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直流穩壓電源設計要求范文1
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）04-0163-02
在電力電子技術的不斷發展與技術革新下，開關型直流穩壓電源以其自身的工作表現與其可靠性成為我國電力系統中廣泛使用的一種設備。在實際應用中，開關型直流穩壓電源自重輕，工作內故障低，工作效率高，且其性價比占優勢，并具有功耗曉得良好表現。相比于其他開關型電源，開關型穩壓電源應用范圍廣，競爭力強，特別是對于粒子加速器等電源應用范圍來說，開關型穩壓電源具有著良好的專業性與穩定性。通過對于開關型穩壓電源的技術標準研讀與相關的影響因素分析，目前此類技術研究區域人員都是采用移相控制橋來對DC/DC變換小信號模式進行開關型穩壓電源的電路設計。
1.對于動態小信號模型的相關闡述
對于動態小信號模型來說，不同的模型選取進而得到的設計結果都會存在差異。所以，在模型的選取上，應根據其實際情況進行分析與配置。對于開關電源來說，其本質是作為一個非線性的控制對象在進行工作，如果要對其進行成功的設計與分析，那么在進行指導建模時，應以近似建立在其穩態時的小信號擾動模型為依據。這一思路一方面取決于小信號擾動模式穩態時具有與設計目標相近的工作表現；另一方面也是由于這樣的模型對于大范圍擾動時的擬態不夠精準，會造成相應結論的誤差或偏差?；诖?，以小信號擾動模型來進行開關型穩壓電源的電路設計是保證其最終設計結果滿足設計要求的必要條件。
2.開關型穩壓電源的相關性能指標
2.1性能指標之穩定性。通過相關數據與實踐結果研究表明，在不同的開關型穩壓電源系統設計下，會產生不同程度的魯棒性。而在暫態特性方面，其表現也會相應提高。但對于直流新穩壓電源來說，其系統下對于增益余量的要求是大于或等于40dB，對于相位余量的要求則是大于或等于30dB。
2.2性能指標之瞬間響應指標。當開關電源處于非穩定狀態下，由于其所受的干擾，輸出量會出現相應的抖動現象。且其抖動量會隨著其干擾而變化，當干擾停止時，則其最終也會回到穩定值，基于此，在對開關型穩壓電源進行這方面的性能指標確定時，是以過沖幅度與動態恢復時間的長短來衡量其系統的動態特性的。在此定義下，瞬態響應指標內容主要是表現為，如果穿越頻率越高，則其系統恢復到動態平衡點的時間就越短，另一方面，系統在干擾情況下所表現的過沖幅度與其相位余量呈相關性。
2.3性能指標之電源精度。在電源精度方面，其控制要求嚴格，一般其最終的電源精度誤差需要控制在設計目標的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，必須通過濾波器進行控制。而低頻紋波則是受到電網波動的影響，必須通過系統的負反饋來進行控制。
3.關于開關型穩壓電源的電路設計
3.1關于系統下的補償網絡與相關相關設計應用。目前來說，對于開關型直流穩壓電源系統來說，其補償網絡是通過PI或者PID的算法來設計與制作的。也就是說，PI調節器的主要作用是對抗高頻紋波影響，也就是提高系統對于高頻干擾能力的抵抗性，但對于PI調節器來說，動態性差的缺點是無法忽視的。目前來說，實際應用中通過引入微分算法后可以有效提高系統的響應速度。但其缺點也顯而易見：一方面是由于零點的大量引入直接造成系統對于高頻信號的敏感度大幅度提高，放大器在此情況下，很容易產生堵塞現象；另一方面則是當開關紋波的放大倍數得到增大時，放大器也會隨之進入非線性區，這結果只會造成整個系統的不穩定。目前來說，對于這些缺陷是以超前滯后的方法來進行補償的。
3.2關于開關型穩壓電源的電路設計原理
3.2.1理想性技術指標如下：（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區間變化時，輸出電壓相對變化量應小于2%；（4）輸出電阻R0
3.2.2關于開關型穩壓電源的基本工作原理。當線性自流穩壓電源處于低頻率工作狀態下時，那么調整管的工作由于其體積大，則其效率相應低，但當其調整管工作處于開關狀態下時，那么其的工作表現就為體積小，效率高。
3.3開關型穩壓電源的電路設計探究。從以上論述可以看出，開關型直流穩壓電源系統其低功耗的特點是由于晶體管位于開關工作狀態下時，對于功率調整管的功耗要求低。特別是對于理想狀態下的晶體管來說，當其處于一種截止狀態時，晶體管所經過的電流為0，相應的功耗也就為0；另一方面，由于開關型穩壓電源系統的穿越頻率較高，所以對于電路的動態響應速度得以提高，而且整個系統的響應速度不受低通濾波器的影響；另外，相對于直流470V的電壓來說，并環穿越頻率遠未達到這一頻率，輸出只為48V，特別是其電壓穩定性方式，經過測試，其低頻紋波穩定率都在0.996以上，完全滿足了設計要求。
4.結語
綜上所述，在進行開關型穩壓電源的電路設計時，小信號的模型選擇是關鍵點。為了進一步提高開關型穩壓電源系統的穩定性，超前滯后網絡補償原理有效地彌補了精度電源的紋波限制高的問題。通過實踐也表明，開關型穩壓電源的適用性非常強，必將為人們生活提供更好的服務。
參考文獻：
[1]湯世俊.淺談高性能開關型直流穩壓電源[J].學術探討，2011，（10）.
