048Ω（阻值以2的指數倍增長）的12個電阻串聯而成，根據等比數列的求和公式可得到此模塊理論電阻取值范圍為1Ω到4095Ω，精度為1Ω。
4 軟件程序分析與設計
在軟件編程上，采用了中斷、延時和數組調用等功能。設定了一個按鍵為標志位，首先給4個數碼管賦予初值，當按鍵中斷信號來了，就可通過循環使LED數碼管在不停地掃描顯示，只有當按鍵標志位的中斷信號來到時，確認下數碼管顯示的數值，此時才使單片機內部進入計算階段，匹配出與之相應的線性電阻的12位二進制代碼，并行輸出，由于一位二進制數控制一個繼電器開關，那么就可得到線阻模塊最后與數碼管顯示匹配的串行輸出總阻值；再根據式（1）計算出LM317的輸出電壓V0，由于IADJ一般在0uA到100uA之內較小，故通常情況下是可以忽略的。但此設計中為了提高精度，不能忽略，因此在程序編寫上取個中間值50uA，如此在軟件上完成通關按鍵對顯示和電壓的控制與調配。
5 系統功能測試分析
5.1 軟件仿真測試
使用仿真軟件protuse7.10對電路系統進行理論仿真，得到的測試數據如表1所示。
由表1中的測試數據可以看出，該電源系統實現了輸出電壓在1.25V到10V的調節；由測試數據6和7可以看出，該電源系統還實現了精度為0.01V的電壓調節。
測試還得到：把輸出電壓任意調到5.25V，在其后接一個保護電阻，再繼續連接一個綠色LED時，該綠色LED燈能亮，說明該電源系統可以接負載。
5.2 實物電路功能測試
用UT39B型數字萬用表測試該電源電路的輸出，得到的測試數據如表2所示。
由表2中測試數據可以看出，當測試數據靠近電壓范圍的兩端時誤差相對來說較大，但是測試數據越距中間范圍時誤差越小，幾乎為零。究其原因，這與LM317的電壓輸出計算中的IADJ值有關。IADJ原為變值，而算法中使用的是一個中間值，因此存在這樣的波動誤差。由于總的平均誤差不大，是在誤差允許的范圍內，所以該電源系統的設計還是成功有效的。
6 結束語
測試結果表明，文中設計的數字可調直流穩壓電源的方案相比于市場上其他的方案，更具有控制靈活方便、調節精度細、顯示誤差小、工作比較穩定等優點，故使用價值更高。當然，該設計也存在功能需要進一步提升的地方，比如如何可以更簡便地擴大電壓輸出范圍，算法計算如何更精確來減小顯示誤差等問題仍需進一步完善?？傊?，設計高性能的電源是市場所需。
參考文獻
[1]周國雄，晏密英.一種輸出可調智能開關穩壓電源設計[J].微計算機信息，2008，24（34）.
[2]趙建領.51系列單片機開發寶典[M].北京：電子工業出版社，2007，1.
[3]陳念軍，胡榮強，等.基于單片機控制的輸出連續可調開關電源的設計[J].電氣應用，2006，25（4）.
[4]王港元.電子設計制作基礎[M].南昌：江西科學技術出版社，2011，9.
[5]張占松，蔡宣三.開關電源的原理與設計[M].北京：電子工業出版社，2004，9.
[6]李一鳴.基于數字控制的開關電源設計[J].吉首大學學報（自然科學版），2009（6）.
[7]鄭鋒，王巧芝，等.51單片機運用系統典型模塊開發大全[M].北京：中國鐵道出版社，2013.
