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穩壓電源的設計與制作范文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<0.1歐；（5）輸出最大紋波電壓<10mv。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）.
穩壓電源的設計與制作范文2
關鍵詞：單片機；智能穩壓電源；系統原理；電源設計
1前言
隨著科學技術的發展，促進了通訊事業的發展，電氣設備和電子設備的穩壓電源性能逐漸提高，使穩壓電源逐漸向低成本、小型化和高效率方面發展，確保了穩壓電源的可靠性，不會受到低電磁的干擾，使穩壓電源逐漸向精度低和功能簡單化轉變。以單片機為系統的穩壓電源彌補了傳統電源中存在的不足，降低了制作成本，Y構更加緊湊，符合當前社會的發展要求。
2智能穩壓電源系統原理
在對智能穩壓電源進行設計時，需要以開關電源為基礎，將高性能的單片機作為控制核心，在組成數據中進行電路處理，充分利用監測與控制軟件功能，對開關電源輸出的電壓和電流進行數據處理，將采樣數據與給定數據進行比較分析，以此來達到對開關電源工作狀況進行控制和調整的目的。同時還需要加大對開關電路輸出電流大小和工作溫度的控制。送入到開關中的調整電流主要是經整流、濾波變成直流電所形成的電流，需要通過調整電路的形式，對輸入的方波信號進行控制，確保能夠輸出穩定的直流電。用戶可以對輸出的電壓值和輸出的電流值通過鍵盤給定穩壓電源進行控制，通過對單片機系統中的用戶給定數據進行比較分析的形式，結合設置的調整算法對電路開關進行控制和調整，確保輸出的電壓值符合給定值，需要對輸出電壓中的電路進行檢測，如果輸出的電流和工作的溫度超出給定值，需要重新進行保護電路的啟動。
3單片機基礎下的智能穩壓電源設計
3.1系統的總體設計
系統在設計過程中，主要是利用AT89C52單片機進行一路1V-9V連續可調電壓輸出，主要是通過外接鍵盤和串口通信連接的形式來輸出上位機的電壓值，電壓值為0.01V，電壓具有步近增減功能，可以運用數字來顯示輸出電壓值。為了確保系統的正常工作，需要配備一套備用電源，備用電源主要由電壓調整模塊、系統供電模塊、顯示模塊和人機交互模塊共同組成。
3.2硬件設計
3.2.1AT89C52程控模塊
在對硬件系統進行設計時，需要將AT89C52程控模塊作為系統設計的核心，需要明確51系列單片機型號，微處理器主要是運用8K字節閃存的高性能和低電壓處理器，將Flash存儲器與微處理器有機結合起來，需要對Flash存儲器進行反復擦寫，以此來降低系統開發成本。
3.2.2電壓調整模塊
電壓調整模塊主要是指變壓器次級輸出的交流電，交流電會通過電容濾波和全波整流后送到調整管NMIS管中。電阻R3和R4會形成不同形式的取樣電路。需要對輸出端的輸出電壓DC0進行取樣采集，運用A/D轉換器的形式對輸出端的實際電壓值送入到單片機中，通過對單片機進行計算的形式，求出電壓設定值和實際輸出值兩者之間的差額。運用調用PID做好單片機控制信號的輸出。與DAC和ADC構成閉環控制回路，做好信號的輸出控制工作，將信號控制到D/A轉換器中，將其轉換為模擬信號DA0。并將模擬信號與輸出的電壓值進行比較，來達到控制電壓和調整電路的目的，確保輸出端的電壓能夠維持在預先設定的額定范圍內，達到穩壓的目的。
3.2.3備用電源模塊
備用電源以兩節可充電鋰離子電池為主，在使用過程中主要是出于體積、電源總重量和經濟因素考慮。鋰離子自身具有優良的性能，在實際的使用過程中主要是運用單片機來發送信號，放電過程主要是利用芯片的反向，對MOS管的通斷情況進行控制。要做好鋰電池充電工作，運用LC濾波后使用MOS管導電的形式進行充電。
