稳压电源范文
时间：2023-03-17 19:29:13
导语：如何才能写好一篇稳压电源，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
[关键词]稳压 连续可调 电源设计
一、几种设计方案及分析
(1)晶体管串联式直流稳压电路。该类电路中,输出电压UO经取样电路取样后得到取样电压,取样电压与基准电压进行比较得到误差电压,该误差电压对调整管的工作状态进行调整,从而使输出电压发生变化,该变化与由于供电电压UI发生变化引起的输出电压的变化正好相反,从而保证输出电压UO为恒定值(稳压值)。在基准电压处设计辅助电源,用于控制输出电压能够从0 V开始调节。
分析:单纯的串联式直流稳压电源电路很简单,但增加辅助电源后,电路比较复杂,由于都采用分立元件,电路的可靠性难以保证。
(2)采用三端集成稳压器电路。一般采用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器,输出电压调整范围较宽,设计电压补偿电路可实现输出电压从0 V起连续可调,因要求电路具有很强的带负载能力,可用软启动电路以适应所带负载的启动性能。
分析:该电路所用器件较少,成本低且组装方便、可靠性高。在实际中,如果对电路的要求不太高,多采用此设计方案。
(3)用单片机制作的可调直流稳压电源。电路可通过AT89CS51单片机控制继电器改变电阻网络的阻值,从而改变调压元件的参数,使用软启动电路,获得3～26V,驱动能力可达1.5A,同时可以显示电源电压值和输出电流值的大小。
分析:该电源稳定性好、精度高,并且能够输出±26V范围内的可调直流电压,且其性能优于传统的可调直流稳压电源,但是电路比较复杂,成本较高,使用于要求较高的场合。
二、实现方案
1.原理分析
①采样电路:分别由滑动变阻器R5与电阻R4组成电阻分压器,将输出的直流电压的V0一部分取出送到比较放大器,放大后控制调整环节,取样电压VE为:
在正常情况下,取样电压可近似等于基准电压则有:
改变取样电路的分压比,就可以调节V0的大小。即调节滑动变阻器R5的大小,改变输出。
②基准电压:基准电压是一个稳定度较高的直流电压,利用发光二极管(绿色)的正向电压特性,起“稳压”作用。当二极管的正向电流ILED2变化不大时,其正向压降VLED2≈1.9V比较稳定。用以作为调整比较的标准,R3是稳压管的限流电阻。LED2兼做电源指示。
③比较放大电路:比较放大器是一个直流放大器,由VT3构成。将取样电压VE与其准电压VLED2进行比较,二者的差值经T3放大后,控制(VT1、VT2)的调整管,用以稳压输出。
④调整电路:调整电路是稳压电源的核心环节,输出电压的稳定是通过调整管的调节作用来实现的。稳定电路输出的最大电流也主要取决于调整电路。所以调整管使用的参数不应超过器件的极限数据。
由电网电压的波动或负载电流发生变化而使输出电压V0发生变化时,则有T1的自动调节,其稳压过程:
当V0VEVB3IB3IC3VCE3(VBE2)IB1IC1VCE1V0
从而使V0基本不变。
⑤过载保护电路:串联调整型的稳压电源和负载是串联的,当负载电源过大或短路时,大的负载电流和短路电流全部流过调整管,此时负载端的压降小,几乎全部的整流电压Vc加在调整管的c和e的极之间。使调整管的βVce0、ICM、PCM超过正常值。调整管会很快烧坏。R2和LED1组成的过载及短路保护电路,因串联调整型的稳压电源调整管和负载是串联的,当输出过载(输出电流过大),电阻R2上的压降VR2增加到一定值后LED1导通,使调整管VT1、VT2的基极电流不再增大,限制了输出电流的增加,起到限流保护作用。
附加功能:
(1)充电功能
本基础电路的输出端(可看作C3两端)即可实现对电池等的充电功能。通过调节滑动变阻器R5的阻值,可实现对不同型号电池的充电功能。
(2)放大部分
将电压放大,由于放大器最大输出电压的限制,故采用两个放大器,两放大器输出电压大小相等、符号相反。
(3)D/A转换电路(数模转换器)
D/A数模转换电路一般采用DAC0832集成芯片
输入用脉冲触发。具体在本文后面有介绍。
2.电路图(略)
三、电路参数设计
1.主要技术指标。(1)输入电压:AC: 0～220V。(2)输出直流稳压(Io=1.5A):Uo=26V。(3)输出直流电流:额定值150mA,最大值300mA。(4)具有过载,短路保护,故障消除后自动恢复。(5)充电稳定电流:60mA(±10%),充电时间10-12小时。(6)工作温度范围:TA=0～50℃。
2.极限参数。可视具体情况而定。
3.电路参数(略)
四、问题及展望
1.输出电压Vo达不到要求的26V。在电路后增加两个运放组成放大装置来解决问题。同时增加电阻,这样输出电压和输出电流就都达到了实验要求。
2.为使设计更加实用,要使得输出的电压更方便于他人,欲加装DAC芯片使模拟信号转变为数字信号,设计中也有涉及。
3.数码管显示数值停留在0不发生变化,这是因为放大电路中运放等的延迟作用!在延迟作用下,输出电压要经过一定时间的缓慢增加,然而DAC芯片却在刚有电压时触发灯就亮了,即数码显示管数值定在00不再发生变化。将DAC的触发电平换成脉冲触发,就能使数码管“动”起来。
4.但是DAC电路中仍有不足,是显示数码管显示的是十六位进制的数转化为二进制的数,有待进一步的研究和设计。
参考文献:
篇2
【关键词】单片机；直流稳压；数模转换
一、数字式可调稳压电源原理介绍
1.方案分析与选择
方案一：数控部分用单片机带动数模转换芯片提供线性稳压电压的参考电压。
优点：对于单片机，系统工作在开环状态，对数模转换的精度要求较高，设计成本低。
缺点：功耗较大，LED数码管输出显示不是系统的精确输出电压，须对它进行软件补偿。
方案二：数控部分用AVR单片机的PWM组成开关电源，再利用AVR的AD转换对输出电压进行实时转换，利用软件进行电压调整以达到稳压。