穩壓電源范文5
關鍵詞：電子設備；電壓；變化
1 技術與指標
電壓的不穩定有時會造成許多不良影響，如電壓不穩定產生的測量和計算誤差，引起控制裝置的工作不穩定，甚至根本無法正常工作。因此，為了減小或者避免上述影響，合理的設計出穩壓電路是很有必要的。主要技術指標和要求：
（1）輸出直流電壓UO的調節范圍為3-12V，且連續可調；
（2）最大輸出電流小于200mA；
（3）穩壓系數Sr
（4）能起到過流保護的作用。
大多數直流穩壓電源包括變壓、整流、濾波和穩壓這四個部分。本方案也從這四個部分著手，其中，整流電路選用了單相橋式整流電路，濾波部分選用電容濾波器，穩壓環節則采用三端可調集成穩壓器W117。
2 總體設計方案論證及選擇
2.1 降壓電路
電源變壓器的是變換交流電的靜止電氣設備，用來改變交流電壓到所需電壓值。實際上，理想變壓器有P1=P2=U1I1=U2I2。
根據U2/U1=N2/N1，變壓器通過改變次級線圈的匝數改變次級電壓，由于變壓器材料存在著鐵損與銅損，所以它的輸出功率略小于輸入功率。但可以方便的實現所需電壓的獲得。另外，電源變壓器用途廣泛，變壓穩定，市場購買方便。綜上分析，我們選用電源變壓器來實現降壓功能。將220V的電網電壓轉換成我們所需要的電壓以起到降壓的作用。由變壓器效率？濁=P2/P1，再根據性能指標要求：UOmin=3V，U0max=12V，選用功率為10W的變壓器。
2.2 整流電路
整流電路采用互接成橋式結構的四個單向導通二極管組成。利用二極管的單向導通作用，在交流輸入電壓U2的正半周內，兩個正向二極管導通，反向二極管截止，在負載RL上得到上正下負的輸出電壓；在負半周內，正好相反，正向二極管截止，反向二極管導通，流過負載RL的電流方向與正半周一致。因此，無論在正半周還是在負半周內，整流電路都能是負載上產生變相不變的脈動直流電壓。
單向橋式整流電路中的二極管安全工作條件為：
（1）二極管的最大整流電流必須大于實際流過二極管的平均電流。
2.3 濾波電路
電路工作原理：設變壓器次級電壓U2的波形為正弦波形，由于采用全波整流的方式，因此在波形的正半周期和負半周期，電源電壓U2均能既對RL供電又對電容C進行充電。
現U2按正弦規律上升，當次級電壓U2高于UC時，二極管導通，在給負載供電的同時也給電容器C進行充電。隨后，U2按正弦規律下降，當U2低于UC時，二極管截止，電容C又經RL放電。另外，當U2先按正弦規律下降再按正弦規律上升即在負半周期時會得到與正半周期相同的充放電情況。因此，在正弦波電壓U2的作用下，電容不斷進行充放電，從而得到一近似于鋸齒波的電壓UL=UC，是負載電壓逐步趨于穩定。
通過以上的分析，我們得到有關電容濾波電路的如下結論：
（1）電容放電速度的快慢取決于RLC，RLC大則放電速度慢，負載電壓產生的電壓波動小，負載電壓趨于平穩。
2.4 穩壓電路
單片集成穩壓電源不但克服了穩壓二極管的缺點，而且具有較小體積、較高的可靠性、價格低廉等優點。
本課題選用三端可調集成穩壓器W117來調節輸出電壓。
其中Ci用來與電感效應相互抵消，消除自激振蕩以保護電路穩定電壓，這里取0.3。
C0用來消除輸出電壓“毛刺”，進一步完善并調整輸出電壓，這里取1。
3 方案的原理框圖
4 總體電路圖
通過上述總體方案的論證，我們選用電源變壓器來實現降壓功能，整流電路選用單相橋式整流電路，濾波部分選用電容濾波器，穩壓環節則采用三端可調集成穩壓器W117。
參考文獻
[1]劉全忠.電子技術[M].2版.北京：高等教育出版社，2004.
[2]秀，張伯堯.電工電子學[M].2版.北京：高等教育出版社，2004.
[3]孫駱生.電工學基本教程[M].4版.北京：高等教育出版社，2008.
穩壓電源范文6
關鍵詞 LM5117；降壓型開關穩壓電源；閉環控制
中圖分類號：TN492 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2017）06-0036-03
Abstract This system design chooses LM5117 chip and CSD18532-KCS MOSFET of TI Company as control core voltage stabilizing system， and builds a stable and efficient buck type DC switching power supply. It uses the closed-loop feedback control voltage， im-proving the stability of output voltage. Design reduces the output ripple voltage， selecting the appropriate switching frequency com-pensation and loop network to enhance the stability and load capa-city， make output voltage more stable.
