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稳压电源范文1
关键词：直流稳压电源；电路设计；工作原理
1 电路设计背景和目的
通过多年的教学经验和对中职院校的学生进行的调研情况来看，中职院校的学生普遍文化基础薄弱，对文化课、理论课不感兴趣，但是大部分中职学生对实训课程感兴趣，喜欢动手操作，能够尝试动手去做一些实验，有的甚至能独立完成一些电子产品的安装与调试。例如，简单的门铃电路，流水灯电路等。因此，针对中职院校学生的实际情况，结合我学院电气工程系的学生学习情况，今年，我系领导决定对学生的课程安排进行了大胆改革，去掉纯粹的理论课，所有专业课程都变为一体化课程，让学生通过动手操作掌握理论知识，真正做到在做中学，在学中做，在这样的背景下，我尝试了将所担任学科《电子技术基础》这门理论课程融入到《电子电路的安装与调试》这门实训课程中去，变理论课实训课程为一体化课程。依托这样的改革前提，我尝试对直流稳压电源的电路进行了以下设计，目的就是为了更好的适应电气工程系的改革实践，同时也能够使学生在实际动手操作过程中深刻理解相应的电子专业理论知识，能够培养学生掌握理论知识的能力，激发学生热爱电子专业的热情，提高了学生学习的积极性，最重要的是让学生学会了技能，一技在手，更好地走上工作岗位，尽快地适应社会。
2 电路设计实验设备及器件
所谓巧妇难为无米之炊，电路设计同样需要必要的实验设施和工具，而实验条件的好坏和选择工具的正确与否是设计的关键和前提。下面我来具体阐释我的设计思路中所需要的实验条件、实验工具和必要的原材料：
2.1 电路所需实验设施和工具
本次设计的完成需要在专业的电子试验台上进行，需要的工具如下：示波器、万用表、变压器（12v）、电烙铁、钳子和镊子等，另外需要必要的焊锡和连接线。
2.2 电路所需元器件清单
元器件清单如下：
1A二极管IN4007，V1、V2、V3、V4，4只；发光二极管V5，1只；熔断丝FU 参数为1A1只；100uF 50 V电容C1，1只；10uF25V电容C2，1只；500uF 16V电容C3，1只；2200uF电容C4，1只；开关SW，1只；2.7KΩ电阻R1，1只；190Ω电阻R2，1只；280Ω电阻R3，1只；1KΩ电位器R4，1只；三端集成稳器CW7812 U（可调范围1.25V～12V），一只；可调电阻RW，1只。
3 电路设计思路
直流稳压电源又称为直流稳压器，其作用就是将交流电转化成相应用电器所需要的稳定电压的直流电。其关键是输出直流电压的稳定性，所以我们设计电路的着眼点就是电路转化的稳定性。
3.1 直流稳压电源的工作原理
直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路组成，其组成框图如图1：
直流稳压电源各部分的作用
（1）电源变压器：主要是降压器，用于把220V的交流电转换成整流电路所需要的交流电压Ui。（2）整流电路：利用整流二极管单向导电性，把交流电U2转变为脉动的直流电。（3）滤波电路：利用滤波电容将脉动直流电中的交流电压成分过滤掉，滤波电路主要有桥式整流电容滤波电路和全波整流滤波电感滤波电路。（4）稳压电路：利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的，用于将不稳定的直流电压转换成较稳定的直流电压。
3.2 直流稳压电源的设计方法
直流稳压电源的设计，是根据其输出电压UO、输出电流IO等性能指标的要求，确定出变压器、集成稳压器、整流二极管和滤波电路中所用元器件的相关性能参数，选择出这些元器件。
具体设计方法分为三个步骤：第一步：根据直流稳压电源的输出电压UO、最大输出电流IOMAX，确定出稳压器的型号及电路形式。第二步：根据稳压器的输入电压Ui，确定出电源变压器二次侧电压U2；根据稳压电源的最大输出电流IOMAX，确定出流过电源变压器二次线圈的电流I2和电源变压器二次线圈的功率P2；再根据P2，确定出电源变压器一次线圈的功率P1。然后根据所确定的参数，选择合适的电源变压器，一般为12v。第三步：确定整流二极管的正向平均电流ID、整流二极管的最大反向电压URM和滤波电容的容量值以及耐压值。根据所确定的参数，选择合适的整流二极管和滤波电容。