优点：硬件简单，稳压的大部分工作由软件完成，对单片机的运行速度要求很高，利用手头的ATmaga16L单片机最高8MHz工作频率很难达到速度要求。对软件要求较高，功耗小。
缺点：输出纹波电压较大，对软件的要求很高。
方案二简单的电路结构起初对设计者很吸引，但是后来了解到AVR单片机的PWM的精度用于开关电源比较勉强，而且开关电源有个通病：纹波电压大，考虑到设计目标对电源的功耗要求不是很严，同时为了保证纹波足够小也鉴于自身对于51单片机和线性电源较为熟练，故选择方案一。
2.总体设计原理
本设计采用AT89S52单片机作为整机的控制单元，利用4×4键盘输入数字量，通过控制单元输出数字信号，再经过D/A转换器（DA0832）输出模拟量，最后经过运算放大器隔离放大，控制输出功率管的基极，随着输出功率管的基极电压的变化，间接地改变输出电压的大小。
二、数字式可调稳压电源硬件电路设计
本系统的硬件电路设计主要围着AT89S 52单片机作为整机的控制单元用PROTEL 99SE设计软件来布线的，其中还用到了模数转换芯片DAC0832、外部存储芯片24C01、放大器芯片LM324、4×4矩阵式键盘、数码管等其他器件。总体框图考虑到各个元件的电气特性，例如元器件之间的干扰问题，接地问题，布线问题等，本系统将硬件电路设计分为数字部分和模拟部分。
（一）稳压电源数字部分电路
稳压电源数字部分电路即单片机接口电路主要包括：DAC0832数模转换电路、EEPROM接口电路、键盘接口电路、扬声器接口电路、复位电路、晶振电路及数码管显示部分电路。
1.单片机接口总电路
单片机AT89S52与器件的接口总电路如图1所示，下面将各部分电路介绍，AT89S52的P0、P2.5-P2.7接数码管输出显示部分电路，其中P0口用来输出字段码；P2.5-P2.7用来输出数码管选通位信号；P2.0、P2.2分别接外部存储芯片24C01的数据线（SDA）和时钟线（SCL）；P2.3接扬声器电路，为执行内部程序指令，EA/VPP必须接VCC。
AT89S52的P1口与数模转换芯片DAC0832相连接，用来输出数字量信号；RST为复位脚，用来输入复位信号，同时它还与P1.5-P1.7一起用作ISP下载端口；P3口用做键盘信号输入端口，XTAL1、XTAL2接晶振电路。
2.单片机电路接口电路
主要有：24C01与单片机AT89S52接口电路、4×4矩阵键盘接口电路、扬声器电路、AT89S52单片机复位电路及外部晶振电路、数码管显示部分电路。下面简单介绍一下存储芯片。
稳压电源设计中利用它存储电压输出值，实现掉电保存当前电压值的功能。它的引脚1、2、3、4、7接地；8脚接+5V；5脚与6脚分别接单片机的P2.0、P2.2的同时接5.1K上拉电阻后再接+5V（因连接总线的器件的输出端必须是集电极或漏极开路，以具备线“与”功能）。
3.数字部分电路PCB设计
本系统中，数字部分电路PCB采用Pro-tel99se软件进行设计。如图2所示：
（二）稳压电源模拟部分电路
稳压电源模拟部分电路主要包括电源部分电路，由运放LM324、达林顿管TIP127等构成的输出电压控制单元电路。另外，模拟部分电路属于高压部分，稳压管和达林顿管发热量比较大，要带散热片；同时须将它与5V低压工作的数字部分电路分开，这样可有效地防止元件的损坏，这也是系统为什么将电路设计分为数字部分和模拟部分的原因。
1.电源部分电路
在系统设计中考虑到单片机及其他器件的电源供电问题，采用一个变压器将220V交流电降压再经电桥整流，获得25V左右的平稳电压，然后用稳压管78L24、78L12、78L05进行三次稳压，分别获得24V、12V和5V的稳定电压，24V提供的是运算放大器LM324和达林顿管TIP127的工作电压，5V是AT89S52单片机和DAC0832的工作电压。图3所示。
2.输出电压控制单元电路
系统中，矩阵键盘输入数字信号经AT89S52处理后输出给DAC0832，数字信号经过数模转换后输出的是电流量，因此必须将电流量接电阻后接反馈放大电路以实现稳压输出。本设计的模拟部分利用了LM324作为放大器，采用二级放大电路，第一级为同相比例放大电路，第二级为闭环反馈放大电路。
本设计实际用到的数字式可调稳压电源模拟部分输出电压控制单元电路，其中用电位器和微调电阻作为校准电压值硬件补偿；用达林管TIP127作为调整管，由于其工作时发热量较大，须外加散热装置。
三、数字式可调稳压电源软件设计
本系统软件设计要实现的功能是：键盘对单片机输入数据，单片机对获得的数据进行处理，处理后的数据送4位共阳数码管，再送到8位数模转换芯片（DAC0832），以实现数字量对电压的控制。系统中的主程序主要完成键盘扫描、判断、处理和数码显示。
1.编程语言及输入
C语言在单片机的应用中，由于其逻辑性强，可读性好，比汇编语言灵活简练，目前越来越多的人从普遍使用汇编语言到逐渐使用C语言开发，市场上几种常见的单片机均有其C语言开发环境。因此，在本系统中，考虑到汇编语言的这些缺点，采用了C语言作为软件设计语言。
2.软件补偿编程
由于系统采用DAC0832进行模数转换线性稳定度不够好，因此系统实际输出电压值与输出显示值存在误差，必须用软件补偿的办法来消除误差。为此通过测试多组实际输出电压值与输出显示值对比，然后进行软件补偿，所以程序中调用软件补偿函数对输出电压值的补偿，从而消除误差。
四、结束语
本系统的不足之处就是不能对输出电压进行实时采样，为了能够使系统具备检测实际输出电压值的大小，系统通过加入模数转换模块（ADC0809芯片）进行模数转换，间接用单片机实时对电压采样，然后进行数据处理及显示。这样一来使系统输出误差更小，效果更好，这也是系统将来的一种功能扩展。
单片机实现的数字式可调稳压电源由于原理简单、稳定性好、精度高、成本低、易实现等诸多优点而受到越来越广泛的重视。其性能优于传统的可调直流稳压电源，操作方便，非常适合一般教学和科研使用。
参考文献
[1]王兆安，黄俊.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2006.