[2]樊思絲.高性能開關型直流穩壓電源的設計探究[J].企業技術開發，2011，（03）.
[3]王滔.開關型穩壓電源[J].科技風，2012，（11）.
直流穩壓電源設計要求范文2
關鍵詞： 電子負載； 負載調整率； 自動測試； 小功率直流穩壓電源
中圖分類號： TN710?34； TP274 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）10?0159?03
0 引 言
電子負載具有體積小，調節方便，工作方式靈活，性能穩定，精度高等優點，被廣泛應用于電源類產品和各類電子元器件的實驗、測試、檢定和老化環節[1]。該方案基于51單片機，設計了一種智能電子負載，與其他同類設計[1?7]相比，具有直流穩壓電源負載調整率自動測試功能。
1 系統原理
整個智能電子負載系統由單片機、恒流控制電路、功率負載器件、電壓電流檢測電路、過壓保護、供電電源等構成，系統原理框圖如圖1所示。
2 硬件電路設計
2.1 恒流及電壓電流檢測電路
2.2 模/數、數/模轉換電路
為了使系統達到一定的精度，且節省單片機I/O口資源，分別選用12位串行模/數、數/模轉換器，分辨率達[212=4 096]。[U1]，[U3]分別為模/數、數/模轉換器提供穩定的參考電壓。模/數轉換器選用TCL2543[8?9]，數/模轉換器選用TCL5618[10?11]。
2.3 過壓保護電路
3 系統程序設計
系統程序采用模塊編程、主程序調用各模塊的方式實現。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、負載調整率自動測試、按鍵檢測、顯示驅動等模塊組成。
4 結 語
以51單片機為主控芯片設計了一種新型智能電子負載，使運算放大器工作在深度負反饋條件下實現功率負載恒流，選用12位串行的模/數和數/模轉換器，設計過壓過流保護電路，通過軟件編程實現直流穩壓電源負載調整率自動測試功能。實際設計與制作表明，該方案滿足設計要求。
參考文獻
[1] 丁銳霞，馬秀坤.基于Atmega16的智能電子負載設計[J].山西師范大學學報：自然科學版，2008，22（2）：24?27.
[2] ，李家武.基于ARM 的實時調整型電子負載的設計與實現[J].計算機測量與控制，2008，16（9）：1295?1297.
[3] 楊振吉，付永杰.電子負載的設計[J].計量技術，2003（5）：24?25.
[4] 王子劍，孔峰.基于DSP的數字電子負載控制器設計[J].計算機技術與發展，2012，20（2）：241?244.
[5] 蔣益飛，周杏鵬.基于STM32直流電子負載的設計與實現[J].儀器儀表用戶，2012，19（3）：68?70.
[6] 張勝高，張慶范，王思堯，等.基于TMS320F28335的恒流型饋能式電子負載的設計[J].電子設計工程，2012（10）：103?109.
[7] 朱金剛.智能電子負載的設計[J].實驗技術與管理，2006，23（6）：26?29.
[8] 魯成杰，惠力，楊英.C51環境下TLC2543的軟件設計[J].山東科學，2010，23（5）：100?106.
[9] 葉鋼.基于TLC2543數字電壓表的設計[J].數字技術與應用，2011（10）：59?62.