3.3軟件設計
智能電源系統的軟件設計由電壓輸出、電壓測量和電壓調節等閉環結構共同組成。在進行軟件設計時，需要運用模塊化思想進行設計，設計內容主要包括鍵盤、使單片機和LCD等工作內容。在智能電源初始化過程中，需要做好8031各個口復位工作，需要從EEPROM過程中對上次關機前存入的數據進行讀取，對開關電路進行控制。在初始化工作完成后，需要做好開中斷工作，中斷工作不會突然停止，會出現請求提示，可以利用數據采樣的形式進行給定值讀取，需要通過數據處理，調用報警保護子程序的形式來了解短路或過流情況。如果沒有出現短路或過流情況，需要對電壓控制算法進行重新設置，做好鍵盤和保護程序設定，將子程序作為保護報警程序中的重要組成部分。
穩壓電源的設計與制作范文3
中圖分類號：TN86文獻標識碼：A
Showing Board Production and Presentation of Principle of
Power Supply in series with the Fault Analysis
WANG Lihua
(Anyang Electronic Information School, Anyang, He'nan 455000)
AbstractThis article discusses showing board production and presentation of principle of power supply in series with the fault analysis, and the Demonstration of common faults. It has a positive effect for teachers in the teaching and learning Series power supply fault detection and analysis, and can help achieve good teaching results.
Key wordspower supply series; fault analysis; simulation; showing board
串聯穩壓電源是許多電子設備中常見的電路部件，其故障率比較高，電子信息專業的學生必須對穩壓電源的工作原理、元件參數、故障現象與分析判斷了如指掌。而實際上，大多數中專學生在校期間往往不能對穩壓電源的故障做出正確分析和準確判斷。為使學生在校期間能用盡量短的時間掌握這部分內容，我們根據幾年來的教學經驗制作了穩壓電源示教板在教學中進行示范演示，收到了良好教學效果。
1 制作原理及方法
把原理圖畫在適當的三合板或其他板上，把各元件固定在電路圖的相應位置。三合板背面用導線連接。指示表頭可放在較大空間位置上，并留有線柱，因表頭一般較小，上課時，可用實驗室的安培表和伏特表連接。圖上要標清元件符號和容量，負載L1、L2分別用12V、8W和12V、12W的汽車燈泡，以改變負載。故障開關用鈕子開關，放置在故障元件附近。電路正常工作時，開關可拔到同一方向，不要標出正常時和故障時的位置，以利于考核使用。
2 各故障開關的使用
K1：斷開正常，接通時可模擬變壓器次級短路、初級短路、整流二極管擊穿、保護電容擊穿故障?，F象為：BX1 斷或A1 初級電流很大；整流濾波輸出電壓U2 指示為0，電源輸出U3 指示為0。[注：K1 接通時間要短]
K2：斷開正常，接通時可模擬濾波電容漏電?，F象為整流輸出電壓U2 降低，電源輸出電壓U3減低，穩波電壓增大。[注：K2 接通時間要短]