篇3
【关键词】电子技术；数控直流稳压电源；设计方案
电源是保证电力电子设备持续生产提供电能的设备，电源电路中一般包含多个单元电路和系统电路，在诸多的电源中，使用的最为广泛的是直流电源。直流电源的获取方式，一般可以分为以下两种：第一是将电池作为直流电源，第二利用交流降压和滤波电流将交流电进行转换，使其成为直流电源。如今所使用的各种电源几乎都能够达到同时获取几个不同电压等级的要求，基于这种情况，数控制流稳定电源又成为了人们使用的最大需求，其能够通过电压的调节提供稳定的电压，而且能够将电压的精度保持在一个较高的水平内，这样便有效的提升了电源的使用质量，因此数控直流稳压电源的设计也受到了越来越多专家学者的重视。笔者认为，数控直流稳压电源的设计方案可以从以下几个方面考虑：
1.直流稳压电源方框图
在图1中所显示的是使用交流电压和滤波电流的方法转换而获得的直流电源，从中也可以看出，这一电源电路中包含的主要部分有减压电路、整流电路、稳压电路等，这些功能共同组成了直流稳定电流。通过上述方框图中的程序，便能同时形成多种直流电压形式，并且在不同的直流工作电中产生的抗压等级也有着一定的差异，因此，其能够同时满足多种不同电力电器设备对工作电压的需求。
1.1 降压电路
降压电路的主要功能是为了实现高压电的降压，为直流工作电压的形成奠定基础。
1.2 整流电路
整流电路是整个电源电路的核心部分，其主要的功能就是将交流电压通过整流二极管的作用，转化为单向的脉冲直流电压，该转换步骤是实现交流与直流转换的关键部分。
1.3 滤波电路
通过上述整流电路转换，输出的电压是单向脉冲星直流电压，该电压不能直接为电子电路提供直流电流的需要，因为其中含有较多的交流成分，这就需要通过滤波电路对其进行过滤，这样才能获得可以直接用于电路工作的稳定工作电压。
1.4 抗干扰电路及保护电路
在一般情况下，抗干扰电路具有多方面的功能，其中最为重要的就是具有较强的抗干扰作用，能够有效的防止交流网中的高频信号进入到整机电路中，防止其对整机电路的稳定性产生影响。同时，抗干扰电路的另一个重要作用就是对整流二极管的保护作用，能够在系统开始运行时防止大量的电流对整流二极管产生的冲击作用，有效的增强二极管工作的可靠性，这种抗干扰作用的实现需要使用小容量电器实现。
1.5 保护电路
保护电路中包含了很多种了，其中电路电源中的保护电路对于电路整体的运行都有着十分重要的影响，在大多数情况下都需要使用电路电源来实现保护动作，从而保证电路电源工作的稳定性。
1.6 稳压电路
稳压电路的功能通常需要利用基层稳压器来实现，在集成稳压器中又分为三端固定式和三端稳压电源两种方式。
2.直流稳压电源设计电路
在直流稳压电源设计中，主要是为了实现稳压电源在电路中的保护作用，并且实现对其他集成电路的持续供电，因此对于精密度的要求可以适当的降低，基于上述要求，在本次设计中使用三端固定式稳压电路便能够满足基本的设计和使用需求，同时也能够时电路的设计更加简便。
要完成D/A的转换以及有效的运算，必须要在以正负电源同时供电作为基础，因此选择15V供电电源。在数字控制电路中要求使用5V电源，可以通过7805集成三端稳压器组成的电源实现。在该电路中，变压器使用的是双抽头的18V变压器。可以输出两路的18V交流电压（变压器的选择一般的标准足：输出电压若要满足U0≥12V。则变压器次级输出的电压一般应需要满足Uo+2V；输出电压若要满足U0≤12V。则变压器次级输出的电压一般应需要满足=U0）。
3.数显电路
在该设计思路中，从计数器的输出端输出的信号通过翻译，进入到译码器的输入端，通过译码器外部的显示器便能够实现数字显示功能。本次设计中使用的是七段译码器，其能够通过信号的输入和输出来实现LED显示器实现对线路的显示和控制。从整个电路的使用需求来看，这里应当使用的输入译码器为BCD码较为科学，其在功能实现方面更加方便，也能够提高LED显示的稳定性。
4.输出电路
在系统的输出电路中，一般包括模拟加法器和电压跟随器两个主要部分。当电压通过输入端进入到模拟加法器中，一部分作为小数位的电压值，另一部分则作为十位上的电压值，不同的电压值同时存在于加法器内进行模拟计算，计算的结果以电流的方式输出，但是这时输出的电流较小，无法满足外用驱动设备的需求。因此，在加法器进行运算之后，还需要将输出的电流进行扩大，这样才能够满足电子电器设备的使用要求，对电流放大的功能可以利用模拟加法器中的集成运算放大功能来实现。
5.D/A转换电路
不同的级别输出电路有着不同的运作方式，其通过对电阻的调节来实现输出电压的控制，在每一级的DAC0832电路中都存在着多种树木模式，不同的数位连接方法也有着较大的差异，所以要通过调整端的作用来实现对启动速度和动态抗阻的有效调节，保证其稳定性，才能将该电压作为基准电压电源。
6.计数器电路及控制电路的设计
计数器电路的主要功能体现在将输入的数字值进行D/A转换之后完成整个电路的转换，这也是实现数控功能的急促航和前提。而控制电路的实现，则是通过对控制器的控制来实现的，一般利用“+”“-”键对电压的大小进行控制，同时实现不同档之间的转换。
参考文献
[1]马花萍.低成本数控直流稳压电源设计[J].科技信息,2012(19).
[2]周述良,张玉平.数控直流稳压电源设计[J].现代电子技术,2011(16).
[3]傅莉.数控直流稳压电源设计[J].电子科技,2010(11).
作者简介：
篇4
论文关键词：稳压电源,干扰,抑制,设计
电源是智能大厦各种电子设备必不可少的重要组成部分。电源性能的优劣直接影响电子系统的性能指标。由于智能大厦中电子计算机、微处理器以及其它电子仪器设备普遍存在绝缘强度低、对供电电源的质量要求高、过电压耐受能力差等弱点，一般都承受不了±5 V电压波动，使得这些高灵敏的电子系统在运行时，经常出现程序运行错误、数据错误、时间错误、死机、无故重新启动甚至造成用电设备的永久性损坏，因而造成巨大损失。
1 稳压电源的干扰方式
智能大厦稳压电源的干扰主要包括电磁干扰和射频干扰。电磁干扰的缩写是“EMI”，而“RFI”是射频干扰的缩写。长期以来，一直有过分强调开关型电源固有emi的倾向，而忽视了线性电源产生电气噪声的可能。因为开关电源工作时，其内部的电压和电流波形都是以非常短的时间上升和下降的，所以开关电源本身是一个射频干扰源；另一方面是由于片面的认为线性电源的各部分都工作于平滑状态，实际上，线性电源也产生开关瞬变。另外若按噪声干扰源种类来分，可分为尖峰和谐波干扰两种；若按耦合通路来分，可分为传导干扰和辐射干扰两种。
2 稳压电源中的干扰源
3.1 智能大厦开关电源中开关管工作时产生的谐波干扰