直流穩壓電源設計要求范文3
[關鍵詞]單片機 直流穩壓源 智能化電源 閉環控制
[中圖分類號]TM[文獻標識碼]A[文章編號]1007-9416(2010)03-0034-02
直流穩壓電源作為電氣設備及其控制系統的主要電源系統,在實際生活中被廣泛的應用于電力電子教學、電氣設備開發研究等工程領域。傳統直流穩壓電源由于受技術條件的影響,普遍存在功能簡單、調節誤差大、干擾大、接線復雜、體積大等問題。傳統直流穩壓電源對輸出電壓通常采用粗調的方式來完成,調節精度不高,當需要輸出電壓在一個很小范圍內進行調節時,傳統的直流穩壓電源就難以辦到,嚴重影響了穩壓電源的使用范圍。基于單片機的智能高精度直流穩壓電源,結合了最先進的單片機控制技術采用高性能基準穩壓電力電子元件,穩壓調壓精度高而且抗干擾能力強,克服了傳統直流穩壓源的缺點。同時整個控制系統具有完善的保護電路,大大提高了設備的使用壽命。隨著電力電子技術的成熟,單片機價格越來越經濟,且集成度相當高,大大減少了直流電源系統開發成本,具有明顯的工程實際應用價值。
1 系統硬件設計
1.1 系統總體結構
單片機控制的直流穩壓電源以AT89S52單片機作為整機的核心控制單元,經過調節AD7543的輸入電壓數字量來控制系統的輸出電壓,本系統具有可預置電壓和步進調節電壓的特性,而且整個電壓調節步進值達到0.1V的小范圍。此系統具有自我檢測功能、短路保護等故障處理技術。整個系統的工作原理框圖如圖1所示。
從圖1可以看出,整個系統包含變壓整流單元、鍵盤預設電壓單元、濾波電路單元、電流檢測短路保護單元、電壓反饋單元等多個部分組成。為了使系統能夠具備自動采樣檢測實際輸出電壓值的大小,可以通過電壓取樣及電壓調節回路,實時對電壓進行采樣,并經過相應的比較放大電路直接控制單片機內部系統程序進行相應的電壓調節,保障輸出直流電壓的穩定,然后經過八段式數碼顯示管進行數據處理及顯示相應的系統輸出電壓值。單片機在得到電壓取樣數據后,通過數字信號處理中心,獲得相應的控制策略,可以通過兩個驅動電路,對不同的輸出電壓值采取不同的控制策略。當電流檢測回路發現系統中電流過大時,就直接將信息反饋給驅動電路和單片機系統,控制電路調整進行自動短路保護。利用單片機為核心處理控制器的穩壓電源系統整體設計方案比較靈活,合理利用軟件編程控制方法來解決電壓值的預置以及輸出電壓的步進控制,比傳統滑檔控制更加精確可靠。由于單片機是一種電子產品的集成系統,可以大大地減少直流電壓源系統內部的硬件回路,且采用較為先進的電子器件,系統的相應時間和誤差都在有效的控制范圍,大大擴大了穩壓電壓源的使用范圍,在穩壓源系統中得到了廣泛的推廣。
1.2 數控部分
單片機AT89S52作為整個穩壓系統的控制核心主要完成電壓輸出值的采樣判斷、鍵盤電壓預設控制、控制驅動電路進行電壓調節、輸出電壓值數字顯示、系統短路自動檢測保護及其他輔助功能。
