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直流稳压电路的设计范文1
关键词：变压；整流滤波；稳压；
中图分类号：S611 文献标识码： A
1、引言
直流稳压电源是电子技术常用的设备之一,广泛的应用于教学、科研等领域。传统的直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。普通直流稳压电源品种很多, 但均存在以下问题: 当输出电压需要精确输出, 或需要在一个小范围内改变时(如1. 05～ 1. 07V ) ,困难就较大。二是稳压方式均是采用串联型稳压电路, 对过载进行限流或截流型保护, 电路构成复杂,稳压精度也不高。
传统的直流稳压电源通常采用电位器和波段开关来实现电压的调节,并由电压表指示电压值的大小. 因此,电压的调整精度不高,读数欠直观,电位器也易磨损.而基于单片机控制的直流稳压电源能较好地解决以上传统稳压电源的不足。随着科学技术的不断发展,特别是计算机技术的突飞猛进,现代工业应用的工控产品均需要有低纹波、宽调整范围的高压电源,特别是在一些高能物理领域,急需电脑或单片机控制的低纹波、宽调整范围的电源。
从上世纪九十年代末起，随着对系统更高效率和更低功耗的需求，电信与数据通讯设备的技术更新推动电源行业中直流/直流电源转换器向更高灵活性和智能化方向发展。在80年代的第一代分布式供电系统开始转向到20世纪末更为先进的第四代分布式供电结构以及中间母线结构，直流/直流电源行业正面临着新的挑战，即如何在现有系统加入嵌入式电源智能系统和数字控制。
在家用电器和其他各类电子设备中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。但在实际生活中，都是由220V 的交流电网供电。这就需要通过变压、整流、滤波、稳压电路将交流电转换成稳定的直流电。滤波器用于滤去整流输出电压中的纹波，一般传统电路由滤波扼流圈和电容器组成，若由晶体管滤波器来替代，则可缩小直流电源的体积，减轻其重量，且晶体管滤波直流电源不需直流稳压器就能用作家用电器的电源，这既降低了家用电器的成本，又缩小了其体积，使家用电器小型化。
2、方案论证与比较：
方案一: 采用单级开关电源，由220V交流整流后，经开关电源稳压输出。但此方案所产生的直流电压纹波大，在其后的几级电路中很难加以抑制，很有可能造成设计的失败与技术参数的超标。
方案二：并联式稳压电源，电路简便易行，所用元器件相对较少，当负载电流恒定时稳定性相对较好，其突出优点就是可承受输出短路。但是效率低于串联式稳压电源，输出电压调节范围较小，尤其是在小电流时调整管需承受很大的电流，损耗过大，因而不能采用。
方案三：串联式稳压电源，利用可调的三端式集成稳压器先提供稳压电压和小电流，再通过三极管扩流的方式使之提供大功率。由于集成稳压器通常内部已有各种保护电路，辅助电路就可以简化。其次想采用经典的分立式元件形式，因为在理论课及实验室中看到的大多是这种电源，并且具体电路形式很丰富，可借鉴的结构也较多。
比较以上几种方案，决定采用方案三，即经典的串联式稳压电源，稳扎稳打，力争做好。
3、硬件电路的组成与设计
直流稳压电源一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成。
我国电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。
3.1电源变压器
电源变压器的作用是将来自电网的220V交流电压变换为整流电路所需要的交流电压。
本设计方案所需要用到的降压变压器是将电网交流电压220V变换成复合需要的交流电压，此交流电压经过整流后可获得后级电路所需要的直流电压12V。