K3：斷開正常，接通時可模擬調整管BG5 擊穿故障?，F象為整流輸出電壓U2 正常，電源輸出電壓U3 升高到15-20V，且不隨W的調節而變化。
K4：接通正常，斷開時可模擬BG5 截止或開路損壞故障?，F象為整流輸出電壓U2 正常，電源輸出電壓U3 為0。
K5：斷開正常，接通時可模擬BG6 擊穿或飽和時故障?，F象為電源輸出電壓U3 升高到15-20V，且不可調。
K6：接通正常，斷開時可模擬BG6 開路或截止時故障?，F象為整流輸出電壓U2 正常，電源輸出電壓U3 為0。
K7：斷開正常，接通時可模擬BG7 飽和或擊穿損壞的故障。現象為電源輸出電壓U3 降為6-7V，且不可調。
K8:接通正常，斷開時刻模擬穩定二極管開路損壞故障。現象為電源輸出電壓U3 為20V。
K9：斷開正常，接通時可模擬BG8 擊穿損壞故障?，F象為整流輸出電壓U2 正常，電源輸出電壓U3 為0。
K10：接通正常，斷開時可模擬BG7 截止、開路損壞、W中心抽頭開路故障。現象為電源輸出電壓U3 為15-20V。
K11：接通正常，斷開時可模擬濾波電容容量變小故障?，F象為電源輸出電壓U3 降低，紋波電壓增大。
3 教師可在以下幾個方面做演示教學
（1）元件識別。利用示教板上的實際元件幫助學生識別電源部分元件的型號和參數，使其掌握元件的使用方法。
（2）分析穩定原理和性能。變壓器初次接上交流調壓器，電源輸出端接上負載（12V、12W燈泡），改變輸入電壓，觀察電源輸出電壓的變化情況。再將輸入電壓調到220V，改變輸出負載（12V、12W、12V、8W，空載三種情形），觀察輸出電壓變化，分析穩定原理和性能。
（3）輸入接220V電壓，輸出接正常負載（12V、12W燈泡），演示測量電源正常工作是的有關數據，使學生掌握測量數據的方法。這些數據為：變壓器初級220V，次級17V，整流輸出電壓20V左右，電源輸出電壓12V，初級交流電流0.2A左右，直流電流1A左右，各晶體管的管腳電位。教師要根據測量情況，講解分析三極管的工作狀態，二極管、三極管、電容的耐壓參數。
（4）利用示教板的實際數據講解小型穩壓電源的設計。
（5）故障現象演示與分析舉例。
圖 1
模擬：開關K1 接通模擬BG4 被擊穿的情況。
演示：現象為開機時電源輸出U3 為零。
分析：首先，檢查保險或其他元件是否有損壞，或者用萬用表測試有關測試點電壓，以分析故障部位。通過觀察發現，直流保險BX2 完好，交流保險BX1 斷。由此可分析，故障出在變壓整流和濾波電路上，而穩壓電路和負載電路正常。同樣，用萬用表測試電壓會發現整流濾波輸出U2 為0，也會得出同樣的結論。由于交流保險BX1 斷開是短路造成的，短路原因有：濾波電容擊穿；整流二極管或保護電容擊穿；變壓器初級或次級短路。確定故障元件必須借助于萬用表?？申P掉電源，對懷疑元件逐一檢查，查濾波電容兩端電阻，阻止不為0，可排除濾波電容擊穿；查四個整流二極管的正反向電阻，用萬用表?0歐姆檔進行測量，可發現BG2 兩端電阻正反向都為0，即懷疑BG4或C4擊穿，分別焊下BG4 或C4 進行判別確定。對變壓器初次級短路可用測試電阻和電壓的方法確定。
本演示操作分析：可使學生學會根據故障現象確定故障部位、故障元件的思路和方法。
故障現象：不接負載，電源輸出電壓U3 為20V，整流濾波輸出U2 為20V。比較故障時電壓指示和正常工作時電壓值，可知造成這種現象的故障部位在穩壓電路。故障原因可能是BG5擊穿或BG6擊穿；講BG7開路，W中心抽頭開路，BG8開路，分析如圖1。
至于是由哪個元件損壞造成，可以用下面兩種方法檢查。（1）電壓測試：分別檢查各個晶體管的各腳電位，與正常值進行比較判別。（2）電阻測試：用R?0檔在路測量每個晶體管PN結的正反向電阻，判別三極管是否有損壞。