為了實現系統的人機對話功能,本系統采用10個數字電壓預設按鍵和兩個步進(“+”,“-”)按鍵,為了避免有些其他未考慮功能按鍵的使用,最終選用具有16按鍵的輸入鍵盤實現整個系統的人機交互控制電路。輸出電壓值顯示部分采用8位8段式LED數碼管,數顯LED管現在已經很成熟,易于同其他設備進行數據交換,可以直接與單片機輸出相連。但是本系統單片機作為系統控制核心,數顯單元只是單片機控制的一個點,且單片機I/O端口總數目有限,必須采用擴展電路來控制數顯部分,因此為了優化系統,采用一片8155作為單片機系統的外部擴展接口電路,實現16個鍵盤的通信接口與LED數顯的通信接口。鍵盤及數顯接口單片機擴展電路如圖2所示。
1.3 電壓取樣及電壓調節
為了提高輸出電壓的精度,保證電源穩定運行,利用電壓取樣單元對電源輸出電壓進行檢測,得到一個電壓信號的反饋電壓。為了提高單片機控制系統的整體精度和靈敏度,將采樣數據經過比較放大電路,利用一級運算放大器將采樣電壓進行放大,再送給單片機系統進行相應的數據處理。
1.4 電源方案
采用78系列三端穩壓器件作為控制核心單片機及系統各功能芯片的動力源,通過輸入電源的全波整流,獲得可靠的穩壓供電電源。
1.5 過流報警功能
為了提高單片機控制系統的安全可靠性,提高單片機數控直流電壓源的人性化服務。利用電流檢測回路檢測系統中的電流值,當電流大于系統設定值時,通過單片機系統自動保護跳閘,實現保護貴重電氣設備的功能,并可以通過相應的蜂鳴器報警,提醒工作人員對相應的設備進行檢查看修。
2 軟件設計
在實際硬件電路搭配完成后,為了有效地減小紋波電壓,保證供電可靠性,本系統采用軟件編程方法實現去峰值數值濾波,以減小外界環境干擾對輸出電壓的影響,數據取樣分析判斷是整個濾波系統的中心部分,取樣的準確性與否直接影響系統的整體控制。為了保證取樣的可靠性,在整個系統的軟件設計中設置了電壓采樣主程序和鍵盤輸入中斷子程序,相應的流程圖見圖3和圖4所示:
程序運行后,單片機系統就自動開始檢測是否有鍵按下,若有鍵盤觸發脈沖,則進入電壓預設按鍵功能程序。LED數碼管顯示部分就開始自動動態定時掃描數據,達到系統CPU資源得到充分利用。單片機系統不斷通過取樣電路采集系統輸出電壓數據,經過比較放大和相關分析判斷,然后通過單片機系統發出增減命令對實際輸出電壓進行相應的校正,控制輸出電壓源保持電壓恒定。
3 數據分析
把系統相關的硬件和軟件設定完成后,對裝置進行相應的檢測,其檢測結果數據如表1所示:
從表1中可以看出,基于單片機的直流穩壓電源系統可以有效的保障輸出電壓的穩定,系統整體誤差在10-2量綱級內,誤差相當小,完全滿足穩壓電源的要求。
4 結語
以AT89S52單片機為核心設計的一種智能穩壓電壓源系統,有效保證電氣設備的安全穩定運行。系統輸出電壓采用數顯和鍵盤輸入控制,提高了電源的人性化服務?；贏T89S52單片機的一種穩壓電壓源系統系統集成度高、可靠性強、具有自我故障檢測保護功能,具有良好的實用價值。
[參考文獻]
[1] 李全利.單片機原理及應用技術[M].北京高等教育出版社,2004.
[2] 陳太洪.基于LM399的高精密度穩壓電源[J].工礦自動化,2006,(02):66-72.
[3] 吳恒玉,唐民麗,何玲,黃果,韓寶如.基于89S51單片機的數控直流穩壓源的設計[J].制造業自動化.2010,32(01):95-96.
[4] 陳偉杰,張虹.基于混合最優算法的高精度數控直流電源設計[J].中國集成電路,2008,8(06):48-52.