4 电路设计步骤
电路设计思路想出后，考虑实际电路具体设计步骤，完整的设计步骤是整个电路的核心部分，因此在设计过程中实际设计步骤显得尤为重要，具体步骤为以下几步：
4.1 电路图设计方法
电路图设计使用PCB制图软件制作
4.2 电路原理图的设计
电路原理设计使用Protel2000制图软件设计电路原理图如图2。
4.3 直流稳压电源实物设计
如图3所示安装直流稳压电源电路的前半部分整流滤波电路，然后从稳压器的输入端加入直流电压UI？燮12V，调节RW，如果输出电压也跟着发生变化，说明稳压电路工作正常。用万用表测量整流二极管的正、反向电阻，正确判断出二极管的极性后，先在变压器的二次测线圈接上额定电流为1A的保险丝，然后安装整流滤波电路。安装时要注意，二极管和电解电容的极性不能接反。经检查无误后，才将电源变压器与整流滤波电路连接，通电后，用示波器或万用表检查整流后输出电压UI的极性，若UI的极性为正，则说明整流电路连接正确，然后断开电源，将整流滤波电路与稳压电路连接起来。然后接通电源，调节RW的值，如果输出电压满足设计指标，说明稳压电源中各级电路都能正常工作。
5 电路设计总结
通过论述直流稳压电源电路的设计过程，强化了本人所教学科《电子技术基础》中模拟电路部分知识和《电子电路的安装与调试》实验部分知识。所设计的直流稳压电源电路，广泛运用于生活中，例如手机的充电电源、冰箱的稳压电源等。同时，也通过查阅参考书，网上资料等拓宽了自己专业方面的知识面。论述过程中，通过边教学边调研边实践的方式使本人对直流稳压电源电路设计过程有了一些新的认识，特别是强化了自己的教学能力，增强了所教专业学生掌握理论知识的能力，提高了其动手操作的能力。通过一段时间的教学效果来看，我所教授专业的学生对学院的此种教学改革适应快，容易接受，对教师所设计的教学模块感兴趣，并且激发了继续探究这一教学模块的动力，这也充分证明了学院提出的此种教学改革是可行的。
参考文献
[1]郭S.电子技术基础（第四版）[M].北京：中国劳动社会保障出版社.
[2]王建.维修电工技能训练（第四版）[M].北京：中国劳动社会保障出版社.
稳压电源范文2
关键词：串联稳压电源 Multisum2010 仿真
中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）10（a）-0055-02
最为简单的直流稳压电源――稳压管直流稳压电源因为有固定大小限制的输出电流，所以，在很多场合下无法满足用电器要求，又兼电压固定不可调节，无法呈现元件的变化特性，使得应用比较单一。然而将稳压管直流稳压电源当作基础，加以有放大电流作用的晶体管，就可以增加负载电流。同时晶体管的负反馈也可以稳定电路电压，输出电压也可以通过改变反馈而来的参数来达到调节的目的，从而适合更多的条件场合。这样改进过的串联稳压直流电源，操作简单灵活，成本低廉轻便，方便使用人员学习操作，也方便针对电路进行维修检修，减少了工作量，极大地提高了工作效率，也能应用于教学举例分析，极大地扩大了适用受众。而利用Multisum2010电路仿真分析工具，可以对串联直流稳压电源的内部结构进行较为完全详尽的仿真分析。通过模拟相关测量仪器对电源内部不同部位的输入电压的示波器显示模型，输出电压的示波器显示模型，从而计算分析出相关输入电压值、输入电流值、输出电压值、输出电压值等不同参数。进而可在教学中作为验证相关定理定律的有效工具手段。
1 运用Multisum2010对串联型稳压电路的仿真分析
通常实验室运用的是较为简化的串联型直流稳压电源，基本涵盖了最主要的4个部分，即整流部分、滤波部分、串联稳压部分、保护部分。
1.1 整流电路分部
由于Multisum2010电子电路仿真工具能够较好地还原电路实况，也能很好地模拟出给定的不同场景条件，相对所需的反应时间也比较短，所以，我们假定在特定模拟电路不同位置中加入整流二极管4只，（如图1），并将信号输出端用合适的成像示波器模拟出波谱形状，来对不同情况下的假设做出鉴定。