在智能大厦开关电源中，功率开关管在导通时流过较大的脉冲电流。例如反激型变换器的输入电流波形近似为三角波，而正激型、推挽型和桥式变换器的输入电流波形在阻性负载时近似为矩形波，其中含有丰富的高次谐波分量。利用傅氏级数分解上述电流波形可知：近似矩形波电流高次谐波分量的振幅是以20db每十倍频的速率下降；近似三角波电流高次谐波分量的振幅是以40db每十倍频的速率下降。因此，正激型、推挽型和桥式变换器的谐波干扰比反激型变换器大些。当采用零电流和零电压开关时，这种谐波干扰将会很小。另外功率开关管在截止期间，高频变压器绕组漏感引起的电流突变，也会产生尖峰干扰。
3.2 智能大厦交流输入回路产生的干扰
无工频变压器的开关电源输入端整流管在反向恢复期间也会引起高频衰减振荡产生干扰。一般整流电路后面总要接比较大的平滑滤波电容，因而整流管的导通角较小，会引起很大的充电电流，使交流输入侧的交流电流发生畸变，影响了电网的供电质量。另外，平滑滤波电容的等效串联电感也有较大的影响。开关电源产生的尖峰干扰和谐波干扰能量，通过开关电源的输入输出线传播出去而形成干扰和干扰的再辐射；而谐波和寄生振荡的能量，通过输入输出线传播时，都会在空间产生电场和磁场。这些电磁场也会干扰附近的电子设备。
3.3 高压电源中的电噪声
高压电源也传播和辐射电气噪声。这种与电压有关的噪声，从几千伏开始出现，当电压高达几十千伏时变得更加明显。高压整流堆的“辐射”是这种噪声来源之一。这种噪声主要包含射频能量，它是因组成整流堆的许多二极管的迅速通断而产生的。第二种情况是高压电源特有的电晕。电晕是气体的电离。电晕放电激发由电路寄生参数引起的各种谐振，并经常产生杂乱的背景噪声干扰。这种干扰不是连续的，而是随温度、大气状况和电源使用方法的变化而改变。
4 智能大厦电源抑制干扰的基本方法
干扰源、传播途径和受扰设备是智能大厦电源形成电磁干扰的三要素，因而抑制智能大厦电源中电磁干扰也应该从这三个方面着手。首先应该抑制干扰源，直接消除干扰原因；其次是消除干扰源和受扰设备之间的耦和辐射，切断电磁干扰的传播途径；三是提高受扰设备的抗扰能力，降低对噪声的敏感度。
(1)关电源本身就是一个电磁干扰发生源，产生电磁干扰的主要原因是电压和电流急剧变化。因此需要尽可能地降低电路中电压和电流的变化率(du／dt、di／dt)。通过增大开关时间，降低开关频率的办法可以减少电磁干扰，但这些办法都与开关电源体积小的特点相违背。近年来，已经研制成功的谐振式、准谐振式、PWM控制的软开关等功率变换器使功率开关在电压或电流过零时关断和开通，从而不仅降低了开关的动态损耗，也减少了电路中的动态du/dt、di/dt，抑制了电路中的电磁干扰强度。
(2)采用屏蔽技术可以有效的抑制开关电源的电磁辐射干扰。屏蔽的基本思想就是把电磁干扰波引到阻抗比波阻抗低得多的屏蔽导体表面上。在这种情况下电磁波的一部分能量被导体反射，一部分被导体吸收，只有少部分穿过屏蔽层。通常所说的电场容易被较薄的金属壁或隔板反射，甚至在塑料表面喷涂一层导体也能有效的反射电磁波。虽然屏蔽作用主要依靠反射，但是吸收作用也随频率和这种电屏蔽层的厚度增加而增加。
(3)优化电路设计结构。电路结构紧凑，元件小巧和采用印刷电路为特点的现代电源装置比老设备优越得多。在老式设备中，过长的连线起了谐振回路(或“天线”)的作用。因此增加了来自二极管(或开关管)的电磁干扰。一般来说，反向恢复特性所包围的那部分面积越小，整流过程开关瞬变产生的电磁干扰所带能量越少。因此在电路设计中，一定要考虑整流电路在满足散热条件下，尽量缩短线路，减少空间。
参考文献：
[1]崔华人．电子器件选用大全[M]．杭州：浙江科技出版社，2000．
[2]陈有卿，刘海平．新颖集成电路应用手册[M]．北京：人民邮电出版社，1997．
[3]孟建新，陶国成等．稳压电源的抗干扰分析和设计[J]，苏州城建环保学院学报，2001，4．
篇5
【关键词】开关型 直流稳压电源 探究 电路设计
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）04-0163-02
在电力电子技术的不断发展与技术革新下，开关型直流稳压电源以其自身的工作表现与其可靠性成为我国电力系统中广泛使用的一种设备。在实际应用中，开关型直流稳压电源自重轻，工作内故障低，工作效率高，且其性价比占优势，并具有功耗晓得良好表现。相比于其他开关型电源，开关型稳压电源应用范围广，竞争力强，特别是对于粒子加速器等电源应用范围来说，开关型稳压电源具有着良好的专业性与稳定性。通过对于开关型稳压电源的技术标准研读与相关的影响因素分析，目前此类技术研究区域人员都是采用移相控制桥来对DC/DC变换小信号模式进行开关型稳压电源的电路设计。
1.对于动态小信号模型的相关阐述
对于动态小信号模型来说，不同的模型选取进而得到的设计结果都会存在差异。所以，在模型的选取上，应根据其实际情况进行分析与配置。对于开关电源来说，其本质是作为一个非线性的控制对象在进行工作，如果要对其进行成功的设计与分析，那么在进行指导建模时，应以近似建立在其稳态时的小信号扰动模型为依据。这一思路一方面取决于小信号扰动模式稳态时具有与设计目标相近的工作表现；另一方面也是由于这样的模型对于大范围扰动时的拟态不够精准，会造成相应结论的误差或偏差。基于此，以小信号扰动模型来进行开关型稳压电源的电路设计是保证其最终设计结果满足设计要求的必要条件。
2.开关型稳压电源的相关性能指标
2.1性能指标之稳定性。通过相关数据与实践结果研究表明，在不同的开关型稳压电源系统设计下，会产生不同程度的鲁棒性。而在暂态特性方面，其表现也会相应提高。但对于直流新稳压电源来说，其系统下对于增益余量的要求是大于或等于40dB，对于相位余量的要求则是大于或等于30dB。
2.2性能指标之瞬间响应指标。当开关电源处于非稳定状态下，由于其所受的干扰，输出量会出现相应的抖动现象。且其抖动量会随着其干扰而变化，当干扰停止时，则其最终也会回到稳定值，基于此，在对开关型稳压电源进行这方面的性能指标确定时，是以过冲幅度与动态恢复时间的长短来衡量其系统的动态特性的。在此定义下，瞬态响应指标内容主要是表现为，如果穿越频率越高，则其系统恢复到动态平衡点的时间就越短，另一方面，系统在干扰情况下所表现的过冲幅度与其相位余量呈相关性。
2.3性能指标之电源精度。在电源精度方面，其控制要求严格，一般其最终的电源精度误差需要控制在设计目标的1‰以下，且其纹波不得在1‰以上。考虑到纹波自身的分类有高频与低频两种，而这两种纹波是基于开头频率表现的。如高频纹波就是受到开头频率的影响，必须通过滤波器进行控制。而低频纹波则是受到电网波动的影响，必须通过系统的负反馈来进行控制。
3.关于开关型稳压电源的电路设计
3.1关于系统下的补偿网络与相关相关设计应用。目前来说，对于开关型直流稳压电源系统来说，其补偿网络是通过PI或者PID的算法来设计与制作的。也就是说，PI调节器的主要作用是对抗高频纹波影响，也就是提高系统对于高频干扰能力的抵抗性，但对于PI调节器来说，动态性差的缺点是无法忽视的。目前来说，实际应用中通过引入微分算法后可以有效提高系统的响应速度。但其缺点也显而易见：一方面是由于零点的大量引入直接造成系统对于高频信号的敏感度大幅度提高，放大器在此情况下，很容易产生堵塞现象；另一方面则是当开关纹波的放大倍数得到增大时，放大器也会随之进入非线性区，这结果只会造成整个系统的不稳定。目前来说，对于这些缺陷是以超前滞后的方法来进行补偿的。