直流穩壓電源設計要求范文4
[關鍵詞]穩壓 連續可調 電源設計
一、幾種設計方案及分析
(1)晶體管串聯式直流穩壓電路。該類電路中,輸出電壓UO經取樣電路取樣后得到取樣電壓,取樣電壓與基準電壓進行比較得到誤差電壓,該誤差電壓對調整管的工作狀態進行調整,從而使輸出電壓發生變化,該變化與由于供電電壓UI發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(穩壓值)。在基準電壓處設計輔助電源,用于控制輸出電壓能夠從0 V開始調節。
分析:單純的串聯式直流穩壓電源電路很簡單,但增加輔助電源后,電路比較復雜,由于都采用分立元件,電路的可靠性難以保證。
(2)采用三端集成穩壓器電路。一般采用輸出電壓可調且內部有過載保護的三端集成穩壓器,輸出電壓調整范圍較寬,設計電壓補償電路可實現輸出電壓從0 V起連續可調,因要求電路具有很強的帶負載能力,可用軟啟動電路以適應所帶負載的啟動性能。
分析:該電路所用器件較少,成本低且組裝方便、可靠性高。在實際中,如果對電路的要求不太高,多采用此設計方案。
(3)用單片機制作的可調直流穩壓電源。電路可通過AT89CS51單片機控制繼電器改變電阻網絡的阻值,從而改變調壓元件的參數,使用軟啟動電路,獲得3～26V,驅動能力可達1.5A,同時可以顯示電源電壓值和輸出電流值的大小。
分析:該電源穩定性好、精度高,并且能夠輸出±26V范圍內的可調直流電壓,且其性能優于傳統的可調直流穩壓電源,但是電路比較復雜,成本較高,使用于要求較高的場合。
二、實現方案
1.原理分析
①采樣電路:分別由滑動變阻器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,放大后控制調整環節,取樣電壓VE為:
在正常情況下,取樣電壓可近似等于基準電壓則有:
改變取樣電路的分壓比,就可以調節V0的大小。即調節滑動變阻器R5的大小,改變輸出。
②基準電壓:基準電壓是一個穩定度較高的直流電壓,利用發光二極管(綠色)的正向電壓特性,起“穩壓”作用。當二極管的正向電流ILED2變化不大時,其正向壓降VLED2≈1.9V比較穩定。用以作為調整比較的標準,R3是穩壓管的限流電阻。LED2兼做電源指示。
③比較放大電路:比較放大器是一個直流放大器,由VT3構成。將取樣電壓VE與其準電壓VLED2進行比較,二者的差值經T3放大后,控制(VT1、VT2)的調整管,用以穩壓輸出。
④調整電路:調整電路是穩壓電源的核心環節,輸出電壓的穩定是通過調整管的調節作用來實現的。穩定電路輸出的最大電流也主要取決于調整電路。所以調整管使用的參數不應超過器件的極限數據。
由電網電壓的波動或負載電流發生變化而使輸出電壓V0發生變化時,則有T1的自動調節,其穩壓過程:
當V0VEVB3IB3IC3VCE3(VBE2)IB1IC1VCE1V0
從而使V0基本不變。
⑤過載保護電路:串聯調整型的穩壓電源和負載是串聯的,當負載電源過大或短路時,大的負載電流和短路電流全部流過調整管,此時負載端的壓降小,幾乎全部的整流電壓Vc加在調整管的c和e的極之間。使調整管的βVce0、ICM、PCM超過正常值。調整管會很快燒壞。R2和LED1組成的過載及短路保護電路,因串聯調整型的穩壓電源調整管和負載是串聯的,當輸出過載(輸出電流過大),電阻R2上的壓降VR2增加到一定值后LED1導通,使調整管VT1、VT2的基極電流不再增大,限制了輸出電流的增加,起到限流保護作用。
附加功能:
(1)充電功能
本基礎電路的輸出端(可看作C3兩端)即可實現對電池等的充電功能。通過調節滑動變阻器R5的阻值,可實現對不同型號電池的充電功能。
(2)放大部分
將電壓放大,由于放大器最大輸出電壓的限制,故采用兩個放大器,兩放大器輸出電壓大小相等、符號相反。
(3)D/A轉換電路(數模轉換器)
D/A數模轉換電路一般采用DAC0832集成芯片
輸入用脈沖觸發。具體在本文后面有介紹。
2.電路圖(略)
三、電路參數設計
1.主要技術指標。(1)輸入電壓:AC: 0～220V。(2)輸出直流穩壓(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,故障消除后自動恢復。(5)充電穩定電流:60mA(±10%),充電時間10-12小時。(6)工作溫度范圍:TA=0～50℃。
2.極限參數?？梢暰唧w情況而定。
3.電路參數(略)
四、問題及展望
1.輸出電壓Vo達不到要求的26V。在電路后增加兩個運放組成放大裝置來解決問題。同時增加電阻,這樣輸出電壓和輸出電流就都達到了實驗要求。
2.為使設計更加實用,要使得輸出的電壓更方便于他人,欲加裝DAC芯片使模擬信號轉變為數字信號,設計中也有涉及。
3.數碼管顯示數值停留在0不發生變化,這是因為放大電路中運放等的延遲作用!在延遲作用下,輸出電壓要經過一定時間的緩慢增加,然而DAC芯片卻在剛有電壓時觸發燈就亮了,即數碼顯示管數值定在00不再發生變化。將DAC的觸發電平換成脈沖觸發,就能使數碼管“動”起來。