通过仿真分析的谱图可知，无论哪个部位的整流二极管发生开路，都会破坏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，输出电压的大小也会变成原有的一半，仿真模拟得到的结果与实验前的理论预测十分契合，也从侧面证明了该模拟仿真的相似度十分高，可以作为实验数据相信代入计算。
根据如上举例，还可以举一反三探究其他相关问题，比如：若是任意一个位置整流二极管发生短路，又或是两个位置同时发生短路等，均是很有研究探讨价值的问题，在此不作重复演示。
1.2 滤波电路分部
将滤波电容也加入到整流电路中，由于电容器具有储存电荷的特性与容抗特点，会阻碍电压降与电流的改变趋势，所以会使得输出电压的波动幅度减小，相对增大平均输出电压。根据计算公式可知，电阻R值越大，相同电容量的电容器放电时间会更长，放电速度也相对减缓，输出的电压变动曲线也愈发平滑缓和，平均输出电压值也就越大。当R值无穷时，平均输出电压的平方值正好是最大输出电压平方的一半，而滤波电容一定时，负载电阻R阻值越大，同理输出电压曲线也变的平缓，平均值也同比增加。
1.3 串联稳压电路分布与保护电路分部
稳压电路分部是通过晶体管的负反馈作用来削弱输入电压对输出电压波形与平均值的影响。
保护电路分部的作用主要是在电路中串联负载过了底线值时，又或者输出发生短路时，通过限流型保护分部和截流型保护分部，通过截断电路通道，来保护相关电子元件。
2 运用Multisum2010电子电路模拟软件模拟晶体管负反馈串联型直流稳压电源
以电子实验平台EWB为前身的Multisum2010电子电路模拟仿真，最为突出的改进莫过于增加了虚拟仪表读数观察的直观性，与各类电子元件、集成电路芯片库的丰富性，并且拥有较为友好的用户操作界面。使得整个软件的处理信息功能强大却便于操作，是新入门的电子操作设计，电路检修人员增加理解熟悉操作的首选工具。其拥有虚拟仪器涵盖了示波器以及显示分析装置、函数模拟发生器、万用表、波特图图示仪器、针对失真度、谱频、逻辑、网络等必要参数的分析装置等专业仪器，极大地方便了实验要求与设计。
2.1 创建模拟电路
注意：（1）要选择AC_VOLTACE_SOURSE此选项作为交流电源，并且接地。（2）在元件库中选好相应的变压器、桥堆，2只稳压二极管，2只三极管，相应阻值的6只电阻，合适的2只电容，并按照示意图连接好电路，在如图位置放置好选择2只万用表作为测量用表。
2.2 仿真分析负反馈稳压
双击交流电源按键，调整电压值为220 V，频率为50 Hz，将万用表调整到量程为15 V的电压表模式，读取电压值为12 V。另取万用表2，调整量程为15 V的压表，分别连接入电路测得电压值如表1。通过对R4阻值的调整可以发现，其阻值的改变会相应的输出电压值。
当输出电压显示值升高时，同样操作调整相关参数为240 V，50 Hz，改变万用表2位置，进行对相关阻值的测量，并且记下万用表1的电压读数。
当输出电压显示值降低时，同样操作调整相关参数为200 V，50 Hz，改变万用表2位置，进行对相关阻值的测量，并且记下万用表1的电压读数。
通过表1可以看出，当输入电压的波动范围控制在20 V以内的时候，晶体管串联得到的稳压电源能够很好地利用晶体管负反馈的特性，将输出电压维持在固定数值保持不变。
假若调整输入电压以及其他电子元件参数数值，按照同样的电路结构，就可以类似得出不同参数的晶体管，以及晶体管数量安装方式不同时改造的串联型稳恒电压的最大波动幅度和稳定性，可以作为改进串联型稳压电源的深入性探究，具有很大的教学与商业价值。
3 结语
串联型直流稳压电源因其稳恒的输出电压，简单的构造、方便的操作在精密仪器、电子元件领域扮演着不可替代的角色，对它的分析改进也一直是教学之重和企业创新卖点。然而在现阶段，高校大学物理实验室与中小型的企业电子电路实验室依然存在仪器老旧不完备等缺陷，故而不能很好地实现教学目标与设计检修等工作。通过Multisum2010电子电路的模拟分析，能较好地理解掌握相关的原理，也能相对地熟悉操作，从而将串联型稳压电源的作用发挥到更好。提高教学质量并且激发学生兴趣，也能再次促进电子电路设计维修行业的发展。
参考文献
[1] 关朴芳.基于Multisim2001的串联型稳压电源故障仿真[J].常州信息职业技术学院学报，2013（5）：23-25.