對造成這種故障的原因，可分別用故障開關進行演示。對其他故障的觀察分析和演示，教師可根據情況自行設計，必要時也可讓學生親自操作分析，以提供學生的動手能力和分析問題的能力。（1）有條件的可利用示教板觀察輸出電壓的紋波電壓。利用示波器或電子毫伏表進行測試，可分析紋波電壓對電視機和其他電器設備的影響。（2）利用示教板可考核學生對穩壓電源的各方面知識的掌握程度。如工作原理分析、元件選用、故障檢測與分析等。
穩壓電源的設計與制作范文4
【關鍵詞】單片機；直流穩壓；數模轉換
一、數字式可調穩壓電源原理介紹
1.方案分析與選擇
方案一：數控部分用單片機帶動數模轉換芯片提供線性穩壓電壓的參考電壓。
優點：對于單片機，系統工作在開環狀態，對數模轉換的精度要求較高，設計成本低。
缺點：功耗較大，LED數碼管輸出顯示不是系統的精確輸出電壓，須對它進行軟件補償。
方案二：數控部分用AVR單片機的PWM組成開關電源，再利用AVR的AD轉換對輸出電壓進行實時轉換，利用軟件進行電壓調整以達到穩壓。
優點：硬件簡單，穩壓的大部分工作由軟件完成，對單片機的運行速度要求很高，利用手頭的ATmaga16L單片機最高8MHz工作頻率很難達到速度要求。對軟件要求較高，功耗小。
缺點：輸出紋波電壓較大，對軟件的要求很高。
方案二簡單的電路結構起初對設計者很吸引，但是后來了解到AVR單片機的PWM的精度用于開關電源比較勉強，而且開關電源有個通?。杭y波電壓大，考慮到設計目標對電源的功耗要求不是很嚴，同時為了保證紋波足夠小也鑒于自身對于51單片機和線性電源較為熟練，故選擇方案一。
2.總體設計原理
本設計采用AT89S52單片機作為整機的控制單元，利用4×4鍵盤輸入數字量，通過控制單元輸出數字信號，再經過D/A轉換器（DA0832）輸出模擬量，最后經過運算放大器隔離放大，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、數字式可調穩壓電源硬件電路設計
本系統的硬件電路設計主要圍著AT89S 52單片機作為整機的控制單元用PROTEL 99SE設計軟件來布線的，其中還用到了模數轉換芯片DAC0832、外部存儲芯片24C01、放大器芯片LM324、4×4矩陣式鍵盤、數碼管等其他器件。總體框圖考慮到各個元件的電氣特性，例如元器件之間的干擾問題，接地問題，布線問題等，本系統將硬件電路設計分為數字部分和模擬部分。
（一）穩壓電源數字部分電路
穩壓電源數字部分電路即單片機接口電路主要包括：DAC0832數模轉換電路、EEPROM接口電路、鍵盤接口電路、揚聲器接口電路、復位電路、晶振電路及數碼管顯示部分電路。
1.單片機接口總電路
單片機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用來輸出數碼管選通位信號；P2.0、P2.2分別接外部存儲芯片24C01的數據線（SDA）和時鐘線（SCL）；P2.3接揚聲器電路，為執行內部程序指令，EA/VPP必須接VCC。
AT89S52的P1口與數模轉換芯片DAC0832相連接，用來輸出數字量信號；RST為復位腳，用來輸入復位信號，同時它還與P1.5-P1.7一起用作ISP下載端口；P3口用做鍵盤信號輸入端口，XTAL1、XTAL2接晶振電路。
2.單片機電路接口電路
主要有：24C01與單片機AT89S52接口電路、4×4矩陣鍵盤接口電路、揚聲器電路、AT89S52單片機復位電路及外部晶振電路、數碼管顯示部分電路。下面簡單介紹一下存儲芯片。