由于所需的直流电压比起电网的交流电压在数值上相差较大，考虑到稳压部分中的集成稳压器须在输入电压≥10V 时才能使输出电压为0.7V～9V。所以，降压后的电压设为10V～12V，才能达到要求输出的电压为0V～10V，即该部分电路采用变压器把220V交流市电变为约10V 的低压交流电，作为电源的输入电压。变压器原辅线圈的匝数比为：
N1/N2 = U1/U2 = 220V/10V≈22/1
电路中的保险丝可起到保护电源的作用，当电流大于0.5A 时，保险丝熔断，从而防止电源烧坏。电源变压器的效率为：
其中：是变压器副边的功率，是变压器原边的功率。
一般小型变压器的效率如表1所示，因此，当算出了副边功率后，就可以根据下表算出原边功率。
表1小型变压器的效率
3.2整流滤波电路
整流电路将交流电压变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。
如图所示，在本设计中采用四个二极管组成桥式整流电路，利用单相桥式整流电路把方向和大小都大小都变化的50Hz的交流电变换为方向不变但大小仍有脉动的直流电。其优点是电压较高,纹波电压较小,整流二极管所承受的最大反向交流电流流过,变压器的利用率高。滤波电路：利用储能元件-电容C两端的电压不能突变的性质,采用RC滤波电路将整流电路输出的脉动成分大部分滤除,得到比较平滑的直流电。
图2桥式整流桥电路
直流电压与交流电压的有效值间的关系为：
在整流电路中，每只二极管所承受的最大反向电压为：
流过每只二极管的平均电流为：
其中：R为整流滤波电路的负载电阻，它为电容C提供放电通路，放电时间常数RC应满足：
其中：T = ms是50Hz交流电压的周20期。
3.3稳压电源电路
三端稳压器各项性能指标的测试
输入电压u2受负载和温度发生变化到影响而发生波动时，滤波电路输出的直流电压VI会随着变化。因此，为了维持输出电压VI稳定不变，需要对电压进行稳压。稳压电路的作用是当外界因素（电网电压、负载、环境温度）发生变化时，能使输出直流电压不受影响，而维持稳定的电压输出。稳压电路一般采用集成稳压器和一些元件所组成。采用集成稳压器设计的稳压电源具有性能稳定、结构简单等优点。
三端稳压器的引脚及其应用电路见附录图3。
7806为三端式集成稳压器，这种集成稳压器的输出电压是固定的，在使用中不能进行调整。W78系列三端稳压器输出正极性电压，一般有：5V、6V、8V、9V、10V、12V、15V、18V、24V，输出电流最大可达1.5A（加散热片）。若要求输出负电压，可选用W79系列稳压器。图3是7806的外型和三个引出端，其中：
1―输入端（不稳定直流电压输入端）；
2―输出端（稳定直流电压输出端）；
3―公共端；
图3三端式集成稳压器
它的主要参数有：输出直流电压Uo=6±5%；最大输入电压Uimax=35V； 电压最大调整率Su=50mV；静态工作电流Io=6mA； 最大输出电流Iomax=1.5A；输出电压温漂ST=0.6mV/oC。
3.4稳压系数的测量(调节输出电压为5V时)
按图所示连接电路， 在u1=220V时，测出稳压电源的输出电压Vo，应改变电源电压上升和下降10%，分别测量稳压电源的输出电压VO，RL=100Ω。在实验室调节交流不太方便时,可采用变压器的次级变换的方法,如①②脚电压为18V,测量一次,记下VO1.再更换到③①脚测量一次VO2, 将测量的结果填入表5中。则稳压系数为：
SV=(ΔVO/VO)/(Δu1/u1)
表2
3.5输出内阻的测量(调节输出电压为5V时)
