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直流稳压电源的设计方法范文1
以“直流稳压电源”为载体，对运用Protel 99SE进行设计电路的方法进行了详细而深入的讲解。
关键词：直流稳压电源；Protel 99SE；设计电路的方法
中图分类号：
TB
文献标识码：A
文章编号：16723198（2015）11018002
0概述
Protel 99SE是电子设计自动化软件之一。它是电子设计工程技术人员设计和制作PCB常用的软件，能进行电路原理图绘制、电子元器件库和封装库制作、PCB设计等工作，功能完善。本文结合“直流稳压电源”电路讲述PCB设计的过程与方法。从电路原理图到PCB大致分为三个步骤，即绘制电路原理图、生成网络表、设计PCB。
1“直流稳压电源”原理图绘制
打开Protel 99SE软件，创建一个名为“直流稳压电源”的设计数据库文件。在“直流稳压电源.ddb”中，新建一个电路原理图文件，命名为“直流稳压电路.Sch”，打开该文件，设置图纸大小、规格等参数。
放置“直流稳压电源”电路需要的元器件，如果在现有的元器件库中没有找到相应的元器件，则需要载入新的元器件库。值得注意的是，如果软件自带的原理图元器件库中无法找到原理图所需要的元器件，则需要重新建一个新的元器件库文件，自己设计元器件。其元器件列表如图1所示。
将放置好的元器件按原理图的要求用导线、I/O端口、网络标号等连接起来，完成原理图的绘制。
绘制好的“直流稳压电源.Sch”如图2所示。
2电气规则检查与生成网络表
电气规则检查（Electrical Rule Check）是Protel 99SE提供的对电路进行电气规则检查，对电路规则、电路连接、网络标号等方面进行检测，确保电路的合理。电气规则检查可检查原理图中是否有电气特性不一致的情况。如果出现不合理的电气冲突现象，Protel 99SE会按照设计者的设置以及问题的严重性分别以错误（Error）或警告（Warning）等信息来提示设计者注意。其操作方法是执行菜单命令Tools＼ERC打开如图3所示的“Setup Electrical Rule Check”对话框。
该对话框包括Setup和Rule Matrix两个选项卡，它们主要用于设置电气规则的选项、范围和参数，然后执行检查。
网络表（Netlist）是各类报表中较为重要的一个，是电路原理图与PCB间的桥梁，是自动布线的基础。网络表的内容从主要为原理图中元件的数据（元件编号、元件类型或封装信息）以及元件之间网络连接的数据。执行菜单命令Design＼Create Netlist，弹出“Netlist Creation”对话框，如图4所示。
网络定义结束
网络定义以“（”开始，以“）”结束，将其内容包含在内。定义网络首先要定义该网络的各个端口。
3PCB设计
首先，新建一个PCB文件，确定电路板的边界、板层、布局、布线等要求。然后定义电路板的形状和大小。
然后加载网络表、按设计要求布局、布线。完成布线后，对元器件和走线做一些调整，为了方便调试和维修，对相应的线路进行敷铜。敷铜通常指以大面积的铜箔去填充布线后留下的空白区，可以铺GND的铜箔，也可以铺VCC的铜箔。包地则通常指用两根地线（TRAC）包住一撮有特殊要求的信号线，防止它被别人干扰或干扰别人。PCB图如图5所示。
敷铜是以大面积的铜箔去填充布线后留下的空白区，对于短路或容易烧毁的元器件，可以铺GND的铜箔，也可以铺VCC的铜箔（但这样一旦短路容易烧毁器件，最好接地，除非不得已用来加大电源。
4结语