[2] 黄忠堂.串联型稳压电源的设计[J].广西教育B（中教版），
稳压电源范文3
电源是一切电子设备的基础，没有电源就不会有如此种类繁多的电子设备。中职学校电工电子专业的同学作为初学者首先遇到的就是要解决电源问题，否则电路无法工作、电子制作无法进行，学习就无从谈起。
【关键词】
直流稳压电源 设计 优化 测评
【正文】
电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。另外，很多中职学校的电工电子专业初学阶段首先遇到的就是要解决电源问题，否则电路无法工作、电子制作无法进行，学习就无从谈起。下面我们就直流电源的基本设计问题进行探索。根据中职学生在校学习阶段的实际需要，提出以下的设计任务和要求：
一、设计要求
1．输出电压可调：Uo= +3V ～ +9V
2．最大输出电流：Io max= 800mA
3．输出电压变化量：ΔVop_p≤5mV
4. 稳压系数：SV≤3×10-3
二、设计方案和论证
稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，基本设计：
方案一：单相半波整流电路
传统单相半波整流简单，使用元件少，它只对交流电的一半波形整流，只要横轴上面的半波或者只要下面的半波，所以整流效率不高，而且整流电压的脉动较大，无滤波电路时，整流电压的直流分量较小，Vo=0.45Vi，变压器的利用率低。
方案二：单相桥式整流电路
使用的整流元件较全波整流时多一倍，整流电压脉动与全波整流相同，每个元件所承受的反向电压为电源电压峰值。根据实际情况，综合3种方案的优缺点:决定选用方案二。
三、各电路设计和参数估算
整流电路采用桥式整流电路，电路所示。在u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。
在设计时，常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点，将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联，以达到使输出波形基本平滑的目的。选择电容滤波电路后，直流输出电压：Uo1=(1.1～1.2)U2，直流输出电流：
（I2是变压器副边电流的有效值。），稳压电路可选集成三端稳压器电路。
3．1集成三端稳压器的选择
三端可调式集成稳压器内部含有过流、过热保护电路，具有安全可靠，性能优良、不易损坏、等优点。其电压调整率和电流调整率均优于固定式集成稳压构成的可调电压稳压电源。LM317系列和lM337系列的引脚功能相同。
输出电压表达式为:
在式中，1.25是集成稳压块输出端与调整端之间的固有参考电压 ，此电压加于给定电阻 两端，将产生一个恒定电流通过输出电压调节电位器 ，电阻 常取值 。电路加入了二极管D，用于防止输出端短路时10µF大电容放电倒灌入三端稳压器而被损坏。
LM317其特性参数：
输出电压可调范围：1.2V～37V
输出负载电流：1.5A
输入与输出工作压差ΔU=Ui-Uo：3～40V
能满足设计要求,故选用LM317组成稳压电路。
3．2电源变压器的选择
电源变压器的作用是将来自电网的220V交流电压u1变换为整流电路所需要的交流电压u2。电源变压器的效率为：
由于LM317的输入电压与输出电压差的最小值 ，输入电压与输出电压差的最大值 ，故LM317的输入电压范围为：
即
，取
变压器副边电流： ，取 ，
因此，变压器副边输出功率：
由于变压器的效率 ，所以变压器原边输入功率 ，为留有余地，选用功率为 的变压器。
3．3整流二极管和滤波电容的选用
由于： ， 。
IN4001的反向击穿电压 ，额定工作电流 ，故整流二极管
选用IN4001。
3．4滤波电容
根据，
和公式
可求得：
所以，滤波电容：
电容的耐压要大于 ，故滤波电容C取容量为 ，耐压为 的电解电容。
四、 原理图和元件清单
1． 使用DXP2004设计总原理图，然后由软件自动生成的元件清单。
2． 元件需要三极管、二极管、电解电容、电阻、稳压管、电位器若干。
五、安装与调试(使用Multisim10调试)
按PCB图，制作好电路板。安装时，先安装小元件，这样方便元件的摆放，因此先安装整流电路，再安装稳压电路，最后再装上滤波电路。软件如果没有LM317元件，用LM117代替。模拟实验中：
1. 电位器R2取最大值时，Uo=9.088V
2. 同理电位器R2取最小值时,Uo=2.983V
3. 电位器在0到10K之间，输出电压连续可调：约为3V~9V。
六、测试性能与分析
1．输出电压与最大输出电流的测试
一般情况下，稳压器正常工作时，其输出电流I0要小于最大输出电流，Iomax，取 ，可算出RL=20Ω，工作时 上消耗的功率为：
故 取额定功率为10W，阻值为20 Ω的电位器。
测试时，先使 ，交流输入电压为220V，用数字电压表测量的电压值就是Uo。然后慢慢调小 ，直到Uo的值下降5%，此时流经 的电流就是 ，记下 后，要马上调大 的值，以减小稳压器的功耗。当R5（RL）=20欧姆，Uo=8.78V, Io=438.979mA，同理Uo下降5%（8.332V）时，Io=846.644mA,即Iomax=Io.