按图4所示连接电路，保持稳压电源的输入电压不变 ，在不接负载RL时测出开路电压Vo1，此时Io1=0，然后接上负载RL，测出输出电压Vo2和输出电流Io2，测量结果填入表3中。则输出电阻为：
RO=-(VO1-VO2)/(IO1-IO2)=(VO1-VO2)/IO2
表3
3.6纹波电压的测量(调节输出电压为6V时)
用示波器观察Vo的纹波峰峰值，（此时Y通道输入信号采用交流耦合AC），测量Vop-p的值（约几mV）。
4、直流电源系统原理图
直流稳压电路的设计范文2
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
直流稳压电路的设计范文3
关键词: 仿真 电源 Protel 99
中图分类号: TM1 文献标识码: A文章编号: 1007-3973 (2010) 04-066-01
1 前言
直流稳压电源是能够保证在电网电压波动或负载发生变化时,输出稳定的电压的常用的电子设备。它广泛应用于仪器仪表、工业控制及测量领域中。故设计、制造一个低纹波、高精度的直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。采用电路设计仿真工具对直流稳压电源电路的设计理念和输出进行仿真验证是提高设计质量、降低研制成本、缩短研制周期的有效手段,在电源设计工作中有着重要的实际应用价值。
仿真即对所设计的电路板进行电器特性的分析,检验其是否符合设计者的要求。如果没有防震功能,在设计阶段就无法检验设计的好坏,只能进行无力的实验,这样,一旦设计阶段出现重大失误,那么一切只能重新再来,造成时间和物质上的极大浪费。对于复杂的电路设计来说更是如此??。
Protel 99 SE系统提供了强大的电路仿真功能,能够提供模/数信号的混合电路仿真,本文利用Protel 99 SE软件模拟设计并仿真了直流稳压电源电路,理论计算了该电路的主要参数,模拟分析了该电路工作过程,仿真计算了该电路工作状态,直观地验证了理论分析的结果,并得到相关结论。
2 理论分析
直流稳压电源电路如图1所示,其中仿真信号源为频率为50Hz,幅值为311V的正弦波信号,三极管电流放大倍数为205,稳压管D2稳定电压6.8V,其他参数如图所示。
图1 直流稳压电源电路图
该电路理论计算如下:
(1)输入电压:
(2)经变比为5:1的变压器变压后,变压器副线圈两端电压:
(3)经D1全桥整流后,再经C1滤波后, 由经验公式??估算电路两端输出电压平均值应为:
(4)由于稳压管D2稳定电压为6.8V,故三极管基极与集电极电压即电阻R1两端电压为:
(5)三极管工作在线性放大区,故输出电压为:
3 计算机仿真结果
图2 输入波形图图3 a、b两点电位波形图
图4 c点电位波形图图5 输出电压波形图
由以上分析结果可以看出:计算机仿真计算的结果中图3与理论计算中的相符合,图4与理论估算中的相符合,图5与理论计算中的相符合。
4 结论
(1)计算机仿真结果不但结果更精确,而且速度非常快,大大减轻了电子线路设计人员的计算强度,尤其在需要经常改变电路元件参数时或计算复杂电路时,计算机仿真计算的快捷、方便、精确的优越性就更显得突出。
(2)利用计算机方针软件设计分析电子线路可以省去很多新产品调试时间,也可以及时发现设计中的错误,避免浪费,即节约了成本有提高了效率。
(3)利用Protel 99 SE软件对一个电路进行仿真时,一般步骤是先放置信号源,再设置好自己想要仿真的内容,最后启动仿真程序,输出结果。
(4)计算机仿真结果与理论计算结果很接近,直观的体现了理论计算结果。因此,计算机仿真电路的技术具有很强的实用性。
(项目基金:辽宁省教育厅科研项目2009A788)
注释:
直流稳压电路的设计范文4
1阻容降压稳压电路的设计与分析