Protel 99SE是电子类专业尤其是硬件设计工作者进行电路设计与制作的必备技能，需要长期的实践。
参考文献
直流稳压电源的设计方法范文2
关键字：直流稳压 整流 滤波 变压器
市电220V AC经过变压、整流、滤波、稳压四个过程后形成了所需要的直流稳压电源，实现了市电220V向直流电压的转换如图1所示。设计直流稳压电源的过程恰好和上述过程相反，应先从最右边的直流电压稳压输出部分开始，向左边推导、设计电路。
现直流稳压电源设计步骤归纳如下：
1、确定电源的输出电压UOUT、最大电流IOUT
首先应先确定电源的电压和电流，同时能够确定负载电路的功率。设计直流稳压电源最终是为了给负载供电，所以在设计之前就要搞清楚负载到底需要多大的电压和电流。负载的工作电压一般都可以通过分析电路获得。例如负载可能是一只灯，也可能是一台收音机或者电视机等电子设备。作为负载一般都有额定工作电压，即电压是一个某一固定值或一定范围的值，为分析问题方便我们一般选择电压固定输出，即UOUT确定。负载的电流往往不是一个恒定值，大部分负载所需电流会随着状态的改变而变化，如负载电流会随着音量的升高、显示器画面亮度的增加而增加。在电源设计时我们要计算出电流可能出现的最大值，这个值我们记为IOUT。
2、稳压电路设计
假设负载工作电压为UOUT = 5V DC，最大电流为IOUT = 500mA。电流和电压78系列三端稳压器所能承受的最大电流，故考虑使用78系列三端稳压器进行稳压。7805三端稳压器能够提供5V稳定电压和最大1.5A的输出电流，故选之。
3、整流滤波设计
整流选择桥式整理，整流管选择常见的1N4007。
滤波可以选择用大容量点解电容进行滤波，理论上滤波电容容量大滤波效果好，一般选取时根据电路的功耗来估算，负载功耗小一般取1000μF；负载功耗大，或对电源要求质量高的电路，例如音频功率放大器，电容取值一般较大，有时取值在10000μF以上，本电源中取1000μF电容即可。
确定电容容量的同时要注意其耐压值不能小于施加在其两端的电压，否则电解电容可能会因为电压过高发生爆裂。本设计中选取耐压值要考虑变压器副线圈电压的大小，在此先选择耐压为25V的点解电容，滤波电容确定为1000μF/16V的电解电容。
在滤波电容和稳压器之间为克服导线的电感效应而加一只小电容，该电容的容量为0.1μF～1μF之间，本设计中选择0.1μF/16V电容。
在稳压器输出端加滤波电容以稳定输出电压，该电容不用太大，选择470μF/16V。
4、变压器选择
变压器能通过原副线圈的匝数比来改变输出电压。在该设计中我们选择能将市电220V AC电压值变小的降压变压器，到底变压器副边线圈输出电压多大才合适呢？
首先考虑78系列三端稳压器输入端IN电压至少要比输出端OUT 高出3V，所以整流滤波之后电压应大于5V+3V = 8V。
其次假设变压器经变压之后副边线圈电压有效值为U2则U2 = 8/1.2 = 6.7V，所以变压器选择副边线圈电压为8V的比较合适，
变压器的最大功率应该考虑负载的功耗，负载的最大功耗为POUT = = UOUT ×IOUT = 5×0.5=2.5W，考虑一定的余量应该选择的变压器功率大于3W，所以本次设计的变压器功耗为3VA，这样表示指的是变压器的视在功率为3VA。
再回头看一下7805输入端电压为8V，我们选择电容的耐压值都是16V，能满足条件。
至此，我们已经确定了直流稳压电源的各个部分，该电源的原理图如图所示：
参考文献：
[1]模拟电子技术基础，华成英，高等教育出版社.
[2]电子设计从零开始，杨欣，清华大学出版社.
[3]模拟电路项目教程， 张杰，韩敬东，北京交通大学出版社.