3.2关于开关型稳压电源的电路设计原理
3.2.1理想性技术指标如下：（1）输入交流：电压220V（50―60Hz）；（2）输出直流：电压5V，输出电流3A；输入交流电压在180―250V区间变化时，输出电压相对变化量应小于2%；（4）输出电阻R0
3.2.2关于开关型稳压电源的基本工作原理。当线性自流稳压电源处于低频率工作状态下时，那么调整管的工作由于其体积大，则其效率相应低，但当其调整管工作处于开关状态下时，那么其的工作表现就为体积小，效率高。
3.3开关型稳压电源的电路设计探究。从以上论述可以看出，开关型直流稳压电源系统其低功耗的特点是由于晶体管位于开关工作状态下时，对于功率调整管的功耗要求低。特别是对于理想状态下的晶体管来说，当其处于一种截止状态时，晶体管所经过的电流为0，相应的功耗也就为0；另一方面，由于开关型稳压电源系统的穿越频率较高，所以对于电路的动态响应速度得以提高，而且整个系统的响应速度不受低通滤波器的影响；另外，相对于直流470V的电压来说，并环穿越频率远未达到这一频率，输出只为48V，特别是其电压稳定性方式，经过测试，其低频纹波稳定率都在0.996以上，完全满足了设计要求。
4.结语
综上所述，在进行开关型稳压电源的电路设计时，小信号的模型选择是关键点。为了进一步提高开关型稳压电源系统的稳定性，超前滞后网络补偿原理有效地弥补了精度电源的纹波限制高的问题。通过实践也表明，开关型稳压电源的适用性非常强，必将为人们生活提供更好的服务。
参考文献：
[1]汤世俊.浅谈高性能开关型直流稳压电源[J].学术探讨，2011，（10）.
[2]樊思丝.高性能开关型直流稳压电源的设计探究[J].企业技术开发，2011，（03）.
[3]王滔.开关型稳压电源[J].科技风，2012，（11）.
篇6
直流稳压电源包括变压器部分、整流滤波部分、稳压部分，主要技术指标为电压参数（如果可调节，则为电压范围）、纹波系数（纹波电压）、输出电压调整率、额定输出电流。
直流稳压电源是能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。 直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展，对电子设备的供电电源提出了高的要求。
（来源：文章屋网 ）
篇7
关键词:稳压电源;单片机;D/A转换;直流电源;电压调节
中图分类号:TM131文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)21-0036-02
随着电力电子技术的迅速发展,直流电源应用非常广泛,其好坏直接影响着电气设备或控制系统的工作性能。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。传统的多功能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。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。其良好的性价比更能为人们所接受,因此,具有一定的设计价值。
一、系统设计
(一)方框图设计
该电路采用单片机(AT89C51)作为主控电路,由三端集成稳压器(LM317)作为稳压输出部分。另外,电路还增加参考电压电路、D/A转换电路、电压放大电路、显示电路等部分电路。其方框图如图1所示:
整个电路的运行需要模拟电压源提供+5V,±15V的模拟电压,以便使电路中的集成数字芯片能够正常工作。电路运行时,首先由单片机设置初始电压值,并送显示电路显示。然后将电压值送D/A转换电路进行数模转换,再经放大电路进行电压放大,最终反馈到三端集成稳压器(LM317)输出模拟电压。
(二)硬件设计
本电路的硬件组成部分主要由单片机(AT89C51)、变压器、整流电路、滤波电路、稳压器(LM317)、参考电压电路、D/A转换电路(DA0832)、放大电路、显示电路等组成。
硬件电路如图2所示,整个电路通过单片机(AT89C51)控制,P0口和DAC0832的数据口直接相连,DA的CS和WR1连接后接P26,WR2和XFER接地,让DA工作在单缓冲方式下。DA的11脚接参考电压,通过调节可调电阻使LM336的输出电压为5.12V,所以在DAC的8脚输出电压的分辨率为5.12V/256=0.02V,也就是说DA输入数据端每增加1,电压增加0.02V。
DA的电压输出端接放大器OP07的输入端,放大器的放大倍数为(R8+R9)/R8=(1K+4K)/1K=5,输出到电压模块LM317的电压分辨率为0.02V×5=0.1V。所以,当MCU输出数据增加1的时候,最终输出电压增加0.1V,当调节电压的时候,可以以每次0.1V的梯度增加或者降低电压。
本电路设计两个按键,S1为电压增键,S2为电压减键,按一下S1,当前电压增加0.1v,按一下S2,当前电压减小0.1V。
显示部分由三位共阳数码管和74LS164串入并出模块组成,电路如图3所示,可以显示三位数,一位显示十位,一位显示个位,另外还有一个小数位,比如可以显示12.5v,采用动态扫描驱动方式。本主电路的原理就是通过MCU控制DA的输出电压大小,通过放大器放大,给电压模块作为最终输出的参考电压,真正的电压,电流还是稳压模块LM317输出。
(三)软件设计
在本电路中由于CPU的工作任务是单一的,因此,源程序的工作过程为:系统上电复位后,默认输出9V电压,然后扫描S1,S2键,当S1或S2键有按下时,程序跳转至相应的按键处理子程序,经按键子程序处理后,再嵌套调用显示子程序,完成显示与输出操作后返回主程序,继续扫描此两键,程序运行原理如下:
程序设计需要考虑的主要问题有两个方面:一方面要找出数字量Dn与输出电压的关系,这是程序设计的依据;另一方面要建立显示值与输出电压值的对应关系,这是程序设计是否成功的标志。因为在本系统中,显示的输出电压值不是之前从输出电路中通过检测得到的,因此显示与输出并不存在直接联系。但为了使显示值与实际输出值相一致,在程序编写时,必须人为地为两者建立某种关系。采用的方法是:在程序存储器中建立TAB1和TAB2两张表格,TAB1放101个Dn值,数值从小到大顺序排列,其值分别对应输出电压0～10v,TAB2存放数码显示器0～9字符所对应的数据。TAB1表格的数据指针存放在内存RAM中23H单元,内存20H,21H和22H三个单元分别存放数码显示器小数点一位,个位和十位的字符数据指针。在主程序中初始化后之后首先给23H赋予40的偏移量,这个偏移量指向TAB表中的Dn为145,此值对应的输出电压为9V,由于这个原因,必然要求显示器显示的字符为“05.0”,为此,须分别给20H,21H和22H赋予0,5和0的偏移量,这三个偏移量分别指向TAB2中0,5和输出两者之间就建立了初步的对应关系。为了使两者保持这种对应的关系,在K1和K2按键处理子程序中,必须使23H,20H,21H和22H四个数据指针保持“同步”地变化,即为当K有键时,23H单元增加1指向下一Dn时,20H单元也相应增加1指向下一字符,并且20H单元(小数点一位指针)、21H单元(个位指针)和22H元(十位指针)应遵循十进制加法的原则,有进位时相应各位应作出相应地变化;当K2有键时,23H单元减1指向前一Dn时,20H单元也相应减1指向前一字符,并且20H,21H,22H三个单元的数据指针应遵循十进制减法原则,有借位时相应的各位须作出相应地变化。按照这一算法只要控制TAB1表格数据指针不超出表格的长度就能使显示值与输出值保持一一对应的关系,即显示器能准确地显示出电源输出电压值的大小,达到电路设计的目的。由于理论计算与实际情况还存在着一定的差异,为了使显示值更加接近实际输出值,本电路需要对输出电压进行校正。
二、调试与分析
调试仪器:数字万用表、电烙铁、斜口钳、尖嘴钳、吸锡器、镊子。
硬件调试:首先检查整个电路,电路连接完好,没有明显的错连,漏连。接上电源,电源指示灯亮,数码管显示初始电压值+5V,用万用表的两只表笔测试LM317的输出电压为4.96V。当按下S1键一次,数码显示电压值变为4.9V,万用表读数变为4.85V。再按下S2键一次,数码显示电压值变为5.0V,万用表读数再次变为4.96V。通过改变显示电压值,用万用表测得几组输出电压数据见表1:
系统平均误差Δd=0.41V。
误差原因分析:(1)工作电源不够稳定,不能为数字集成块提供精确工作电压;(2)电路参数设定不够精确;(3)提供给D/A转换的参考电压不够精确,使得转换过程存在误差;(4)单片机的P0口传输给D/A转换的数据不够准确,使得输出出现误差;(5)系统缺少电压电流采样电路。
三、结语
在本文中,实现了以单片机为核心的直流稳压电源的智能控制,达到了预期的目的和要求。
参考文献
[1]郝立军.直流稳压电源的设计方法[J].农业机械化与电气化,2007,(1).
[2]王翠珍,唐金元.可调直流稳压电源电路的设计[J].中国测试技术,2006,(5).
[3]殷红彩,葛立峰.一种多输出直流稳压电源的设计[J].传感器世界,2006,12(9).
[4]何希才.稳压电源电路的设计与应用[M].北京:中国电力出版社,2006.
[5]郑耀添.直流电源技术的发展方向[J].韩山师范学院学报,2005,26(3).
[6]Lu Yansun.Manufacturing Development Emphases On Power Generation and Transmission Apparatus In 11th Five-Year Plan Period And Prospect To the Year 2020 [J].ELECTRICITY,2004.
[7]陈宁.基于单片机的高品质直流电源[[J].电子产品世界,2005,(2).
[8]顾旭.关于直流稳压电源整流电路的探讨[J].科技信息,2005,(10).
[9]葛晖.直流稳压电源的基本原理[J].集宁师专学报,2004,26(4).
[10]韩建文.基于单片机的智能稳压电源的设计[J].琼州大学学报,2004,11(2).
篇8
关键词：波纹；开关电源；晶体管
引言
在用电控制的仪器设备中，都需要稳压电源，由于价格、功率等的要求，因此设计人员更倾向于使用开关电源，而很少使用线性电源。开关电源的优势在于转换效率高，最高可以达到将近97%，另外开关电源重量轻、体积小。开关电源最大的缺点是输出的纹波和噪声电压较大，而这一性能影响到仪器设备的运行，特别是对于需要处理小信号的仪器中，电源产生的噪声可能会干扰输入的信号，使得仪器无法正确运行。如何处理好电源的噪声，有很多方法[1][2]，本文通过一个典型电源电路分析开关电源产生纹波和噪声的原因及减小纹波和噪声的措施，并详细探讨了电源各部分电路的原理功能和实现的方法。
1干扰产生分析
电信号干扰分为：噪声（nois）和纹波（ripple）两种，其表现形式为图1形式。噪声的定义是指在直流电压或电流中，叠加了振幅和频率上完全无规律的交流分量。该分量会干扰电路的分析、逻辑关系，影响其设备正常工作。纹波是指叠加在直流电压或电流上的交流信号，会降低电源的效率，严重的波纹更有可能会损坏用电设备，另外波纹还会干扰数字电路的逻辑关系，影响设备工作状态。通常的开关电源输出的直流电压中叠加了由噪声和波纹引起的交流信号。波纹主要是由于开关电源的开关动作造成的，而波动的频率跟开关的频率是一致的，大小取决于输入、输出电容的参数。作为开关的元件都有寄生的电感与电容，当元件在电流流动变化工作时，会产生电压与电流的浪涌，这些浪涌信号都会在电源产生干扰信号。浪涌电流指电源接通瞬间，流入电源设备的峰值电流。该峰值电流远远大于稳态输入电流，这种瞬时过电流称为浪涌电流，是一种瞬变干扰。噪声电压主要跟电源的拓扑结构、电路中的寄生参数、工作的电磁环境以及印制电路板的布线有关。当信号较小的时候，会产生干扰的信号。图2（a）是实验信号波形，（b）是小信号上叠加了干扰的波形。干扰可以表现为尖峰、阶跃、正弦波或随机噪声，干扰的产生来自多方面，电路设计不合理、器件使用不当、工作环境干扰、电源噪声等，其中电源产生的噪声是常见主要的原因，而这些干扰信号会造成后续电路一系列的处理误差，所以在要求较高的场合，这样的噪声是必须要解决的。
2解决措施
开关电源电路一般由整流平滑电路、集成开关电路、浪涌电压吸收电路、电压检测电路、次级侧整流平滑电路等构成。其工作原理：开关电路供应稳定电压和平滑的电流，是本电路的主要部分，开关晶体管的集电极电流决定电源的输出电流。纹波的解决措施[3][4]主要有：调整电感和电容参数、增加电容电阻缓冲网络。
2.1调整电感和电容参数
电流波动与电感参数、以及输出电容大小有关，通常电感值越小，波动越大，输出电容值越小，波纹越大。因此可以通过增大电感值和输出电容值来降低波纹。在这里以BUCK型开关电源为例，当开关电源工作时，提供的电压不变，但是电流会变化，为了稳定电源的输出电流，在如图4（a）的指示位置并联一个电容C+。通过增加电感值的方法来减小波纹的做法是受限的。因为电感越大，体积就越大。电感的取值可以这样计算：假定输入电压为Vin，输出电压为Vo，工作频率为f，输出电流为I，电感中电流的波动值为驻I的话，有：在电路调试过程中发现，随着C+不断增加，减小波纹的效果会越来越差，同时增加f，会增加开关损失。因此可以通过再加一级LC滤波器的方法来改善，如图4（b）所示。LC滤波器抑制波纹的效果较好，只要根据需要除去的纹波频率选择合适的电感电容即可。
2.2增加电容电阻缓冲网络