1.1阻容降压稳压电路设计本文所设计的阻容降压稳压电路如图2所示，Fuse为保险丝，参数选取为1A/250V，当输入端流入大电流，保险丝熔断，从而保护阻容降压稳压电路器件不被损坏。压敏电阻R0选取14D471K，用来防浪涌，能够起到保护作用；限流电阻R1、泄放电阻R2和限流电容C1构成阻容降压电路；D1半波整流二极管，D2在市电的负半周时给C1提供放电回路；D3、R6为初级稳压电路，R3、C2组成滤波电路，R4、Q1、D4构成串联稳压电路。
1.2阻容降压及整流电路原理及分析虽然利用变压器降压，可以得到稳定的电压与较高的效率，由于变压器包含绕制线圈，会占用很大的空间，在实际布线与安装时就会造成一定的困难；另一方面，对于企业来说，利用变压器降压，成本也会增加；阻容降压的核心元件是一个电阻和电容并联，实际上就是利用容抗限流。而电容器起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色，限流（降压）电容器C1一定要选择耐压高的，通常要大于两倍的电源电压，因为当阻容降压电路空载时，输出电压只有三十多伏，市电220V电压大部分都加到电容C1上。R2为泄放电阻，当正弦波在最大峰值时刻被切断时，电容C1上残存电荷无法释放，会长久存在，如果人体接触到C1的金属部分，就会有强烈的触电可能，而电阻R2的存在，能够将残存的电荷泄放掉，从而保证人、机安全。泄放电阻的阻值和电容的大小有关，一般电容的容量越大，残存的电荷越多，泄放电阻的阻值就要选小一些的。经验数据如表1所示。D1为半波整流二极管，虽然半波整流效率仅是全波整流的一半，但不推荐使用桥式整流，因为在电路中总希望整个电路只有一个公共参考点即接地点。当采用阻容降压方式进行交直流转换时，如果采用桥式整流，在交流端和直流端不可能只有一个公共参考点，当交流端的零线和火线反接时，直流端的参考点可能会带电，因此这种做法不安全。当采用半波整流时，可以保证交直流端的参考点都接到交流端的零线上，在电路调试时可以保证相对安全一些，这非常重要，因此使用半波整流电路。
1.3稳压电路分析本文所设计的初级稳压电路模型如图3所示，在图3中，R为限流电阻，rZ为稳压管的内阻，RL为等效负载。在初级稳压电路中，利用稳压管的电流调节作用，通过限流电阻R上电压或电流的变化进行补偿，达到稳压的目的。为使Sr数值小，需增大R；但在Uo和负载电流确定的情况下，若R的取值大，则Ui的取值也会变大，这样导致Sr变大。因此初级稳压电路的Sr值一般在0.01左右，初级稳压后输出电压的纹波系数比较大，因此初级稳压性能较差。初级稳压后输出的纹波系数较大，不能满足后级芯片输入电压的要求，引入串联稳压电路，如图4所示，该电路中引入深度电压负反馈使输出电压稳定，达到输出电压Uo在Ui变化或负载电阻RL变化时，输出电压基本不变。对于图4所示的串联稳压电路，当电网电压波动引起Ui增大，或负载电阻RL增大时，输出电压Uo将随着增大，晶体管T发射极电位UE升高；由于稳压管DZ端电压保持不变，晶体管T的UBE减小，晶体管基极电流Ib减小，发射极电流Ie也减小，从而使Uo减小；当电网电压波动引起Ui减小，或负载电阻RL减小时，输出电压Uo将随着减小，晶体管T发射极电位UE降低；由于稳压管DZ端电压保持不变，晶体管T的UBE增加，晶体管基极电流Ib增大，发射极电流Ie也增大，从而使Uo增大；因此可以保持输出电压Uo保持不变。
2电路仿真和测试