作者简介
王然升（1980年3月），男，汉族，山东诸城人，讲师，烟台师范学院，学士，主要从事电子电路方面的教学工作。
直流稳压电源的设计方法范文3
关键词：“教学做”一体化；直流稳压电源；自主探究
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2012）08-0087-02
课程与教学理念
《电子技术基础与技能》课程 “直流稳压电源”是中职国家规划教材《电子技术基础与技能》第四章的内容。《电子技术基础与技能》是集理论、技能教学于一身的课程。针对电子技术应用专业的特点，应以在生产一线从事电子产品设计与生产的技能型人才所必需的知识、能力和素质要求为基本依据，以完成一个真实的项目为主线，整合优化本课程的教学内容，设计教学环节与教学方法，提高学生发现、分析和解决问题的能力，从而使学生形成严谨的探究意识，提升学生职业能力。
教学理念 鉴于本课程理论实践一体化的特点，应将“教学做”一体化理念贯穿整个教学过程，如图1所示。把直流稳压电源作为一个项目，分成若干个学习单元，每个学习单元又遵循学习规律，小步走，步步递进，逐步实现，最后达成教学的最终目标。在教学时，应以学生自主学习为主线，通过一个个学习任务驱动，让学生在做中体会、联系实际，激发学生的情感参与，增强学生的团结合作意识，培养学生的创新精神。
教学目标及教学重点、难点
教学目标 根据本节课的教学内容及特点，笔者参照布卢姆提出的行为目标分类体系，将本节课的教学目标划分为如下三个层次：认知领域、动作技能领域及情感领域，如表1所示。
教学重点和难点 教学重点是利用实际电路的安装和测试，学习电子技术基础理论知识和方法；教学难点是串联型稳压电路原理的探究。
教学资源准备与教学方法
教学资源准备 （1）环境资源：学生在电子电工实训室上课、学习、实训。（2）信息资源：在生活、课堂、书本之外通过多渠道获取整流电路相关信息，如图书馆、互联网。（3）设备资源：电子电工实训台、万用表、示波器、电烙铁等。（4）材料资源：万能板、直流稳压电源PCB板、焊锡丝、整流二极管、三极管、变压器、发光二极管、电阻等元器件。
教学方法 （1）项目教学、做中悟理：采用一个教学项目贯穿整个教学过程的方法。整个项目分成四个学习单元，每个学习单元前后联系，从陌生元器件识别、检测、特性的研究，到电路的组成、安装、测试，再到对测试结果进行研究、分析和讨论，最后探究电路原理。这样，做到做中学、做中教、“教学做”一体化，理论联系实践，实践探究理论，培养和提高学生学习电子技术理论和实践操作技能。（2）自主探究、引导发现：通过本项目的学习，学生不仅要掌握器件检测、安装焊接技能，更要掌握电子技术基础理论，所以，培养学生学习方法和思路显得尤为重要。自主探究、引导发现的教学方法能更好地发挥学生的主动性，促进知识内化，激发兴趣，提升学习能力。
教学过程设计与成果
教学过程设计 （1）根据直流稳压电源的组成和功能，分成四个学习单元开展教学，如图1所示。每个学习单元前后联系紧密，逐个推进，层层深入，最后实现整个教学目标。（2）每个单元具体教学过程设计如图2所示。（3）直流稳压电源电路每个单元的学生活动和教师活动如表2所示。
教学评价与反思
教学评价 以就业为导向，实施有效的评价策略，能起到更好地促进学生职业能力发展的效果。每个学习单元为一个阶段，每个阶段都进行三方面的评价：（1）知识目标达成度评价。根据直流稳压电源知识目标要求，对学生掌握情况进行评价，可以采用书面试卷的形式考核。（2）技能目标达成度评价。根据直流稳压电源电路安装与调试的技能要求，对学生的动手实践技能进行评价，可以采用自评、小组评、教师评等形式进行。（3）情感态度评价。根据情感态度目标，对学生的参与状态、协作状态、思维状态和情感状态等进行评价，也可以采用自评、他评、教师评的形式进行。最后进行总体评价，评价出“焊接技术最优”线路板和“性能最优”线路板、“知识掌握最优个人”等。
教学反思 （1）项目教学、做中悟理的教学方法，增强了学生的主体意识，提高了学生的学习积极性，学习效果事半功倍。同时，学生在完成项目的过程中，通过自由讨论，互相学习，不仅增进了相互了解，还加强了团队的合作意识。更重要的是，项目的完成改变了学生的学习模式，提高了学生的自学能力和创新能力。（2）自主探究、引导发现的教学方法，是以一个完整的项目为主线，以学生为主体，以教师为主导的教学法。因此，在完成项目的过程中，教师不仅要教授学生知识和技能，更要让学生学会自主学习和独立正确操作。（3）通过学习单元的逐个递进，不断地提出问题、分析问题和解决问题，驱动学生主动地去学习，不但可以使学生掌握许多新的基本知识与技能，同时可给他们营造了一种竞争的环境，在完成每个学习单元的过程中，使学生不断地获得学习的自信和创新的动力。
参考文献：
[1]马成荣.职业教育课程开发及项目课程设计[M].南京：江苏科学技术出版社，2006.
