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直流穩(wěn)壓電源范文1

關(guān)鍵詞：直流穩(wěn)壓電源；電路設(shè)計(jì)；工作原理

1 電路設(shè)計(jì)背景和目的

通過(guò)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和對(duì)中職院校的學(xué)生進(jìn)行的調(diào)研情況來(lái)看，中職院校的學(xué)生普遍文化基礎(chǔ)薄弱，對(duì)文化課、理論課不感興趣，但是大部分中職學(xué)生對(duì)實(shí)訓(xùn)課程感興趣，喜歡動(dòng)手操作，能夠嘗試動(dòng)手去做一些實(shí)驗(yàn)，有的甚至能獨(dú)立完成一些電子產(chǎn)品的安裝與調(diào)試。例如，簡(jiǎn)單的門(mén)鈴電路，流水燈電路等。因此，針對(duì)中職院校學(xué)生的實(shí)際情況，結(jié)合我學(xué)院電氣工程系的學(xué)生學(xué)習(xí)情況，今年，我系領(lǐng)導(dǎo)決定對(duì)學(xué)生的課程安排進(jìn)行了大膽改革，去掉純粹的理論課，所有專(zhuān)業(yè)課程都變?yōu)橐惑w化課程，讓學(xué)生通過(guò)動(dòng)手操作掌握理論知識(shí)，真正做到在做中學(xué)，在學(xué)中做，在這樣的背景下，我嘗試了將所擔(dān)任學(xué)科《電子技術(shù)基礎(chǔ)》這門(mén)理論課程融入到《電子電路的安裝與調(diào)試》這門(mén)實(shí)訓(xùn)課程中去，變理論課實(shí)訓(xùn)課程為一體化課程。依托這樣的改革前提，我嘗試對(duì)直流穩(wěn)壓電源的電路進(jìn)行了以下設(shè)計(jì)，目的就是為了更好的適應(yīng)電氣工程系的改革實(shí)踐，同時(shí)也能夠使學(xué)生在實(shí)際動(dòng)手操作過(guò)程中深刻理解相應(yīng)的電子專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，能夠培養(yǎng)學(xué)生掌握理論知識(shí)的能力，激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)電子專(zhuān)業(yè)的熱情，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，最重要的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)了技能，一技在手，更好地走上工作崗位，盡快地適應(yīng)社會(huì)。

2 電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器件

所謂巧婦難為無(wú)米之炊，電路設(shè)計(jì)同樣需要必要的實(shí)驗(yàn)設(shè)施和工具，而實(shí)驗(yàn)條件的好壞和選擇工具的正確與否是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵和前提。下面我來(lái)具體闡釋我的設(shè)計(jì)思路中所需要的實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)工具和必要的原材料：

2.1 電路所需實(shí)驗(yàn)設(shè)施和工具

本次設(shè)計(jì)的完成需要在專(zhuān)業(yè)的電子試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，需要的工具如下：示波器、萬(wàn)用表、變壓器（12v）、電烙鐵、鉗子和鑷子等，另外需要必要的焊錫和連接線。

2.2 電路所需元器件清單

元器件清單如下：

1A二極管IN4007，V1、V2、V3、V4，4只；發(fā)光二極管V5，1只；熔斷絲FU 參數(shù)為1A1只；100uF 50 V電容C1，1只；10uF25V電容C2，1只；500uF 16V電容C3，1只；2200uF電容C4，1只；開(kāi)關(guān)SW，1只；2.7KΩ電阻R1，1只；190Ω電阻R2，1只；280Ω電阻R3，1只；1KΩ電位器R4，1只；三端集成穩(wěn)器CW7812 U（可調(diào)范圍1.25V～12V），一只；可調(diào)電阻RW，1只。

3 電路設(shè)計(jì)思路

直流穩(wěn)壓電源又稱(chēng)為直流穩(wěn)壓器，其作用就是將交流電轉(zhuǎn)化成相應(yīng)用電器所需要的穩(wěn)定電壓的直流電。其關(guān)鍵是輸出直流電壓的穩(wěn)定性，所以我們?cè)O(shè)計(jì)電路的著眼點(diǎn)就是電路轉(zhuǎn)化的穩(wěn)定性。