穩壓電源設計中利用它存儲電壓輸出值，實現掉電保存當前電壓值的功能。它的引腳1、2、3、4、7接地；8腳接+5V；5腳與6腳分別接單片機的P2.0、P2.2的同時接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.數字部分電路PCB設計
本系統中，數字部分電路PCB采用Pro-tel99se軟件進行設計。如圖2所示：
（二）穩壓電源模擬部分電路
穩壓電源模擬部分電路主要包括電源部分電路，由運放LM324、達林頓管TIP127等構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，穩壓管和達林頓管發熱量比較大，要帶散熱片；同時須將它與5V低壓工作的數字部分電路分開，這樣可有效地防止元件的損壞，這也是系統為什么將電路設計分為數字部分和模擬部分的原因。
1.電源部分電路
在系統設計中考慮到單片機及其他器件的電源供電問題，采用一個變壓器將220V交流電降壓再經電橋整流，獲得25V左右的平穩電壓，然后用穩壓管78L24、78L12、78L05進行三次穩壓，分別獲得24V、12V和5V的穩定電壓，24V提供的是運算放大器LM324和達林頓管TIP127的工作電壓，5V是AT89S52單片機和DAC0832的工作電壓。圖3所示。
2.輸出電壓控制單元電路
系統中，矩陣鍵盤輸入數字信號經AT89S52處理后輸出給DAC0832，數字信號經過數模轉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現穩壓輸出。本設計的模擬部分利用了LM324作為放大器，采用二級放大電路，第一級為同相比例放大電路，第二級為閉環反饋放大電路。
本設計實際用到的數字式可調穩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電阻作為校準電壓值硬件補償；用達林管TIP127作為調整管，由于其工作時發熱量較大，須外加散熱裝置。
三、數字式可調穩壓電源軟件設計
本系統軟件設計要實現的功能是：鍵盤對單片機輸入數據，單片機對獲得的數據進行處理，處理后的數據送4位共陽數碼管，再送到8位數模轉換芯片（DAC0832），以實現數字量對電壓的控制。系統中的主程序主要完成鍵盤掃描、判斷、處理和數碼顯示。
1.編程語言及輸入
C語言在單片機的應用中，由于其邏輯性強，可讀性好，比匯編語言靈活簡練，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，市場上幾種常見的單片機均有其C語言開發環境。因此，在本系統中，考慮到匯編語言的這些缺點，采用了C語言作為軟件設計語言。
2.軟件補償編程
由于系統采用DAC0832進行模數轉換線性穩定度不夠好，因此系統實際輸出電壓值與輸出顯示值存在誤差，必須用軟件補償的辦法來消除誤差。為此通過測試多組實際輸出電壓值與輸出顯示值對比，然后進行軟件補償，所以程序中調用軟件補償函數對輸出電壓值的補償，從而消除誤差。
四、結束語
本系統的不足之處就是不能對輸出電壓進行實時采樣，為了能夠使系統具備檢測實際輸出電壓值的大小，系統通過加入模數轉換模塊（ADC0809芯片）進行模數轉換，間接用單片機實時對電壓采樣，然后進行數據處理及顯示。這樣一來使系統輸出誤差更小，效果更好，這也是系統將來的一種功能擴展。
單片機實現的數字式可調穩壓電源由于原理簡單、穩定性好、精度高、成本低、易實現等諸多優點而受到越來越廣泛的重視。其性能優于傳統的可調直流穩壓電源，操作方便，非常適合一般教學和科研使用。
參考文獻
[1]王兆安，黃俊.電力電子技術[M].北京：機械工業出版社，2006.
穩壓電源的設計與制作范文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.