[2]黄双燕.谈项目教学法在《电工基础》中的应用[J].硅谷，2010（21）.
[3]李丽.优秀教师提升课堂实效的101个问题[M].长春：吉林大学出版社，2010.
[4]张金华.电子技术基础与技能[M].北京：高等教育出版社，2010：94-105.
[5]陈其纯.电子线路[M].北京：高等教育出版社，2001：119-127.
[6]周德藩.走进陶行知[M].北京：高等教育出版社，2010：71-92.
[7]王树瑾，阴其越.《电工电子技术》课程“教学做”一体化教学模式的研究[J]科技创新导报，2011（4）.
直流稳压电源的设计方法范文4
关键词 STM32单片机；控制；无线遥控；直流减速电机
中图分类号：TP87 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）01-0031-02
目前在政府部门、学校、企业，商场等场所在一些特定时候都会悬挂条幅，然而悬挂条幅一般都采用人工悬挂的方法具有一定的危险性。随着信息时代的飞速发展，特别是自动控制与单片机控制的发展，可以应用自动控制系统来完成对条幅的悬挂。本文基于stm32单片机设计了一种可遥控自动条幅悬挂系统，采用STM32F103C8作为主控芯片，该芯片性能高、成本低、功耗低，保证了所设计系统的稳定可靠。
随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们也越来越追求物质的使用方便安全，本文所设计的可遥控自动条幅悬挂机，通过无线遥控器来控制条幅的升降，它集成了机械，电子，计算机控制于一体。通常人们悬挂条幅时都是人工操作，不仅工作效率低，而且还就具有高风险，操作不当，人们就会受到伤害。因此我们研究设计了可遥控自动条幅悬挂机，它代替了人工悬挂条幅，降低了危险，提高了工作效率。
1 系统总体结构
图1 自动控制升降条幅系统框图
系统框图如图1所示，stm32单片机是核心控制芯片，最高工作频率为72 MHz，满足本系统处理速度和实时性需求。工作过程通过无线遥控，由单片机发出指令，对控制电机的继电器进行驱动，让电机正转或反转，控制条幅升降。直流稳压电源部分设计采用LD3985，WRB1205ZP实现隔离稳压电源为电路板中数字部分供电，K7805为非隔离稳压电源为模拟部分供电；报警系统部分设计采用霍尔电流检测的方法，当电机没有正常工作或条幅超重时，通过电流传感器采集电机电流信号，以实现负载过高、电机异常等状态的判断与报警；无线遥控模块，采用433M频率传输芯片实现10 m内的控制信号传输；直流减速电机控制部分设计采用单片机控制继电器的开闭，进而控制直流减速电机的转动。
2 系统主要硬件设计
2.1 直流稳压电源设计
本系统的内部电路供电电源为12 V，但是由于一些芯片的工作电压为5 V和3 V所以设计以下降压电路如图2所示，12 V电源给直流减速电机供电，5 V给光耦原件、继电器、电流传感器供电，3 V给stm32主控芯片及蜂鸣器供电。
2.2 报警系统设计
此报警系统是通过基于霍尔感应原理的电流检测芯片输出一个线性的电压信号给单片机，来判断电机是否正常工作。如果横幅超重电机超负荷工作则常蜂鸣器报警、黄色指示灯亮。当电机正常工作时，电流检测芯片输出一个合理的电压信号，此时绿灯亮；当电机遇故障或严重超负运行，则电机会自动断电保护并发出声光报警，进而达到报警和保护的目的。设计选用的是ACS712一种线性电流传感器，该器件内置有精确的低偏置的线性霍尔传感器电路，能输出与检测的交流或直流电流成比例的电压。具有低噪声，响应时间快。