在二极管高速导通截止时，要考虑寄生参数。在二极管反向恢复期间，等效电感和等效电容成为一个RC振荡器，产生高频振荡。为了抑制这种高频振荡，需在二极管两端并联电容C或RC缓冲网络。电阻与电容取值要经过反复试验才能确定，一般选择电阻为10Ω-100Ω，电容取4.7pF-2.2nF。如果选用不当，反而会造成更严重的振荡。
3电路设计及实测
根据以上分析，设计出了一种开关稳压电源如图5所示，采用可控硅触发方式。通过整流放大后的波纹去触发可控硅的导通，当整流电压值为零时，可控硅自动关断。只要用输出电压的变化来控制触发信号的前沿，即可实现稳压。稳压电路主要由可控硅、4个晶体管和1个变压器等组成，如图5所示。我们在multisim环境下对该电路进行仿真，效果非常好。再用实际电路搭试，并加上30欧姆纯电阻阻抗后，选取了7个测试点，测试波形见图6所示。图中变压器T、二极管D1～D4和电容器C1-4组成整流滤波电路，测试点1电压纹波波形见图6中1的图像，显然是在全波整流后的纹波出现；电阻R2、R3和隔直电容C5组成取样电路，测试点2电压纹波波形见图6中2的图像；控制可控硅的纹波信号测试点3、4电压纹波波形见图6中的3、4的图像；隔直后的测试点5电压纹波波形见图6中的5的图像；线圈T2控制信号的初级波形见图6中7的图像；线圈T2次级控制可控硅信号见图6中6的图像。当电压没有纹波时，线圈T2不发挥作用，但当电压有波动时（纹波），则自动控制可控硅工作，抑制电压的波动。在电路中的电感对抑制电压的波动也起到了良好的作用，其电感值可以根据电压的大小和对纹波的要求进行适当的选择。该电路在最后的输出功率可以达到110W，当负载发生变化10-104欧姆时，电压变化的范围大约是1毫伏。
4结束语
本文对开关电源噪声与纹波的产生原因和抑制方法进行了分析和讨论，并设计出了一种晶体管开关稳压电源电路，观察仿真实验，可以得出该设计能够抑制一定的电源噪声与波纹。在实际中，需要依据产品的参数，如体积、成本等问题综合考虑，选择合适的设计方法。
参考文献：
篇9
【关键词】电流型;PWM;控制器;UC3842;电磁兼容性;传导干扰
引言
在设计开关电源时通常以PWM集成电路为核心。近年来，开关电源集成控制器将PWM控制电路、保护电路集成到一块芯片上，电路设计简单方便，可靠性高。常见的PWM控制器从控制类型划分共有两种：分别是电压控制型和电流控制型。电压型PWM控制器调节脉宽是通过反馈电压进行的，电流型PWM控制器是通过调节占空比，使电感峰值电流随误差变化而变化。电流型PWM控制器的电压调整率和负载调整率效果比电压型PWM控制器更为显著。采用电流型PWM控制器后系统的动态特性和稳定性明显改善。电流型PWM控制器内置的限流和并联均流能力使控制电路更加简单且可靠性高。目前，电流型PWM集成控制器已经产品化，在小功率电源方面取代了电压型PWM控制器。
1.UC3842 PWM芯片简介
UC3842采用固定工作频率脉冲宽度可控调制方式，共有8个引脚，各脚功能如下：
①脚是误差放大器的输出端，外接阻容元件用于改善误差放大器的增益和频率特性;
②脚是反馈电压输入端，此脚电压与误差放大器同相端的2.5V基准电压进行比较，产生误差电压，从而控制脉冲宽度;
③脚为电流检测输入端，当检测电压超过1V时缩小脉冲宽度使电源处于间歇工作状态;
④脚为定时端，内部振荡器的工作频率由外接的阻容时间常数决定，f=1.72/（RT×CT）;
⑤脚为公共地端;
⑥脚为推挽输出端，内部为图腾柱式，上升、下降时间仅为50ns驱动能力为±1A;
⑦脚是直流电源供电端，具有欠、过压锁定功能，芯片功耗为15mW;
⑧脚为5V基准电压输出端，有50mA的负载能力。
2.开关稳压电源的设计与工作原理
2.1 开关稳压电源组成框图
开关稳压电源基本组成原理框图如图1所示。
图1 开关稳压电源基本组成原理框图
2.2 开关稳压电路设计
电源电路主要由整流滤波电路、低通滤波电路、反馈电路、脉宽调制电路、保护电路等几部分组成。图2所示为以UC3842为核心的开关电源电路的原理图。输入为220V交流电，经整流滤波电路后，给变压器输入端一个约300V的直流电压，经UC3842芯片后得到稳定的输出。
2.3 开关稳压电源工作原理
2.3.1 UC3842芯片的启动过程
首先，由电源通过启动电阻R2给电容C1充电，当C1两端电压达16V时，达到了脉宽调制芯片UC3842的启动电压门槛值，此时芯片UC3842开始工作并提供驱动脉冲，芯片6脚输出信号为高低电压脉冲，高电压脉冲时场效应管VT1导通，电流流经变压器原边，把能量储存在变压器中。此时变压器各路副边没有能量输出。当6脚的高电压脉冲结束时，VT1截止。由楞次定律可知，变压器为了使电流不发生变化，产生与原电压相反的感应电势，此时变压器副边各路二极管导通，向外提供能量，同时反馈线圈向UC3842供电。UC3842内部设有欠压锁定电路，其工作的电压范围在10V到16V。UC3842在开启之前消耗的电流在1mA以内。电源电压接通以后，当7脚电压上升到16V时UC3842开始工作，正常工作时消耗电流为15mA。设计时参照UC3842的启动电流这些参数选取R2。一般情况下，随着UC3842的启动结束，R2的作用也基本完成，余下的工作由反馈绕组完成，UC3842的供电来自反馈绕组产生的电压。
图2 新型开关稳压电源设计原理图
2.3.2 开关脉冲生成C5和R8的大小决定振荡频率
R5为电流采样电阻，反映输入电压的变化。由恒频时钟脉冲置位UC3842的锁存器，以驱动VT1导通。当VT1导通时，R5上的电流逐渐增大压降随之增加，通过R9将电压反馈到芯片UC3842的3脚，将该电压与电流比较器的另一端进行比较，当压降值达到一定时，电流取样比较器翻转，锁存器复位，VT1截止。VT1导通时，电流流过变压器原边，把能量存在变压器中。此时，变压器副边没有能量输出;当VT1截止时，副边各级二极管导通，向外提供能量。因此VT1的导通和截止使得变压器副边耦合输出为开/关电压。
2.3.3 占空比调节
变压器输出通过可控精密稳压源TL431和光耦PC817以电压反馈的形式反馈到UC3842的2脚，当变压器副绕组电压增大时，加在可控精密稳压源TL431上的参考电压升高，通过光耦PC817中发光二极管的电流增大，光电三极管上的电流也相应增大，UC3842的反馈端电压随之增大，输出端的脉冲信号占空比降低，VT1通时间变短，输出电压降低。输出绕组电压降低时的情况与上述过程相反。可见，通过输出端的电压反馈和输入端的电流反馈，使输出绕组的电压输出稳定在要求值。
3.结论
在设计中将电流控制型脉宽调制芯片UC3842的控制功能充分的利用到高频单端反激式开关稳压电源中，实现了对输出电压的负反馈调节及各种保护机制。实验结果表明，所设计的电源结构简单、稳压性高、纹波小、电压调整率和负载调整率高。另外，在大功率输出时，需要增加功率因数校正PFC模块。该电源可应用于电动车、视听、应急照明等设备中。
参考文献
[1]刘顺利.现代高频开关电源实用技术[M].北京：电子工业出版社，2001.