3.1 直流穩(wěn)壓電源的工作原理

直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路組成，其組成框圖如圖1：

直流穩(wěn)壓電源各部分的作用

（1）電源變壓器：主要是降壓器，用于把220V的交流電轉(zhuǎn)換成整流電路所需要的交流電壓Ui。（2）整流電路：利用整流二極管單向?qū)щ娦裕呀涣麟奤2轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動(dòng)的直流電。（3）濾波電路：利用濾波電容將脈動(dòng)直流電中的交流電壓成分過(guò)濾掉，濾波電路主要有橋式整流電容濾波電路和全波整流濾波電感濾波電路。（4）穩(wěn)壓電路：利用穩(wěn)壓管兩端的電壓稍有變化，會(huì)引起其電流有較大變化這一特點(diǎn)，通過(guò)調(diào)節(jié)與穩(wěn)壓管串聯(lián)的限流電阻上的壓降來(lái)達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的，用于將不穩(wěn)定的直流電壓轉(zhuǎn)換成較穩(wěn)定的直流電壓。

3.2 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法

直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)，是根據(jù)其輸出電壓UO、輸出電流IO等性能指標(biāo)的要求，確定出變壓器、集成穩(wěn)壓器、整流二極管和濾波電路中所用元器件的相關(guān)性能參數(shù)，選擇出這些元器件。

具體設(shè)計(jì)方法分為三個(gè)步驟：第一步：根據(jù)直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓UO、最大輸出電流IOMAX，確定出穩(wěn)壓器的型號(hào)及電路形式。第二步：根據(jù)穩(wěn)壓器的輸入電壓Ui，確定出電源變壓器二次側(cè)電壓U2；根據(jù)穩(wěn)壓電源的最大輸出電流IOMAX，確定出流過(guò)電源變壓器二次線圈的電流I2和電源變壓器二次線圈的功率P2；再根據(jù)P2，確定出電源變壓器一次線圈的功率P1。然后根據(jù)所確定的參數(shù)，選擇合適的電源變壓器，一般為12v。第三步：確定整流二極管的正向平均電流ID、整流二極管的最大反向電壓URM和濾波電容的容量值以及耐壓值。根據(jù)所確定的參數(shù)，選擇合適的整流二極管和濾波電容。

4 電路設(shè)計(jì)步驟

電路設(shè)計(jì)思路想出后，考慮實(shí)際電路具體設(shè)計(jì)步驟，完整的設(shè)計(jì)步驟是整個(gè)電路的核心部分，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中實(shí)際設(shè)計(jì)步驟顯得尤為重要，具體步驟為以下幾步：

4.1 電路圖設(shè)計(jì)方法

電路圖設(shè)計(jì)使用PCB制圖軟件制作

4.2 電路原理圖的設(shè)計(jì)

電路原理設(shè)計(jì)使用Protel2000制圖軟件設(shè)計(jì)電路原理圖如圖2。

4.3 直流穩(wěn)壓電源實(shí)物設(shè)計(jì)

如圖3所示安裝直流穩(wěn)壓電源電路的前半部分整流濾波電路，然后從穩(wěn)壓器的輸入端加入直流電壓UI？燮12V，調(diào)節(jié)RW，如果輸出電壓也跟著發(fā)生變化，說(shuō)明穩(wěn)壓電路工作正常。用萬(wàn)用表測(cè)量整流二極管的正、反向電阻，正確判斷出二極管的極性后，先在變壓器的二次測(cè)線圈接上額定電流為1A的保險(xiǎn)絲，然后安裝整流濾波電路。安裝時(shí)要注意，二極管和電解電容的極性不能接反。經(jīng)檢查無(wú)誤后，才將電源變壓器與整流濾波電路連接，通電后，用示波器或萬(wàn)用表檢查整流后輸出電壓UI的極性，若UI的極性為正，則說(shuō)明整流電路連接正確，然后斷開(kāi)電源，將整流濾波電路與穩(wěn)壓電路連接起來(lái)。然后接通電源，調(diào)節(jié)RW的值，如果輸出電壓滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)，說(shuō)明穩(wěn)壓電源中各級(jí)電路都能正常工作。

5 電路設(shè)計(jì)總結(jié)