本文采用NI公司的Multisim软件对阻容降压的稳压电路进行设计和仿真。图5～图7为整个阻容降压稳压电路的瞬态分析仿真结果，瞬态分析扫描时间为1.5s。图5为市电220V经阻容降压和半波整流后的输出电压仿真波形，可以看出输出电压的纹波比较大，交流分量大（即脉动大）；并且会随负载电流的变化发生很大的波动，因此只适用于对脉动要求不高的场合。图6为初级稳压输出的仿真图，可以看出，经过初级稳压后，电压纹波变小，但稳压系数仍较大，电压稳定在24V左右，仅能满足对稳压性能要求不高的场合。图7为阻容降压稳压电路最终输出电压仿真情况，稳压电路输出电压纹波消失，输出电压最终稳定在5.0859V，同时该阻容降压稳压电路的从上电到稳压的时间约为241.7062ms，满足高性能电路的稳压需要。根据阻容降压稳压电路的原理图2，实际的阻容降压稳压电路的测试结果如图8所示，图8(a)为电路上电瞬间的输出波形，由于电路从上电到稳压的时间很短，所以波形很陡。图8(b)为最终稳压电路的输出电压，输出稳压的平均值为5.04V，最大值为5.12V，最小值为4.96V，与稳压电路仿真结果5.0859V仅相差0.0459V，因此稳压性能很好，满足对输入电压为5V专用芯片（ASIC）供电要求。
3结论
直流稳压电路的设计范文5
[关键词]单片机 直流稳压源 智能化电源 闭环控制
[中图分类号]TM[文献标识码]A[文章编号]1007-9416(2010)03-0034-02
直流稳压电源作为电气设备及其控制系统的主要电源系统,在实际生活中被广泛的应用于电力电子教学、电气设备开发研究等工程领域。传统直流稳压电源由于受技术条件的影响,普遍存在功能简单、调节误差大、干扰大、接线复杂、体积大等问题。传统直流稳压电源对输出电压通常采用粗调的方式来完成,调节精度不高,当需要输出电压在一个很小范围内进行调节时,传统的直流稳压电源就难以办到,严重影响了稳压电源的使用范围。基于单片机的智能高精度直流稳压电源,结合了最先进的单片机控制技术采用高性能基准稳压电力电子元件,稳压调压精度高而且抗干扰能力强,克服了传统直流稳压源的缺点。同时整个控制系统具有完善的保护电路,大大提高了设备的使用寿命。随着电力电子技术的成熟,单片机价格越来越经济,且集成度相当高,大大减少了直流电源系统开发成本,具有明显的工程实际应用价值。
1 系统硬件设计
1.1 系统总体结构
单片机控制的直流稳压电源以AT89S52单片机作为整机的核心控制单元,经过调节AD7543的输入电压数字量来控制系统的输出电压,本系统具有可预置电压和步进调节电压的特性,而且整个电压调节步进值达到0.1V的小范围。此系统具有自我检测功能、短路保护等故障处理技术。整个系统的工作原理框图如图1所示。
从图1可以看出,整个系统包含变压整流单元、键盘预设电压单元、滤波电路单元、电流检测短路保护单元、电压反馈单元等多个部分组成。为了使系统能够具备自动采样检测实际输出电压值的大小,可以通过电压取样及电压调节回路,实时对电压进行采样,并经过相应的比较放大电路直接控制单片机内部系统程序进行相应的电压调节,保障输出直流电压的稳定,然后经过八段式数码显示管进行数据处理及显示相应的系统输出电压值。单片机在得到电压取样数据后,通过数字信号处理中心,获得相应的控制策略,可以通过两个驱动电路,对不同的输出电压值采取不同的控制策略。当电流检测回路发现系统中电流过大时,就直接将信息反馈给驱动电路和单片机系统,控制电路调整进行自动短路保护。利用单片机为核心处理控制器的稳压电源系统整体设计方案比较灵活,合理利用软件编程控制方法来解决电压值的预置以及输出电压的步进控制,比传统滑档控制更加精确可靠。由于单片机是一种电子产品的集成系统,可以大大地减少直流电压源系统内部的硬件回路,且采用较为先进的电子器件,系统的相应时间和误差都在有效的控制范围,大大扩大了稳压电压源的使用范围,在稳压源系统中得到了广泛的推广。
1.2 数控部分