2．纹波电压的测试
用示波器观察Uo的峰值，（此时Y通道输入信号采用交流耦合AC），测量ΔUop-p
的值（约几mV）。由示波器得出：ΔUop-p=106。845uV
3．稳压系数的测量
按实际连接电路， 在 时，测出稳压电源的输出电压Uo。然后调节自耦变压器使输入电压 ，测出稳压电源对应的输出电压Uo1 ；再调节自耦变压器使输入电压 ，测出稳压电源的输出电压Uo2。则稳压系数为：
因为，在调试中，无法得到自耦变压器，所以只能把电压归算到降压器的输出电压(Ui):
U1=198V,Ui=10.8V,U1=220V,Ui=12.0V,U1=242V,Ui=13.2V
Ui=10.8V时，Uo=8.72V Ui=13.2V时，Uo=8.740V
所以，稳压系数： =0.0022
结论：误差在允许的范围内，本设计已达到要求。
稳压电源范文4
关键词：直流稳压电源；数字可调；STC89C52RC；LM317
1 概述
众所周知，电源是所有电子产品中起着“心脏”作用的关键组成部件，一个“机体”能否正常稳定的工作，“心脏”的好坏起到了至关重要的作用[1]。随着电子技术的发展，人们对电源性能的要求越来越高，不仅要求电源输出直流稳定，更对其输出电压范围的可调性与精度都要求甚高。相对于模拟可调，数字可调更加精确、便捷。故文章设计了一个数字可调直流稳压电源，其具有精度0.01V的步进调制、范围为1.25V-10.00V（可扩展）的直流电压输出、输出误差较小且具有带负载和数码显示功能等特点。
2 总体设计思想及方案
本设计主要采用单片机AT89C52作为处理计算核心[2]，完成外部调节与控制。本系统主要由六个单元模块组成，即电源模块、按键模块、单片机最小系统模块、显示模块、线性电阻模块和电压输出模块。其连接原理框图如图1所示。其中电源模块[3]采用7815与7805芯片分别产生15V和5V的电压给其它模块供电。输出模块采用LM317芯片构成，为了满足LM317的工作特性[4]，故该系统必须为LM317增设一个输入比较的线性电阻模块。线性电阻模块是由若干个阻值以2的指数倍增长的电阻串联而成，它利用继电器和单片机巧妙地将数字信号与模拟信号融合到一起，即线性电阻模块的输出电阻取决于单片机获取的数字信号，从而可以使系统实现一定范围内任意连续可调的电压输出。由于要对输出电压进行数字调节和显示，因此还要增设按键模块和显示模块。显示模块使用4个数码管对所输出的电压进行显示，而按键模块使用4个按键组成，对单片机产生中断信号，使单片机控制LED数码管显示，并且同时计算，控制线性电阻模块的总电阻输出，由于此阻值决定了电源系统最后的输出电压，从而实现输出电压与显示电压的一致。
3 主要单元模块电路分析与设计
3.1 单片机最小系统模块分析与设计
单片机最小系统在本设计中起到接收按键中断信号，控制数码管显示并处理计算，改变线性电阻的输出阻值等作用。该模块电路是由复位电路、时钟晶振电路、电平上拉电路和单片机芯片AT89C52组成。其中时钟晶振电路使用12MHz的晶振，给单片机提供时钟信号，而复位电路采用的是上电复位电路。AT89C52的P2.0到P2.7和P0.0到P0.3引脚连接在线性电阻模块的12个继电器开关上，P3.0到P3.2加上P1.7引脚连接在按键开关上，P3.3为外部中断1下降沿触发，绑在按键开关公共端，P3.4到P3.7引脚端连接在数码管位码上。
3.2 按键模块分析与设计
按键模块是用4个按键对单片机产生中断信号来控制显示模块显示和线性电阻模块的阻值，以便实现输出电压的数字调节。此模块设置的4个按键，其功能分别为：
KEY1：每按键一次加一，输出电压增加1V；
KEY2：每按键一次加一，输出电压减少0.1V；
KEY3：每按键一次加一，输出电压增加0.01V；
KEY_OUT：按键按一次，确认输出电压，使电阻模块去匹配，使输出与显示值一致。
该按键电路是将一个外部中断拓展成多个[5]。按键开关一端接地，另一端通过二极管与电阻接到Vcc上，二极管1N4007的管压降为0.7V，端口8接到单片机外部中断1上。按键没有按下时端口4、5、6、7均为高电平，8也为高电平；每当按键按下，会将端口4、5、6、7对应接地，电平被拉低，8端口也会被拉低从而产生下降沿进入中断从而改变显示模块和线性电阻模块的值的变化。
3.3 电压输出模块分析与设计