4.但是DAC電路中仍有不足,是顯示數碼管顯示的是十六位進制的數轉化為二進制的數,有待進一步的研究和設計。
參考文獻:
直流穩壓電源設計要求范文5
關鍵詞：數字芯片 控制 直流電源 設計
中圖分類號：TN79 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）08-0135-02
當前各種電子電器已進入千家萬戶，廣泛應用于我們的生活、工作、科研以及各個領域，而各種電子電器的電源電壓不盡相同，為了便于調試、檢測和維護，廣大電子愛好者和電器維修人員就需要調節方便、能輸出多種電壓的直流電源，一般直流穩壓電源由降壓電路、整流電路、濾波電路和穩壓電路四部分組成。本文介紹的是一種由一個按扭控制可多檔輸出的直流穩壓電源，由于篇幅的限制，只介紹多檔控制穩壓電路的工作原理。該穩壓電路由三端穩壓電路、消抖輸入電路、多檔編碼電路、譯碼驅動電路、電阻控制電路和提示電路六個部分組成。
1 三端穩壓電路
由文獻（1）可知，可調三端穩壓應用電路如（圖1）所示，其輸出電壓表達式為。
由此式可知，當R1不變，改變R2時，即可改變U0。根據這個原理，可設計出如（圖2）所示的多檔（最多可設計16檔）輸出直流穩壓電路。
2 消抖輸入電路
由K構成開關消抖動輸入電路，其中U4A、U4B可采用四2輸入與非門CC4011，它們構成一個RS觸發器。這樣每按放一次按扭開關K，就可以輸出一個脈沖信號，該脈沖信號可作為多檔編碼電路的輸入信號。
3 多檔編碼電路
多檔編碼電路由組成，其主要功能是用二進制碼代替相應的各檔輸出電壓進行輸出，這里采用N進制計數器作為多檔編碼電路。對于具有異步置數功能的計數器，應將狀態反饋，作為置數控制信號[2]（即）。其中為初態（本電路初態設置為），N為檔位數，也就是說圖2中（可用雙4輸入與非門）的輸入端A、B、C、D可根據實際電路情況分別接到U2（計數器CC40193[3]）反饋狀態Si+N中輸出為“1”的輸出端，當然，如果中輸出為“1”的個數少于4，則可把U3多余的輸入端并接在一起，也可將U3換成輸入端個數與中輸出為“1”的個數相等的與非門。比如：如果要使UO在1.5V、3V、5V、6V、9V間循環輸出，那么就有5個檔位，即N=5，則反饋狀態為，。因為中輸出“1”的個數只有兩個，則可把U3的輸入端A、B并接到U2的輸出端Q2，U3的輸入端C、D并接到U2的輸出端Q0。另一種方法是將U3換成2輸入端的與非門（可用CC4011），然后將其兩個輸入端分別接到U2的輸出端Q2、Q0即可。這樣在輸入脈沖信號的控制下，U2便可循環輸出二進制碼，代替了輸出電壓UO。
4 譯碼驅動電路
選用四位鎖存4線—16線譯碼器進行譯碼驅動，其主要功能是對多檔編碼電路送來的二進制碼進行譯碼，為電阻控制電路和提示電路提供驅動信號。每輸入一個四位二進制碼，U1對應的輸出端就輸出高電平，其余輸出端為低電平。該高電平驅動信號分兩路：一路經限流電阻后驅動發光二極管發光提示檔位；另一路經限流電阻后驅動相應的開關三極管導通，從而改變輸出電壓。
5 電阻控制電路
電阻控制電路包括和。譯碼驅動電路的各檔輸出信號分別經過3kΩ的限流電阻后，驅動相應的各檔開關三極管，從而改變接入電阻的大小來調節輸出電壓。因為對應每檔輸出電壓，U1譯碼后只有對應的一個輸出端為高電平，使相應的開關三極管導通，則在、中只有對應的那個電阻接入。根據三端穩壓電路的原理可知（圖2）中輸出電壓
式中R一般可取200Ω，這樣就可根據實際需要的輸出電壓和檔位數進行具體的計算，便可選擇Rn了。比如前面的例子：如果要使UO在1.5V、3V、5V、6V、9V間循環輸出，那么可計算出。由于實際電路中有開關管的原因，另外要買與要求阻值相符的電阻也不容易，因此在實際電路中各接入電阻可選用精密微調電阻代替，在電路調試時把它調到使輸出電壓符合所需要求即可。
6 提示電路
為了讓使用者知道輸出電壓是多少，各檔輸出電壓分別用發光二極管提示。譯碼驅動電路的各檔輸出信號分別經過200？的限流電阻后，驅動相應的各檔發光二極管發光，予以提示。如果分別在各發光二極管下方標出與之相對應檔位的輸出電壓，這樣使用者只要看到哪個二極管發光，便可知道輸出電壓是多少了。
綜上所述，由開關K產生的脈沖信號（作為某一輸出電壓檔的信號），經U4A、U4B整形，U2、U3編碼，U1譯碼后，產生一高電平驅動信號，分兩路：一路經限流電阻后驅動發光二極管發光提示檔位；另一路經限流電阻后驅動相應開關三極管導通，使相應的電阻接入電路，進一步調節輸出電壓，使之與所需電源電壓相符。
7 結語
由本文介紹的穩壓電路加上降壓、整流、濾波等電路，便是一臺直流穩壓電源。本穩壓電源結構簡單，控制原理清晰，調節方便，也容易制作，希望能得到廣大電子愛好者的喜歡和借鑒。
參考文獻
[1]童詩白，華成英.模擬電子技術基礎（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2004：543-545.