穩壓電源的設計與制作范文6
【關鍵詞】中職;電子專業;課程教學;生活化
引言
陶行知先生曾經說過：“生活即教育”[1]?？梢?，生活與教育是密切相關的。生活化教學是將生活元素融入課堂教學的一種教學內容、方式以及活動，是生活、工作、學習一體化的教學模式。中職電子專業是中職教育體系重要的一環，也是培養我國全面性電子技術人才的重要基地，在中職電子專業中運用生活化教育，有利于改善中職電子專業課程的教學質量。然而不可否認的是，生活化教育在中職電子專業課程教學中的運用還未完全普及，存在一定的問題。因此，探討中職電子專業課程教學生活化實踐是當前中職教育的重要課題。
1.生活化教學在中職電子專業課程教學中存在的問題
1.1 生活化教學觀念未形成
生活化教學是一種實踐性偏強的教學模式，在生活化教學中，中國以往傳統的“教師灌輸，學生接收”的教學觀念是不可行的。這種傳統的教學觀念學生永遠處于被動，被動的接收教師傳遞的知識信息、被動的進行學習、被動的完成教學任務，這種教學觀念不僅打消了學生的學習興趣，對教學效果也存在很大隱患。而生活化教學注重的是學生的主動性，不管在課堂中，還是課堂后實踐活動上，都需充分發揮學生的主觀能動性。
1.2 生活化教學課程設計不科學
中職教育的學制一般為三年，前兩年學生要在學校內完成學業，充實自己的理論知識和專業技能，第三年需要到企業單位去實習，充分展示自己的知識和技能。而在這兩年的校內學習中，理論知識的學習占據了絕大部分的時間，在對學生的專業技能培養上一般只安排一兩周的時間，導致學生的專業技能較差，到企業去實習時學生往往會因為專業技能的匱乏而變得很吃力?？梢?，中職教育在課程設計中存在很大的不科學性，學生的專業技能都沒有充足的時間學習，更別說進行生活化這種教學的延伸了。這不僅不利于學生的發展，還對中職教育的發展帶了一定的危害。
1.3 職業資格認證的形式化
中職教育一般對招收學生的門檻較低，很多基礎較差的學生都能來接受中職教育，為了提高這些學生的學習動力，提高學習成績，教育主管部門采用技能證書作為學生畢業的條件之一來激勵和督促學生進行學習。而中職學校為了提高自己學校的升學率，往往放松了學生考證的要求，以確保每個學生都能拿到職業資格證，甚至有的學校還自設了技能資格證書鑒定所，使得職業資格認證形式化，不利學生和學校的發展。
2.中職電子專業課程教學生活化實踐的探討
2.1 中職電子專業課堂教學前生活化
2.1.1 教學觀念的生活化
在中職電子課堂教學前，教師必須要轉變自己傳統的教學觀念，逐漸形成生活化的教學觀念。中職電子專業需要掌握的電子技術知識隨著時代的發展，更新的很快，從電子管到晶體管、晶體管到集成電路……這些變化都意味著教師在教學時要結合社會生活不斷融入新的知識和技能[2]。作為一個專業的中職教師，應該與時俱進，減少理論知識的傳授，多點實踐活動的開展，讓學生的教育貼近生活，打破教科書與生活的界限，滿足學生內在需求，促進學生的全面性發展，以培養出更多的社會適應性人才。
2.1.2 課題設計的生活化
課題設計是教師展開生活化教學的重要前提，必須嚴格要求自己在進行課題設計時盡量朝生活化方向設計，這就要求教師在課題設計時注重學生的實際操作能力。如在《無線電裝接》中有一項穩壓電源的課題，要求學生每人都要裝接一個穩壓電源，日積月累之下，很多廢棄電源幾乎堆滿了學校的倉庫，問題較大。因此教師在設計這個課題時，可以設計與穩壓電源工作原理相差無幾的手機萬能充電器作為替代，這樣學生在完成課題的同時，還能收獲一個萬能充電器，自然是不會舍得仍然，有效解決了廢棄電源的問題。又如學校經常會有一些老式計算機光驅被丟棄，教師可以讓學生通過所學的電源知識對這些光驅進行改裝，進化成音樂播放器。由此可見，教師在進行課堂設計時源于生活、貼近生活，才能激發其學生的學習興趣，提高中職電子專業的教學效果。
2.2 中職電子專業課堂教學中生活化
2.2.1 中職電子專業課堂教學過程的生活化