图3 电流传感器电路图
2.3 直流减速电机的控制设计
直流减速电机为条幅升降系统提供动力，本设计通过stm32单片机来控制继电器的开闭从而改变直流减速电机两端电压极性，即控制电机的正反转，实现条幅的升降。在单片机与继电器之间，采用了光电隔离技术，能够有效地避免在电机转动时对主控芯片的干扰。
图4 继电器控制电路
2.4 无线遥控模块
本模块采用433M频率传输芯片，通过遥控器发出指令，由传输芯片传给单片机，再通过单片机来控制电机转动，达到条幅升降的效果。433 MHz无线收发模块，低功耗，低速率，低成本，准确有效，安全可靠。当电压变化时发射频率基本不变，和发射模块配套的接收模块无需任何调整就能稳定地接收。
3 系统软件设计
本设计利用的是keil4编译环境，通过J-LINK把程序下载到stm32单片机中。具体的程序框图如图5所示。
3.1 硬件调试
硬件调试采用单独模块调试，然后系统整体运行调试的思路。
1）直流稳压电源调试：通过系统内部供电12 V，依次用万用表测得LD3985的输出电压是否为5 V，WRB1205ZP的输出电压是否为5 V，K7805的输出电压是否为3 V，若满足要求的则直流稳压电源工作正常。
2）报警系统与直流减速电机控制模块调试：通过单片机控制继电器，能否控制电机的正转反转，若能则直流减速电机控制模块工作正常；当电机正正转时，卡住电机使电机不能正常工作，此时蜂鸣器是否报警，若报警则报警系统工作正常。
3）无线遥控模块调试：通过无线模块调试，当按下“A”键时，电机正转；当按下“D”键时，电机停止转动；当按下“B”键时，电机反转；当电机在堵转的情况下，电机停止工作并且蜂鸣器和黄色指示灯报警，按下“D”键时确认取消报警。若各个功能均能正常工作则无线模块调试成功。
图5 具体程序框图
3.2 软件调试
采用模块化设计，结构清晰，各个模块对应功能明确，在调试采用逐步的方法，先对各个模块在线调试，当各部分功能实现后，再对整个系统主程序完整调试。全部采用C语言编写，除语法与逻辑差错外，当确认程序没问题是，可下载到单片机运行调试。
4 实施效果
将制作好的条幅挂在条幅悬挂机上，接通电源，手持遥控器按“A”键，则条幅将随着电机的转动向上运动，此时绿灯亮电机运行正常；当条幅上升到目标位置时，通过该位置的接近开关使横幅自动停止绿灯熄灭，如果在特定场合需临时调整高度也可以手动调节；当活动或会议结束，需要撤下条幅时，通过“B”键控制电机反转使条幅降下来，按“D”键横幅停在指定位置；当电机堵转时电机会自动停止工作并发出声、光报警，经工作人员确认故障后按“D”键取消报警；当条幅超过一定重量产生安全隐患时，则蜂鸣器和黄色指示灯报警。
该装置实现了以下功能。
1）实现对条幅的自动悬挂和自动降落功能。
2）实现无线遥控器对条幅悬挂机进行控制。
3）实现具有超重自动报警、电机异常报警功能。
因此我们所设计的基于stm32单片机的可遥控自动条幅悬挂机的优点，代替人工手动升降条幅，缩短会场布置时间，降低危险；悬挂机体积小，具有防雨功能，适用与室内以及室外场合，安装更加方便。
5 结论语
此可遥控自动条幅悬挂机经过我们多次的实践和检测，可以实现对条幅的可遥控悬挂，满足在各种条件下对条幅正常悬挂的要求。同时具有结构简单、牢固、操作灵活省力、性能可靠并便于养护维修的特点。因此，基于stm32单片机的可遥控自动条幅悬挂机有着很好的应用前景，在生产生活中会用广泛的应用。
参考文献
[1]STM32F10X数据手册[M].2001.