直流穩壓電源設計要求范文6
關鍵詞:任務驅動教學法 電子專業教學
電子技術基礎是電子專業一門重要的專業基礎課,學生普遍反映該課程知識抽象,電路難懂。其原因主要在于現行教材理論與實踐脫節,學生對教材中各單元電路有何實際應用缺乏了解、對如何把所學電子電路用來解決生產和生活中的實際問題感到茫然。針對這一現狀,教師應改變教學方法,盡可能少講深奧的電路理論,變單純的理論傳授、原理講述為原理分析與實際應用,多給學生提供實用電路制作的機會,激發他們對電子技術學習的興趣,使學生在學習電子基礎知識的同時,有效提升動手能力及分析與解決實際問題的能力。顯然,傳統的教學理念已不能適應當前的教學需求,這就要求改變傳統的教學模式,積極探索新的、行之有效的學習教學模式和方法。筆者認為:在電子技術基礎課程中引入任務驅動教學法十分必要。
一、任務驅動教學法的理論基礎
建構主義學習理論認為:“知識并不是完全通過教師傳授得到的,而是學生在一定的環境下,借助于他人的協助,利用必要的學習資料,主動地建構知識?！?/p>
任務驅動教學法是基于建構主義學習理論的一種教學方法。在教學過程中,它要求以完成一個個具體的任務為目標,把教學內容巧妙地隱含在每個任務之中,讓學生通過自己提出問題和教師的點撥,相互合作,從而解決問題。這樣,學生在完成任務的過程中始終處于主體地位,教師則是學習任務的設計者、學習情境的創設者、學習資源的提供者、學習活動的組織者和學習方法的指導者。顯然,任務驅動教學法充分重視學生的內在需求,是建立在學生主體能動作用基礎之上的一種全新的教學方法。
二、任務驅動教學法在電子技術基礎教學中的實施
下面以直流穩壓電源的制作與調試來講述任務驅動教學法的具體實施過程。
1.明確任務
首先向學生提出本任務為直流穩壓電源的制作與調試(電路如下圖所示),讓學生有“的”而學。
通過任務分析,使學生弄清該直流穩壓電源電路由變壓、整流、濾波、穩壓四部分組成。其中變壓器T起變壓作用,將電網提供的交流電降壓;晶體二極管VD1～VD4構成整流電路,整流是將交流電轉換成脈動的直流電;電容C起濾波作用,即將脈動的直流電轉換成較平滑的直流電;三端式集成穩壓器CW7812是內部集成化了的穩壓電路,通過穩壓將較平滑的直流電轉換成穩定的直流電。
由以上分析可以確定制作三端穩壓電源包括完成4個小任務:(1)搭接、測試整流電路;(2)搭接、測試濾波電路;(3)搭接、測試穩壓電路;(4)整機調試。
2.學習新知
針對完成4個小任務,先進行必要的新知識學習。
知識點一:二極管及其整流電路
(1)二極管的類型、結構和符號;
(2)二極管的單向導電性;
(3)二極管整流電路。
知識點二:濾波電路
整流輸出的脈動直流電中含有一些交流成分,為了得到平滑的直流電,可采用濾波電路將脈動直流電中的交流分量濾除,較為常見的電路為電容濾波電路。本任務就是采用這種濾波電路,具體是將濾波電容器與整流電路的負載并聯就構成電容濾波電路。
知識點三:三端穩壓電路
一般來說,交流電經過整流濾波電路之后得到比較平滑的直流電,可以充當某些電路的電源,然而,此時的電壓值還受電網電壓波動和負載變化的影響,這樣的直流電源是不穩定的。因此增加了穩壓電路部分,構成了直流穩壓電源。
其中三端集成穩壓器有三根引出線,且內部設有較完善的保護電路,故接線簡單、工作穩定可靠、使用安全。