教師在開展課堂內容教學前就應該把學生引入教學生活化的氛圍中去，讓學生走進生活世界。如在講授穩壓電源一課時，教師可以通過多媒體技術向學生展示手機、電視、收音機、播放機等電子產品的圖片，然后逐步引入課堂主題，介紹穩壓電源的基本理論知識，可以有效激發學生的學習興趣。
在實際教學中，教師要逐漸讓學生成為課堂的主角，做好自己的引導角色。穩壓電源課程具有很強的實踐性，通過學了能讓學生了解穩壓電源的基本原理外，還要培養學生制作、使用以及維修的技能，增強學生的動手能力。在課程接近尾聲時，教師可以安排一些與生活相關的課堂任務，將實踐內容延伸至實際生活當中。
2.2.2 中職電子專業課堂教學方式的生活化
美國教學學家赫伯特?查爾斯?布朗曾經說過：“好的學習環境要放在真實問題的背景中，使它對學生產生的意義更大”[3]。可見，在中職電子專業課堂教學方式的使用上，要逐漸向生活化靠近，以學生為主體，以學生的理論知識和實踐專業技能為教學目標，采取多遠的教學方式，培養學生自主創新能力。
如在教授印制電路板制作方法的課堂中，教師可以采用演示實驗的教學方式逐漸將學生引導進教學內容中，激發學生的學習星期。教師可以將一些手機、電腦、電視等常用電氣的廢舊電路板展示給學生看，讓學生觀察并分析這些印制電路板的特點、優劣質，區別山寨電路板和正宗電路板，這些實驗工具都是生活中隨處可見的，知識也是在日常生活中能運用到的，與學生的生活息息相關。學生在這樣一種生活化的教學方式下，不僅學的認真，做的也很認真，達到了較高的學習效果。
2.2.3 中職電子專業課堂教學內容的生活化
目前國內一些學校的課堂教學內容主要來源于教材，中職電子專業也不例外。教材是嚴重偏向理論知識傳授的，而中職生的知識結構基礎普遍不高，純理論的知識接受起來較為困難，嚴重影響了中職生的學習動力和自信心。因此，教師在教學時，在教材基礎知識的基礎上，將教學內容逐步引入社會生活中。特別是在實踐教學中，教學內容的選取更要貼近生活，面向學生已有的社會生活經驗，將乏味的理論知識逐漸轉化為生活化的實際操作課程，讓學生能在實踐中獲取專業知識并加以理解。
如在講授穩壓電源的制作與調試一文中，教師可以找個壞掉的收集，將收集的充電器拆開，讓學生觀察這個穩壓電源的構成，并加以一定的講解，從元件的識別、測試、組裝等內容著手，幫助學生更好的理解課堂內容。
2.3 中職電子專業課堂教學后生活化
2.3.1 加強中職生課外實踐活動的生活化
教師在課堂以外，應該積極鼓勵學生多參與到課外實踐活動中去，讓學生走進“生活化”空間。如教師應該向學校積極爭取學生進入校企實習的機會，或者讓學校與相關合作電子企業聯系，給學生進行實地考察的機會，這種貼近生活的實踐活動，能讓學生更好、更積極主動的去了解電子產品的構造、設計、生產、加工、流通等，完成對理論知識的加深理解，也促進了學生的專業技能結構的構建。
2.3.2 中職電子專業課堂教學評價生活化
中職電子專業課堂教學生活化就需要生活化的教學評價機制，主要體現在形成性評價與終結性評價并重、定性評價與定量評價并重、單元評價與多元評價并重三個方面[4]。形成性評價與終結性評價并重是指教師在對學生進行評價時，不只評價學生的最終考試成績，還應該對學生的日常表現、實踐操作等進行有效性的融合評價;定性評價與定量評價并重是指對學生的技能水平的有效性評價，應該積極鼓勵學生參加一些技能競賽，并將這些成績納入學生的最終評價考核中;單元評價與多元評價并重是指既要有教師單元的評價，還要充分考慮學生之間互相評價的多元性評價。
3.結語
總之，在中職電子專業課程教學中實施生活化教學具有一定的可行性和必要性。教師在進行生活化教學時可以從觀念、教學方式、課件設計、教學內容、教學過程、課文實踐活動等方面完善生活化教學模式，幫助中職電子專業學生建立良好的學習生活化環境，提高學生的學習效果。
參考文獻
[1]方霓.中職電子專業基礎課程教學中的問題與對策[J].廣東技術師范學院學報，2013，16（12）：09-10.
[2]沈維芳.“生活化”的中職電子實踐教學初探[J].才智，2012，23（29）：19-20.
[3]包勇珍.“生活即教育”在電子專業課教學中的實踐[J].成才之路，2011，11（27）：13-14.