直流稳压电源的设计方法范文5
要培养出适应社会需求的技能型、应用型人才，这就对高职院校提出新的要求，改变传统的课程教学模式，要使理论教学与实践教学有机地结合在一起，有效解决学生学习中的理论与实践结合的问题，就要开展教学理论与实践有机结合的教学模式，提高和强化学生动手能力。“教学做”一体化正是实现新的高职课程教学目标的有效手段。从教学改革入手，要求把教师的教与学生的学有机结合起来，做到边教边做、边学边做，在做中学，在学中做，从做中找出差距及时更正，重新复习所学的理论知识，再重新动手操作，学生学的过程也是融入做的过程。教师教完了整个项目，学生不仅学会了相关的理论知识，也学会实际的操作，使所学的理论得到实操的验证，专业技术学会了，技能也得到加强。
2如何进行“教学做”一体化教学
“教学做”一体化教学模式也是一种项目驱动教学模式，是在老师的指导下，将项目交给学生，从信息的收集、方案的设计到项目实施及最终评价，都由学生负责。每个项目设置了多个任务，以任务为主线、教师为主导、学生为主体，将所要学习的新知识隐含在这些任务中，学生通过对所提出的任务进行分析、讨论，学生在完成任务的过程中在老师的指导、帮助下找出解决问题的办法，从而实现对所学知识的掌握。“教学做”一体化教学一般包括“项目设计———项目实施———项目评价”等环节。通过“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”等一系列完整的行动来实施教学活动，在“做中学，在学中做”，理论和实践有机的融合到了一起，教学往往能达到事半功倍的效果。例如，在“学习情境一直流稳压电源的分析与实践”模块中，项目分成“掌握用万用表识别与检测二极管、稳压二极管、电解电容、发光二极管的方法”，“用数字电压表和示波器观察、测试二极管单相桥式整流电容滤波硅稳压管稳压电路的波形和输出直流电压值”，“能按工艺要求进行电路的装配与调试”，“能排除装配、调试过程中出现的故障现象”4个任务，让学生先了解要制作一个直流电源，不是照着电路图进行机械装配，还要了解其每个部分的作用，从而激发起学生的学习兴趣。在提出任务后，教师可以对任务进行描述：在电子设备中，内部电路都由直流稳压电源供电的。直流稳压电源在使用时，能向负载提供一个稳定的直流电源。电路由四部分组成：变压、整流、滤波、稳压。其中变压电路由电源变压器将市电220V电压降到电路所需的交流值，整流电路由半导体二极管构成的单相桥式整流电路组成，把变压器次级交流电压变换为脉动直流电压，再经过电容滤波后送给稳压管组成的并联型稳压电路得到一个平滑的符合负载需要的直流电压。让学生了解该项目情境，再分别列出完成这些任务必须要掌握的知识点和必须具备的技能，使得学生能够明确自己通过此项目训练得到那些收获。这样，学生能在任务的驱动下，带着兴趣学习，为了完成感兴趣的实训项目，而学习必须掌握的理论知识；为了顺利实现项目，必须按照技能要求来操作，最后大部分学生都圆满完成了设置的任务，不仅学习专业知识和技能，而且能够通过经历工作过程提高自身的职业素养，达到教学目的。其它的项目情境也是一样，理论是依据设置的实践项目而展开的，实践是依据教师传授的理论知识而开展的，两者相辅相成。理论教学遵循够用为原则，相应的设定需要掌握的实践操作技能。实践知识以深化为原则。实践不仅可以促进学生技能水平的提高，而且可以检验理论、深化理论。因此，在项目制定中，实践教学部分要充分考虑理论知识的延伸，真正体现做中学的理念。理论与实践只有有机的结合到一起，通过一体化教学方式，才有可能促进学生综合职业能力的提高，为学生的就业和职业生涯发展提供必要条件。
3结论
直流稳压电源的设计方法范文6
关键词： 煤矿用直流稳压电源 井下通信专用开关电源本质安全
1.引言