3.實訓操作
(1)元件的清點和檢測
①核對元件的數量、規格應符合工藝要求。
②對電阻、電容等用萬用表電阻檔可進行一般性檢測,對電源變壓器除用萬用表測量其一、二次側直流電阻外,并可采取對其一次側通電,測量二次側開路電壓的方法進行檢查。
③用萬用表測量二極管。根據二極管的單向導電性,即正向電阻小,反向電阻大,用萬用表的歐姆檔(R×1K或R×100)測量判別二極管的極性和質量好壞。
(2)搭接、測試整流電路
①按電路圖中進行橋式整流電路部分連接安裝。其中4只整流二極管連接時要注意正負極;安裝連接變壓器時應根據變壓器上的標注區分一次側和二次側:一次側接電網～220V,二次側所變換的交流電壓接整流輸入,一次側導線細,匝數多,直流電阻大;二次側導線粗,匝數少,直流電阻小。
②測試整流電路。連接完畢檢查無誤后接通電源,由R、VL組成的電源指示電路中的發光二極管應亮。用萬用表交流電壓檔測量變壓器二次側電壓、直流電壓檔測量整流輸出電壓,并驗證二者之間的關系。
(3)搭接、測試濾波電路
在整流電路輸出端接入濾波電容,連接時應注意電容極性和耐壓。連接完畢通電測試整流濾波電路輸出電壓即電容兩端電壓,看是否符合理論分析。
(4)搭接、測試穩壓電路
按電路圖將三端穩壓器及兩只電容接入,注意三端穩壓器三個引出端的正確連接。接好穩壓電路,整個穩壓電源的裝接即告完成。此時通電測試電源輸出端即電容C3兩端應有穩定的輸出電壓。
(5)調試
調整前,應仔細檢查有無錯焊、漏焊、虛焊、輸入端輸出端有無短路等現象。調試中切不可將輸出端或負載短路。穩壓電源的輸出線與測試連接線均應用屏蔽隔離線,以免引入交流干擾,確保穩壓電源紋波電壓測試的準確性。調試內容主要有調整、測試電源輸出電壓、空載電流、負載電流、電壓調整率、電流調整率和紋波電壓等。
4.評估總結
采用任務驅動教學法,教師主要在學習資源上進行提供和方法上進行引導,學生則把時間和精力主要花在操作訓練和討論分析上。由于學生基礎不一,理解力有高有低,有些學生可能跟不上教學進度,對此,教師采用任務驅動法進行教學時,要加強課堂小結和知識點的回饋,使學習能力和動手能力較差的學生通過總結與回顧,能跟上教學進度,全面掌握知識點,達到教學要求。
當然,對于任務完成得比較快、質量比較高的學生來說,教師可對任務進行適當延伸并進行有關知識拓展,這樣將使每個學生都有收獲和成就感,真正實現了分層教學和因材施教。
三、任務驅動教學法的優點
1.遵循了學生的認知規律
教學不再采用單向灌輸的方式,而采用邊學邊練的方式來充分調動學生的學習積極性,發揮其主觀能動性,符合學生的認知規律。
2.激發了學生的參與意識
在教學過程中,如果總是教師講、學生聽,學生容易產生疲勞感、厭倦感,也容易逐漸養成對教師的依賴心理。而采用任務驅動教學法進行教學,教師在每節課都要求學生完成一定的具體任務,使得學生在心理上產生適度的壓力和努力完成任務的主觀動力;在教師講解的過程中,學生不再是被動地接受,而是飽含激情地積極參與、認真思考、主動探究。
3.增強了學生的實踐能力
利用任務驅動教學法進行教學的過程,既是學生動手實踐的過程,也是學生的進取創造過程。學生要順利完成任務,都須開動腦筋,大膽想象,動手實踐,不斷探索與完善,從而不但培養了學生的創新精神,更增強了學生的實踐能力。
參考文獻