Key words LM5117； Buck DC； feedback control
1 引言
開關電源憑借其相對于線性電源的體積小、效率高、可靠性強的優點，在越來越多的場合得到應用。傳統的PWM開關電源電路結構復雜，開關頻率低，電源功耗高，紋波系數大。隨著對開關電源性能要求的不斷提高，傳統的PWM開關電源逐漸不能滿足性能要求，隨著半導體技術的迅猛發展。模塊化的開關電源控制芯片的優越性能得到越來越廣泛的應用，工作頻率高，紋波系數小，帶負載能力強，便于調試。TI公司生產的軍工級新型同步降壓控制器LM5117就是優秀代表。
2 LM5117介紹
LM5117是一款同步降壓控制器，適用于高電壓或各種輸入電源的降壓型穩壓器應用。其控制方法基于采用仿真電流斜坡的電流模式控制。電流模式控制具有固有的輸入電壓前饋、逐周期電流限制和簡化環路補償功能。使用仿真控制斜坡可降低脈寬調制電路對噪聲的敏感度，有助于實現高輸入電壓應用所必需的極小占空比的可靠控制。LM5117的工作頻率可以在50～750 kHz范圍內設定?？衫米赃m應死區時間控制來驅動外部高邊和低邊NMOS功率開關管（《LM5117技術手冊》）。
3 方案描述
為滿足題目要求，本系統能夠處理兩種輸入信號：16 V直流輸入電壓、外部負載R。通過人工方式在兩種輸入信號之間進行功能的切換，然后通過LM5117為核心的穩壓電路，分別實現16 V輸入、5 V恒壓輸出，負載R可變輸入、1～10 V電壓輸出這兩種功能。同時利用采樣電阻采集電流信號交給比較器控制，進行過流保護，提高系統可靠性。整體設計框圖如圖1所示。
4 方案設計
降低紋波 本系統采用加強輸入輸出的LC濾波網絡，輸入輸出信號在送到對應端口之前均采用多個電容并聯，大大降低紋波電壓；輸出端的LC濾波網絡選用較小電感（10 μH），降低電路功耗，有助于提高電源效率；輸出端采取C1和R21阻容吸收網絡，消除尖峰[1]。
負載R檢測 本系統使用LM358構成的恒流源電路[2]，將負載R的阻值轉化成電壓差分信號送入INA118儀表放大器進行放大，經恒流源轉化后差分信號Ud與負載阻值R之間滿足題目要求計算公式：Ud=R/1k（V）。
Ud被放大后通過運放，成為VOUT輸出。
負載R檢測如圖2所示。其中，U1A構成恒流源，RL為待測負載R（仿真電路中條件RL=5k），U2的INA118P為儀表放大器[3]，處理恒流源轉化的電壓差分信號R3/R5和R6/R4分別構成的分壓電路和比例電路。
穩壓控制 本系統采用以LM5117芯片為核心的穩壓電路，內部高增益誤差放大器產生一個與FB引腳電壓和內部高精度0.8 V基準之差成正比的誤差信號。選取合適的RCOMP、CCOMP和CHF構成π型環路補償元件，連接至COMP引腳的誤差放大器。選取合適的反饋調節網絡，使輸出電壓穩定到需求值[4]。
過流保護 LM5117芯片的UVLO端口是欠壓鎖定編程引腳。當UVLO引腳低于0.4 V時，穩壓器處于關斷模式，所有功能被禁用。如果UVLO引腳電壓高于0.4 V并低于1.25 V，穩壓器隨VCC穩壓器運行而處于待機模式，此時SS引腳接地，且HO和LO輸出端不會切換。決定利用這一特性，使工作電流超過額定電流時強制拉低UVLO口的電壓至0.4 V～1.25 V之間，將LM5117芯片置于待機狀B。
采集輸出電流，將取樣電壓與達到額定電流時的電壓進行比較，將比較結果使用CD4013進行鎖存，并反接肖特基二極管SS14，使過流時的UVLO端口鉗位到0.7 V，達到過流保護的效果[5]。過流保護如圖3所示。主電路整體原理圖如圖4所示。
5 測試方案與測試結果
首先，將本系統與外部直流電源相連接，調節直流電源輸出電壓，使得系統輸入UIN=16 V，保持恒定。調節負載大小，當IO=0.2IOMAX，記錄UO，即為輕載輸出電壓；當IO=IOMAX，記錄UO，即為滿載輸出電壓，計算負載調整率SI。
其次，調節直流電源輸出電壓，當系統輸入UIN=13.6 V和UIN=17.6 V時，分別記錄UO13.6V、UO17.6V，計算電源電壓調整率SV。
再次，調節直流電源輸出電壓，使得系統輸入UIN在13.6～17.6 V范圍內變化，在其中選取5組不同輸入電壓值進行測量。記錄不同輸入電壓UIN分別對應的輸入電流IIN、輸出電壓UO以及輸出電流IO，計算轉換效率η。
最后，調節直流電源輸出電壓，使得系統輸入UIN=16 V，保持恒定。改變外接待測電阻R大小，測量并記錄不同阻值下對應的輸入電流IIN、輸出電壓UO以及輸出電流IO，計算轉換效率η。
測試結果如表1～表4所示。
經測試，本系統能夠完成題目所有的設計性能要求。并且在負載調整率及轉換效率方面均優于設計要求。
6 結論
通過一系列功能測試，本系統以LM5117為核心設計穩壓電路，實現16～5 V的DC-DC電壓變換，同時能夠檢測外接負載R大小并根據一定的公式調節輸出電壓。經測試，系統能夠實現所有要求，并提高電源效率達到91%以上，負載調整率降至0.4%，同時將紋波電壓峰峰值控制在20 mV
以內，是一款性能優良的降壓型直流開關穩壓電源。
參考文獻
[1]童詩白.模擬電子線路[M].北京：清華大學出版社，1996.
[2]姚福安，徐向華.電子技術實驗課程設計與仿真[M].北京：清華大學出版社，2015.
[3]陳大欽，羅杰.電子技術基礎實驗[M].3版.北京：高等教育出版社，2008.