煤矿用直流稳压电源是保证煤矿监控系统安全、有效、准确工作的重要设备。它广泛应用于井下通讯、信号采集处理、过程监控等环节，它的技术先进性、功能适应性，以及产品的质量对整个系统的可靠性和性能价格比有着重要的影响。根据资料显示，电子设备的故障大约70%是由于电源引起的［1］。所以，直流稳压电源的性能将直接影响煤矿的安全生产。
2.通信电源系统及电磁兼容和防雷设计
通信电源系统由交流供电系统、直流供电系统和接地系统组成，交流供电系统由主用交流电源、备用交流电源、高压开关柜、电力降压变压器、低压配电柜、低压电容器屏和交流调压稳压设备及连接馈线组成的供电总体［2］。由整流设备、直流配电设备、蓄电池组、直流变换器、机架电源设备和相关的配电线路组成的总体称为直流供电系统［3］。
根据对象不同，可采取不同的供电方式，主要供电方式有：整流器独立供电方式，也称没有蓄电池的直流供电方式。电信系统经过整流器，从市电直接获得直流电的供电。高频开关整流器，也称无工频变压器整流器［4］，主要有三部分组成：主电路、控制电路和辅助电源。
电磁兼容（EMC）是表示一种状态的特征，即各种电气设备正常工作互不干扰，它们对其它电气设备不产生电磁干扰，并具有抗外界电磁干扰的能力，因而在同时运行时，各自的功能不受到影响，同时也不受到自然电磁现象［5］，如闪电雷击的影响。
电磁骚扰分为传导骚扰和辐射骚扰。
（1）骚扰限值
电源端口传导骚扰值。当采用准峰值检波测试仪所测试的骚扰值不大于平均值限值时，则认为受试单元满足了两种极限值，就不必在用平均值检波测试仪进行测试。如果测试仪上所示读数在极限值附近波动，则读数的观察时间不少于15s，记录最高读数，孤立的瞬间高值读数忽略不计。电信电源设备信号/控制端口的传导骚扰限值待定。
（2）辐射骚扰限值
在电源系统中经常受到过电压的干扰，过电压产生于下列主要原因。
（1）雷电过电压，包括受直击雷和感应雷产生的雷电过电压。
（2）电源系统内部过电压，包括工频过电压、操作过电压和谐波过电压。
按照YD5078―98通信行业标准《通信工程电源系统防雷技术规定》根据电源设备安装地点条件和额定工作电压的不同，在电信工程中，电源系统按耐雷电冲击指标分为5类。氧化锌压敏电阻是电信电源设备主要采用的避雷器，由于它性能优越、结构简单、小型可靠，得到广泛应用，并有替代过去使用阀式避雷器的趋势。压敏电阻的规格以压敏电阻值和耐流能力表示。主要技术指标有冲击击穿电压、残压和耐流能力，与放电管比较，响应速度快，耐流能力可达10 K（8/20 μs电流波形）。
作为本质安全防爆开关电源，其设计和评价本质安全电路的基本依据是电火花的最小点燃能量。当电路中的电火花能量达到一定数量级时，将会引燃爆炸性混合物，造成不可估量的损失。因此，在设计本质安全防爆开关电源时，必须严格按照本质安全防爆的要求进行设计，也就是其放电火花能量不能大于最小点燃能量。
3.电信电源设备和系统的可靠性分析
可靠性就是在规定的条件下和规定的时间区间内完成规定功能的能力。可靠性对于电信十分重要，这是因为电信设备乃至由它构成的电信系统日趋电子化，电信设备乃至由它构成的电信系统越复杂，出现故障的概率越高。
可靠度，产品在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的能力的概率称为该产品的可靠度。
（1）平均失效率
λ（t）==
将上式改写成微分方式，得到：
λ（t）=-
（2）平均寿命与平均维修时间。使用寿命是产品在规定的条件下从规定时刻开始，到失效密度变到不可接受或产品的故障被认为不可修理时的时间区间。
根据可靠度的定义，一种产品在t时刻内正常工作的概率为R（t），则按照统计理论，该产品寿命的数学期望值亦即使用寿命T可表示为：
T=?蘩R（t）dt=?蘩edt=
电信电源系统的可靠性估算。