篇10
关键词：教学做一体 直流稳压电源 电路调试
中图分类号：TM44 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）10（c）-0000-00
作者简介：安海霞（1975-），女，汉族，河北省易县，天津职业大学机电学院副教授，硕士，主要研究方向：电气自动化技术应用。
基金项目：本文是中国高等教育学会“十二五”教育科学规划一般课题（课题编号11YB081）“高等职业教育‘教学做一体化’教学实践中的问题与对策研究”的阶段性研究成果。
《电子产品设计与制作》是高职学生电类专业的一门基础课程。通过本门课程的学习，使学生掌握常用的二极管、三极管、集成运放、数字芯片等器件的选型与使用，学会简单电路如：直流稳压电源电路、触摸延时电路、三角波产生电路、计数器等电路的设计、安装与调试。为培养生产一线、从事电子产品设计与制作的技术技能型人才打下坚实基础。
根据教育部2006年出台的《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》所提出的“教学做一体化”是高等职业教育培养职业人的教学模式[1]，本课程进行了项目化教学设计，并在实训室通过“教学做一体”的方式进行了教学实施。
本文以“项目一 直流稳压电源电路的制作与调试”为例，进行教学策略的设计，同时分析电路制作、调试过程中的操作要点与故障原因。
一.项目教学策略设计
周军在《教学策略》一书中指出：教学策略是指为了实现一定的教学目标对教学方法、教学媒体和教学形式等的选择及组合。因此，教学策略是施教者（教师）在受到一定教学观念影响下，对教学方法进行统摄、控制和调节的教学决策活动，从而实现对整个教学活动的调控[2]。
施良方、崔允t教授将课堂教学策略分成五大部分：课堂教学准备策略、主要教学行为策略、辅助教学行为策略、课堂管理行为策略和课堂教学评价策略[3]。笔者将中间的三部分综合为课堂教学行为策略进行该项目的教学策略设计与实施。
1.课堂教学准备
（1）信息资源准备：直流稳压电源的结构、组装、工作视频，各类二极管、稳压块等元器件图片，元器件参数资料（pdf格式），具有针对性的行业、专业网站等。
（2）设备及元器件准备：电工实训台、万用表、示波器、变压器等实验设备，多种类型二极管、稳压块、电容、电阻等器件。
（3）W生分组准备：将学生按动手及组织能力分组，每组不超过3人。
2.课堂教学行为设计与实施
本项目采用直流集成稳压器设计电路，输出电压正负5V、电流0.5A。电路原理图如图1所示[4]。从图中可以看出，电路由4部分组成，因此将教学过程分为4个任务进行。教学活动设计如表1所示。
3.课堂教学评价
教学评价是高职院校技能训练教学活动中一项重要抓手，具有多方面的作用，是对技能训练教学过程与目标是否达成的一种价值判断，能控制、调节教学的实施，确保技能训练任务的达成[5]。
按照技能训练教学过程与目标是否达成，进行三方面的评价：（1）技能目标达成评价。根据电路的安装与调试要求，对学生的动手能力进行评价，采取学生自评、互评、教师评价进行；（2）知识目标达成评价。教师根据学生组装电路进行答辩考核，了解学生掌握知识情况，进行评价；（3）素质目标达成评价。根据学生的参与状态、协作程度、情感状态及职业素养进行互评和教师评价。将评价结果记录在教学云平台，课程完成后做总体评价。
二.电路制作、调试过程及故障分析
电路制作过程中，应根据电路原理边制作、边调试，用示波器观测每一部分电路的波形，进而判断元件有无损坏，电路连接是否正确。下面根据电路的四部分进行电路的制作与调试分析。
1.降压电路的调试
将变压器连接在交流220伏电源上，用示波器观测输出端波形，应为正弦波形，振幅在13伏左右。图像不正确时，查找变压器故障，可参考变压器检测知识。
2.整理电路调试
整流电路可采用四个整流二极管搭接，或者集成整流桥。按图搭接好整流电路后，并连接电阻作为负载，正弦波形的下半周翻到坐标轴上面，电路正确。如若没有波形，检测连接电路是否正确及二极管的好坏。
3.滤波电路调试
按照电路图将整流后的电路接在电解电容上，注意电解电容正负极的接法，输出波形为一条在正半周的直线。如果没有波形，检测电容是否烧坏。
4.稳压电路的调试
整流模块7805及7905管脚的接法是重点也是难点。7805的1管脚为输入端，2为接地端，3为输出端；7905的1管脚为接地端，2为输入端，3为输出端。对应图1，进行整流模块的连接与调试。用万用表测量输出电压时，红表笔接7805的3管脚，黑表笔接2管脚，得出电压为+5V；红表笔接7905的3管脚，黑表笔接1管脚，得出电压为-5V。
三.教学反思
项目化教学设计与教学做过程实施相结合，使学生在做中学、做中悟，引导学生自主探究、自主学习，极大的提高了学生的学习兴趣。通过四个学习单元的逐层递进，不断的发现问题、分析问题，到最后通过实践操作解决问题，增强了学生的成就感和自信心，同时提高了创新能力。小组内部的分工合作，与小组之间的评价，培养了学生合作、竞争的能力与意识，为走上工作岗位奠定了坚实的知识技能和文化素养。
参考文献
[1] 教育部.《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》（教高〔2006〕16号）.2006.11.16
[2] 周军. 教学策略[M]. 北京：教育科学出版社. 2007. 12
[3] 施良方，崔允t. 教学理论：课堂教学的原理、策略与研究[M]. 上海：华东师范大学出版社. 2001.9