电压输出模块主要采用LM317芯片完成转换输出。由于LM317芯片的输入电压一般要比输出电压高3V（即有3V的压降），所以要求其输入Vin接15V的电压。LM317芯片输出电压取决于ADJ端口（1引脚）与V0端（2引脚）之间的电阻R12和1引脚所接的电阻R1，计算公式如（1）所示。
Vo=1.25*（1+R1/R12）+IADJ*R1 （1）
上式中，由于R12为定值电阻，所以输出电压仅仅决定于R1的大小。由于本设计产生的电压在1.25V到10V之间，当Vo=10V时，根据式（1）计算出R1=（10/1.25-1）*512=3968Ω，由于R1来自线性电阻模块的阻值，所以本系统的线性电阻模块采用12位阻值以2的指数递增的电阻串联，可实现从1Ω到4095Ω之间的任何一阻值的选取，即可使系统得到范围为1.25V到10V之间的任意电压输出。由式（1）还可以得到最小精度为1/512*1.25=0.0024V的调节，这样就可满足最小0.01V的步进调制了。
3.4 线性电阻模块分析与设计
此模块，前人大多使用变阻器调节或者数字模拟开关CD4066进行调节[6]，考虑到数字模拟开关存在着较大内阻（大约为50Ω左右）会对线阻总阻值产生较大影响，因此在本设计中，使用继电器来代替数字模拟开关。又考虑到担心单片机的输出电流不够无法驱动继电器导通，于是给继电器添加了一个三极管和一个放电二极管，利用三极管的导通截止特性来加大继电器的驱动电流，以便使单片机可控[7]。也就实现了用数字信号来精确控制模拟电阻总阻值的效果。
每当继电器部分电路接收到单片机传输过来一个高电平时，对应三极管导通，从而使继电器导通，继电器就将其并联的电阻短接，使对应电阻可选择性的接入串行电阻中，从而达到通过数字信号改变电阻总值的目的。例如，获取的数字信号为000101101010B，则对应电阻为28+26+25+23+21=362Ω。
由于继电器导通可认为导线直接连接几乎没有内阻，所以排出了由其内阻影响线阻总阻值的情况。由于此模块中线性电阻采用阻值为1、2、4……2048Ω（阻值以2的指数倍增长）的12个电阻串联而成，根据等比数列的求和公式可得到此模块理论电阻取值范围为1Ω到4095Ω，精度为1Ω。
4 软件程序分析与设计
在软件编程上，采用了中断、延时和数组调用等功能。设定了一个按键为标志位，首先给4个数码管赋予初值，当按键中断信号来了，就可通过循环使LED数码管在不停地扫描显示，只有当按键标志位的中断信号来到时，确认下数码管显示的数值，此时才使单片机内部进入计算阶段，匹配出与之相应的线性电阻的12位二进制代码，并行输出，由于一位二进制数控制一个继电器开关，那么就可得到线阻模块最后与数码管显示匹配的串行输出总阻值；再根据式（1）计算出LM317的输出电压V0，由于IADJ一般在0uA到100uA之内较小，故通常情况下是可以忽略的。但此设计中为了提高精度，不能忽略，因此在程序编写上取个中间值50uA，如此在软件上完成通关按键对显示和电压的控制与调配。
5 系统功能测试分析
5.1 软件仿真测试
使用仿真软件protuse7.10对电路系统进行理论仿真，得到的测试数据如表1所示。
由表1中的测试数据可以看出，该电源系统实现了输出电压在1.25V到10V的调节；由测试数据6和7可以看出，该电源系统还实现了精度为0.01V的电压调节。
测试还得到：把输出电压任意调到5.25V，在其后接一个保护电阻，再继续连接一个绿色LED时，该绿色LED灯能亮，说明该电源系统可以接负载。
5.2 实物电路功能测试
用UT39B型数字万用表测试该电源电路的输出，得到的测试数据如表2所示。
由表2中测试数据可以看出，当测试数据靠近电压范围的两端时误差相对来说较大，但是测试数据越距中间范围时误差越小，几乎为零。究其原因，这与LM317的电压输出计算中的IADJ值有关。IADJ原为变值，而算法中使用的是一个中间值，因此存在这样的波动误差。由于总的平均误差不大，是在误差允许的范围内，所以该电源系统的设计还是成功有效的。
6 结束语
测试结果表明，文中设计的数字可调直流稳压电源的方案相比于市场上其他的方案，更具有控制灵活方便、调节精度细、显示误差小、工作比较稳定等优点，故使用价值更高。当然，该设计也存在功能需要进一步提升的地方，比如如何可以更简便地扩大电压输出范围，算法计算如何更精确来减小显示误差等问题仍需进一步完善。总之，设计高性能的电源是市场所需。
参考文献
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[7]郑锋，王巧芝，等.51单片机运用系统典型模块开发大全[M].北京：中国铁道出版社，2013.