单片机AT89S52作为整个稳压系统的控制核心主要完成电压输出值的采样判断、键盘电压预设控制、控制驱动电路进行电压调节、输出电压值数字显示、系统短路自动检测保护及其他辅助功能。
为了实现系统的人机对话功能,本系统采用10个数字电压预设按键和两个步进(“+”,“-”)按键,为了避免有些其他未考虑功能按键的使用,最终选用具有16按键的输入键盘实现整个系统的人机交互控制电路。输出电压值显示部分采用8位8段式LED数码管,数显LED管现在已经很成熟,易于同其他设备进行数据交换,可以直接与单片机输出相连。但是本系统单片机作为系统控制核心,数显单元只是单片机控制的一个点,且单片机I/O端口总数目有限,必须采用扩展电路来控制数显部分,因此为了优化系统,采用一片8155作为单片机系统的外部扩展接口电路,实现16个键盘的通信接口与LED数显的通信接口。键盘及数显接口单片机扩展电路如图2所示。
1.3 电压取样及电压调节
为了提高输出电压的精度,保证电源稳定运行,利用电压取样单元对电源输出电压进行检测,得到一个电压信号的反馈电压。为了提高单片机控制系统的整体精度和灵敏度,将采样数据经过比较放大电路,利用一级运算放大器将采样电压进行放大,再送给单片机系统进行相应的数据处理。
1.4 电源方案
采用78系列三端稳压器件作为控制核心单片机及系统各功能芯片的动力源,通过输入电源的全波整流,获得可靠的稳压供电电源。
1.5 过流报警功能
为了提高单片机控制系统的安全可靠性,提高单片机数控直流电压源的人性化服务。利用电流检测回路检测系统中的电流值,当电流大于系统设定值时,通过单片机系统自动保护跳闸,实现保护贵重电气设备的功能,并可以通过相应的蜂鸣器报警,提醒工作人员对相应的设备进行检查看修。
2 软件设计
在实际硬件电路搭配完成后,为了有效地减小纹波电压,保证供电可靠性,本系统采用软件编程方法实现去峰值数值滤波,以减小外界环境干扰对输出电压的影响,数据取样分析判断是整个滤波系统的中心部分,取样的准确性与否直接影响系统的整体控制。为了保证取样的可靠性,在整个系统的软件设计中设置了电压采样主程序和键盘输入中断子程序,相应的流程图见图3和图4所示:
程序运行后,单片机系统就自动开始检测是否有键按下,若有键盘触发脉冲,则进入电压预设按键功能程序。LED数码管显示部分就开始自动动态定时扫描数据,达到系统CPU资源得到充分利用。单片机系统不断通过取样电路采集系统输出电压数据,经过比较放大和相关分析判断,然后通过单片机系统发出增减命令对实际输出电压进行相应的校正,控制输出电压源保持电压恒定。
3 数据分析
把系统相关的硬件和软件设定完成后,对装置进行相应的检测,其检测结果数据如表1所示:
从表1中可以看出,基于单片机的直流稳压电源系统可以有效的保障输出电压的稳定,系统整体误差在10-2量纲级内,误差相当小,完全满足稳压电源的要求。
4 结语
以AT89S52单片机为核心设计的一种智能稳压电压源系统,有效保证电气设备的安全稳定运行。系统输出电压采用数显和键盘输入控制,提高了电源的人性化服务。基于AT89S52单片机的一种稳压电压源系统系统集成度高、可靠性强、具有自我故障检测保护功能,具有良好的实用价值。
[参考文献]
[1] 李全利.单片机原理及应用技术[M].北京高等教育出版社,2004.
[2] 陈太洪.基于LM399的高精密度稳压电源[J].工矿自动化,2006,(02):66-72.
[3] 吴恒玉,唐民丽,何玲,黄果,韩宝如.基于89S51单片机的数控直流稳压源的设计[J].制造业自动化.2010,32(01):95-96.
[4] 陈伟杰,张虹.基于混合最优算法的高精度数控直流电源设计[J].中国集成电路,2008,8(06):48-52.