对于电源系统，则要根据具体的电路结构、构成系统各种电源设备在考察情况下的可靠性用估算的方法估算其可靠性。为此，必须把物理结构的供电系统图，改变成表示构成电源系统的各个部分在电路中关于可靠性的逻辑关系的方框图。其供电方框图如图1所示。
（1）交流电源部分的稳态不可用度U和平均恢复前时间MTTR。二类市电的年稳态不可用度应小于3×10，平均故障持续时间应不大于6h；柴油发电机组运行过程中的故障率极低，其平均失效间隔时间MTBF应不小于600 h，远低于启动失败率，可靠性估算中可予忽略。由于市电与柴油发电机组并联，再与交流配电屏串来联，先计算并联柴油发电机组的U。
计算市电与柴油发电机组并联的MTTR为：
MTTR===0.462
由于市电与柴油发电机组并联后，再与交流配电屏串联，故交流电源部分的平均恢复前时间MTTR为：
MTTR=
==0.534
（2）整流器以前部分的稳态不可用度U和平均恢复前时间MTTR。首先计算两台整流器并联的稳态不可用度Uzs。
单台整流器的平均失效间隔时间MTBF为5×10 h。由以下公式可求出单台整流器的MTTR：
U=
MMTR==0.33（h）
由于两台整流器并联，故：
MTTR=×0.33=0.165（h）
交流电源部分与整流器串联，故整流器以前部分的稳态不可用度U为：
U=U+U=4×10+ 4.356×10≈ 4×10
整流器以前部分的MTTR为：
MTTR=
==0.534
4.主电路设计
4.1充放电控制电路的设计
系统选择的STSR12M7.0AT型蓄电池在使用时要防止过充电和过放电，一般限制在±10%左右的额定电压以内。对于12 V的铅酸蓄电池，其充电电压最高为13.2 V，最低放电电压为10.8 V，三个12 V铅酸蓄电池串联使用时，则最高充电电压为39.6V，最低放电电压为32.4 V。
4.2DC/DC变换器的设计
AC/DC是交流和直流连接部，此时的额定电压为220/380ACV，模拟雷电压冲击波电压峰值为2.5kV（1.2/50μs），模拟雷电流冲击波电流峰值为1.25 kA（8/20 μs）。选择相应的避雷器产品满足其要求［6］。
单片开关式集成稳压器被誉为新型高效节能稳压电源，其电源效率可达90%以上。由于它把开关电源所需的基准电压源、锯齿波发生器、脉宽调制器（PWM）、功率输出级（即开关功率管）和各种保护电路全部集成在芯片中，实现了单片集成化，因此它在各种开关电源中的集成度最高、功能最全、性能优良而电路非常简单［7］。
5.结语
煤矿用直流稳压电源是保证煤矿监控系统安全、有效、准确工作的重要设备。长期以来一直是井下监控系统稳定、可靠工作的关键所在。它广泛应用于井下通讯、信号采集处理、过程监控等环节，它的技术先进性、功能适应性，以及产品的质量对整个系统的可靠性和性能价格比有着重要的影响。
本文创新点：针对煤矿井下湿度大、矿尘大、电磁干扰大，以及空间小、工作场所分散等这些特殊要求，设计了井下通信专用开关电源，符合本质安全型输出的要求，特别是本质安全信号在传输电缆断裂等各种故障情况下，均不能导致燃烧和爆炸事故的发生。还可在75%―115%的输入电压范围内能稳定工作，并有足够的功率输出，满足不间断供电，安装使用也比较方便，可靠性和供电质量都非常高。
参考文献：
［1］户永清.高性能开环直流稳压器设计［J］.微计算机信息，2006，（02）.
［2］张立森，王立志，邵一丹.基于CMOS的开关电容DC-DC降压变换器［J］.微计算机信息，2007，（20）.
［3］朱雄世．新型电信电源系统与设备．人民邮电出版社，2002.
［4］李爱文．现代通信基础开关电源的原理和设计．科学出版社，2001.
［5］白同云，吕晓德．电磁兼容设计．北京邮电大学出版社，2001.
［6］张卫平等．绿色电源―现代电能变换技术及应用．科学出版社，2001.
［7］王英剑，常敏慧，何希才.新型开关电源使用技术.电子工业出版社，1999.