稳压电源范文5
关键词：电子设备；电压；变化
1 技术与指标
电压的不稳定有时会造成许多不良影响，如电压不稳定产生的测量和计算误差，引起控制装置的工作不稳定，甚至根本无法正常工作。因此，为了减小或者避免上述影响，合理的设计出稳压电路是很有必要的。主要技术指标和要求：
（1）输出直流电压UO的调节范围为3-12V，且连续可调；
（2）最大输出电流小于200mA；
（3）稳压系数Sr
（4）能起到过流保护的作用。
大多数直流稳压电源包括变压、整流、滤波和稳压这四个部分。本方案也从这四个部分着手，其中，整流电路选用了单相桥式整流电路，滤波部分选用电容滤波器，稳压环节则采用三端可调集成稳压器W117。
2 总体设计方案论证及选择
2.1 降压电路
电源变压器的是变换交流电的静止电气设备，用来改变交流电压到所需电压值。实际上，理想变压器有P1=P2=U1I1=U2I2。
根据U2/U1=N2/N1，变压器通过改变次级线圈的匝数改变次级电压，由于变压器材料存在着铁损与铜损，所以它的输出功率略小于输入功率。但可以方便的实现所需电压的获得。另外，电源变压器用途广泛，变压稳定，市场购买方便。综上分析，我们选用电源变压器来实现降压功能。将220V的电网电压转换成我们所需要的电压以起到降压的作用。由变压器效率？浊=P2/P1，再根据性能指标要求：UOmin=3V，U0max=12V，选用功率为10W的变压器。
2.2 整流电路
整流电路采用互接成桥式结构的四个单向导通二极管组成。利用二极管的单向导通作用，在交流输入电压U2的正半周内，两个正向二极管导通，反向二极管截止，在负载RL上得到上正下负的输出电压；在负半周内，正好相反，正向二极管截止，反向二极管导通，流过负载RL的电流方向与正半周一致。因此，无论在正半周还是在负半周内，整流电路都能是负载上产生变相不变的脉动直流电压。
单向桥式整流电路中的二极管安全工作条件为：
（1）二极管的最大整流电流必须大于实际流过二极管的平均电流。
2.3 滤波电路
电路工作原理：设变压器次级电压U2的波形为正弦波形，由于采用全波整流的方式，因此在波形的正半周期和负半周期，电源电压U2均能既对RL供电又对电容C进行充电。
现U2按正弦规律上升，当次级电压U2高于UC时，二极管导通，在给负载供电的同时也给电容器C进行充电。随后，U2按正弦规律下降，当U2低于UC时，二极管截止，电容C又经RL放电。另外，当U2先按正弦规律下降再按正弦规律上升即在负半周期时会得到与正半周期相同的充放电情况。因此，在正弦波电压U2的作用下，电容不断进行充放电，从而得到一近似于锯齿波的电压UL=UC，是负载电压逐步趋于稳定。
通过以上的分析，我们得到有关电容滤波电路的如下结论：
（1）电容放电速度的快慢取决于RLC，RLC大则放电速度慢，负载电压产生的电压波动小，负载电压趋于平稳。
2.4 稳压电路
单片集成稳压电源不但克服了稳压二极管的缺点，而且具有较小体积、较高的可靠性、价格低廉等优点。
本课题选用三端可调集成稳压器W117来调节输出电压。
其中Ci用来与电感效应相互抵消，消除自激振荡以保护电路稳定电压，这里取0.3。
C0用来消除输出电压“毛刺”，进一步完善并调整输出电压，这里取1。
3 方案的原理框图
4 总体电路图
通过上述总体方案的论证，我们选用电源变压器来实现降压功能，整流电路选用单相桥式整流电路，滤波部分选用电容滤波器，稳压环节则采用三端可调集成稳压器W117。
参考文献
[1]刘全忠.电子技术[M].2版.北京：高等教育出版社，2004.
[2]秀，张伯尧.电工电子学[M].2版.北京：高等教育出版社，2004.
[3]孙骆生.电工学基本教程[M].4版.北京：高等教育出版社，2008.