直流稳压电路的设计范文6
【关键词】Multisim；电子技术；直流稳压；电子仿真
1.引言：Multisim简介
Multisim软件是一个专门用于电子电路仿真与设计的EDA工具软件。作为Windows下运行的个人桌面电子设计工具，Multisim是一个完整的集成化设计环境。Multisim计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一问题。学生可以很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来，并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。NI Multisim软件绝对是电子学教学的首选软件工具。
主要特点体现在：
（1）直观的图形界面；
（2）丰富的元器件；
（3）强大的仿真能力；
（4）丰富的测试仪器；
（5）完备的分析手段；
（6）独特的射频（RF）；
（7）模块强大的MCU模块；
（8）完善的后处理；
（9）详细的报告；
（10）兼容性好的信息转换。
2.Multisim辅助教学
在电子技术理论教学中，可以用Multisim软件仿真电路性能的电路很多，现以直流稳压电路为例说明该软件在教学上的重要性和实用性。
2.1 电路工作原理及原理图
如图1所示，是最简单的直流稳压电路，主要由稳压二极管实现稳压。
（1）整流电路：把交流电压变为单向的脉动直流电压。
（2）滤波电路：滤除脉动直流电压中的交流成分，使其成为平滑的直流电压。
（3）稳压电路：把不稳定的直流电压变为基本恒定的，不受市电电压、负载及温度变化影响的、稳定的直流电压。
2.2 操作步骤
（1）开关J1打开，无滤波；开关J2打开，无稳压；开关J3闭合，有负载RL时，双踪示波器显示的波形如图2所示：红线所表示的曲线为电容两端的电压，对应示波器通道A，Y轴量度：10V/Div。直流电压表读数为10.516V。电压为正值。蓝线所表示的曲线为负载两端的电压，对应示波器通道B，Y轴量度：10V/Div。直流电压表读数为10.484V。电压为正值。
（2）开关J1闭合，有滤波；开关J2打开，无稳压；开关J3闭合，有负载RL时，双踪示波器显示的波形如图3所示：红线所表示的曲线为电容两端的电压，对应示波器通道A，蓝线所表示的曲线为负载两端的电压，对应示波器通道B。
（3）开关J1闭合，有滤波；开关J2闭合，有稳压；开关J3闭合，有负载RL时，双踪示波器显示的波形如图4所示：红线所表示的曲线为电容两端的电压，对应示波器通道A，蓝线所表示的曲线为负载两端的电压，对应示波器通道B。
通过Multisim软件仿真，根据双踪示波器显示的波形图可知，交流电经过整流、滤波、稳压电路后，得到平稳的直流电，即上图中的蓝色线为平稳的直线。
2.3 结论
任意改变电容容量的大小，交流电输入值的大小等，输出波形曲线的同样非常直观的显示出来，输出一样是平稳的直流电。
3.总结
（1）本软件操作简单，使用方便，容易上手，给学生提供了一个虚拟实验室，不用去实验室，也可以做实验。既增加了学生的计算机操作能力，又增加了专业实验知识。
（2）本软件将实验室和讲台有机的结合在一起，实现了虚拟化实验室。将交直流电流表和电压表、示波器等仪器在计算机上显示出来，并即时显示电路仿真的结果和波形，生动、形象地验证理论分析结果，并且我们可以任意更改电路参数，添加和删除电路元件，让学生观察到在这一过程中实验结果所发生的变化。其动态效果是其它教学手段较难达到的。在电子技术课程的教学过程中，便于教学分析，大大降低了实际动手实验过程中的数值变换的麻烦，缩短了教学时间，提高了教学效果，增强了学生的学习兴趣。
参考文献
[1]付植桐.电子技术[M].北京：高等教育出版社，2000.
[2]吴渭.MuItisin2001电路设计及仿真入门与应用[M].北京：电子工业出版社，2002.
[3]黄智伟等编.基于MuItisin 2001的电子电路计算机仿真设计与分析[M].北京：电子工业出版社，2002.
[4]熊伟.MuItisin7电路设计及仿真应用[M].北京：清华大学出版社，2005.
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