稳压电源范文6
关键词 LM5117；降压型开关稳压电源；闭环控制
中图分类号：TN492 文献标识码：B
文章编号：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
开关电源凭借其相对于线性电源的体积小、效率高、可靠性强的优点，在越来越多的场合得到应用。传统的PWM开关电源电路结构复杂，开关频率低，电源功耗高，纹波系数大。随着对开关电源性能要求的不断提高，传统的PWM开关电源逐渐不能满足性能要求，随着半导体技术的迅猛发展。模块化的开关电源控制芯片的优越性能得到越来越广泛的应用，工作频率高，纹波系数小，带负载能力强，便于调试。TI公司生产的军工级新型同步降压控制器LM5117就是优秀代表。
2 LM5117介绍
LM5117是一款同步降压控制器，适用于高电压或各种输入电源的降压型稳压器应用。其控制方法基于采用仿真电流斜坡的电流模式控制。电流模式控制具有固有的输入电压前馈、逐周期电流限制和简化环路补偿功能。使用仿真控制斜坡可降低脉宽调制电路对噪声的敏感度，有助于实现高输入电压应用所必需的极小占空比的可靠控制。LM5117的工作频率可以在50～750 kHz范围内设定。可利用自适应死区时间控制来驱动外部高边和低边NMOS功率开关管（《LM5117技术手册》）。
3 方案描述
为满足题目要求，本系统能够处理两种输入信号：16 V直流输入电压、外部负载R。通过人工方式在两种输入信号之间进行功能的切换，然后通过LM5117为核心的稳压电路，分别实现16 V输入、5 V恒压输出，负载R可变输入、1～10 V电压输出这两种功能。同时利用采样电阻采集电流信号交给比较器控制，进行过流保护，提高系统可靠性。整体设计框图如图1所示。
4 方案设计
降低纹波 本系统采用加强输入输出的LC滤波网络，输入输出信号在送到对应端口之前均采用多个电容并联，大大降低纹波电压；输出端的LC滤波网络选用较小电感（10 μH），降低电路功耗，有助于提高电源效率；输出端采取C1和R21阻容吸收网络，消除尖峰[1]。
负载R检测 本系统使用LM358构成的恒流源电路[2]，将负载R的阻值转化成电压差分信号送入INA118仪表放大器进行放大，经恒流源转化后差分信号Ud与负载阻值R之间满足题目要求计算公式：Ud=R/1k（V）。
Ud被放大后通过运放，成为VOUT输出。
负载R检测如图2所示。其中，U1A构成恒流源，RL为待测负载R（仿真电路中条件RL=5k），U2的INA118P为仪表放大器[3]，处理恒流源转化的电压差分信号R3/R5和R6/R4分别构成的分压电路和比例电路。
稳压控制 本系统采用以LM5117芯片为核心的稳压电路，内部高增益误差放大器产生一个与FB引脚电压和内部高精度0.8 V基准之差成正比的误差信号。选取合适的RCOMP、CCOMP和CHF构成π型环路补偿元件，连接至COMP引脚的误差放大器。选取合适的反馈调节网络，使输出电压稳定到需求值[4]。
过流保护 LM5117芯片的UVLO端口是欠压锁定编程引脚。当UVLO引脚低于0.4 V时，稳压器处于关断模式，所有功能被禁用。如果UVLO引脚电压高于0.4 V并低于1.25 V，稳压器随VCC稳压器运行而处于待机模式，此时SS引脚接地，且HO和LO输出端不会切换。决定利用这一特性，使工作电流超过额定电流时强制拉低UVLO口的电压至0.4 V～1.25 V之间，将LM5117芯片置于待机状B。
采集输出电流，将取样电压与达到额定电流时的电压进行比较，将比较结果使用CD4013进行锁存，并反接肖特基二极管SS14，使过流时的UVLO端口钳位到0.7 V，达到过流保护的效果[5]。过流保护如图3所示。主电路整体原理图如图4所示。
5 测试方案与测试结果
首先，将本系统与外部直流电源相连接，调节直流电源输出电压，使得系统输入UIN=16 V，保持恒定。调节负载大小，当IO=0.2IOMAX，记录UO，即为轻载输出电压；当IO=IOMAX，记录UO，即为满载输出电压，计算负载调整率SI。
其次，调节直流电源输出电压，当系统输入UIN=13.6 V和UIN=17.6 V时，分别记录UO13.6V、UO17.6V，计算电源电压调整率SV。
再次，调节直流电源输出电压，使得系统输入UIN在13.6～17.6 V范围内变化，在其中选取5组不同输入电压值进行测量。记录不同输入电压UIN分别对应的输入电流IIN、输出电压UO以及输出电流IO，计算转换效率η。
最后，调节直流电源输出电压，使得系统输入UIN=16 V，保持恒定。改变外接待测电阻R大小，测量并记录不同阻值下对应的输入电流IIN、输出电压UO以及输出电流IO，计算转换效率η。
测试结果如表1～表4所示。
经测试，本系统能够完成题目所有的设计性能要求。并且在负载调整率及转换效率方面均优于设计要求。
6 结论
通过一系列功能测试，本系统以LM5117为核心设计稳压电路，实现16～5 V的DC-DC电压变换，同时能够检测外接负载R大小并根据一定的公式调节输出电压。经测试，系统能够实现所有要求，并提高电源效率达到91%以上，负载调整率降至0.4%，同时将纹波电压峰峰值控制在20 mV
以内，是一款性能优良的降压型直流开关稳压电源。
参考文献
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