通過(guò)論述直流穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì)過(guò)程，強(qiáng)化了本人所教學(xué)科《電子技術(shù)基礎(chǔ)》中模擬電路部分知識(shí)和《電子電路的安裝與調(diào)試》實(shí)驗(yàn)部分知識(shí)。所設(shè)計(jì)的直流穩(wěn)壓電源電路，廣泛運(yùn)用于生活中，例如手機(jī)的充電電源、冰箱的穩(wěn)壓電源等。同時(shí)，也通過(guò)查閱參考書(shū)，網(wǎng)上資料等拓寬了自己專(zhuān)業(yè)方面的知識(shí)面。論述過(guò)程中，通過(guò)邊教學(xué)邊調(diào)研邊實(shí)踐的方式使本人對(duì)直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)過(guò)程有了一些新的認(rèn)識(shí)，特別是強(qiáng)化了自己的教學(xué)能力，增強(qiáng)了所教專(zhuān)業(yè)學(xué)生掌握理論知識(shí)的能力，提高了其動(dòng)手操作的能力。通過(guò)一段時(shí)間的教學(xué)效果來(lái)看，我所教授專(zhuān)業(yè)的學(xué)生對(duì)學(xué)院的此種教學(xué)改革適應(yīng)快，容易接受，對(duì)教師所設(shè)計(jì)的教學(xué)模塊感興趣，并且激發(fā)了繼續(xù)探究這一教學(xué)模塊的動(dòng)力，這也充分證明了學(xué)院提出的此種教學(xué)改革是可行的。

參考文獻(xiàn)

[1]郭S.電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社.

[2]王建.維修電工技能訓(xùn)練（第四版）[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社.

直流穩(wěn)壓電源范文2

【關(guān)鍵詞】GPS-3303C；穩(wěn)壓電源；故障維修

1 設(shè)備介紹

直流穩(wěn)壓電源型號(hào)：固緯電子有限公司GPS-3303C。

主要的技術(shù)指標(biāo)：二路獨(dú)立輸出0～30V連續(xù)可調(diào)，最大電流為 3A；二路串聯(lián)輸出時(shí)，最大電壓為60V，最大電流為3A；二路并聯(lián)輸出時(shí)，最大電壓為30V，最大電流為6A。另一路為固定輸出電壓5V，最大電流為3A的直流電源。該直流電源主要用于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

2 穩(wěn)壓電源工作原理

GPS-3303C由取樣電路，比較放大、控制電路、調(diào)整電路、輔助電源電路、基準(zhǔn)電壓、保護(hù)電路和電源整流濾波電路組成。

當(dāng)輸出電路由于電源電壓或負(fù)載電流變化引起變動(dòng)時(shí)，變動(dòng)信號(hào)將經(jīng)取樣電路與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，所得信號(hào)經(jīng)比較放大后，由控制電路控制可控硅，使調(diào)整電路輸出電壓為額定值[2]。整流濾波電路采用全波整流電路，產(chǎn)生的直流脈動(dòng)信號(hào)送至可控硅，由輔助電源電路產(chǎn)生的脈沖信號(hào)作為可控硅的控制信號(hào)，脈沖信號(hào)的占空比由比較放大電路產(chǎn)生的誤差信號(hào)控制。

穩(wěn)壓電源GPS-3303C如圖1所示，一路包括整流器、濾波器以及提供參考電壓的偏壓電源；另一路包含了一個(gè)主整流器、一個(gè)主濾波器、一個(gè)串聯(lián)調(diào)節(jié)器、一個(gè)電流比較器、一個(gè)電壓比較器、一個(gè)參考電壓放大器、一個(gè)遙控裝置和一個(gè)繼電器控制的主調(diào)節(jié)電路。

交流輸入變壓后，由整流器D1021-D1024進(jìn)行整流，再經(jīng)電容 C103，C104濾波，同時(shí)提供給調(diào)節(jié)器U101、U108一個(gè)偏壓電壓，從而使調(diào)節(jié)器U101、U108為電路提供調(diào)節(jié)電壓。

主整流器是一個(gè)全波橋式整流器，整流后信號(hào)經(jīng)電容C1021濾波，再經(jīng)一串聯(lián)調(diào)節(jié)器調(diào)整后，送到輸出端。U105是一個(gè)限流器，當(dāng)電流超過(guò)額定范圍，U105會(huì)減小電流。U102提供給U103和U105一個(gè)參考電壓，U103是一個(gè)反相放大器，而U104是一個(gè)比較放大器，將參考電壓和反饋電壓作比較后，送到Q103和Q104以校正輸出電壓。Q113在發(fā)生超載現(xiàn)象時(shí)控制Q103的電流大小以限制輸出電流。繼電器控制串聯(lián)調(diào)節(jié)電路的功率消耗。

3 電源故障分析及維修

結(jié)合理論，以下針對(duì)筆者遇到的三例故障加以分析：

3.1 故障一

現(xiàn)象是輸入220V交流電，打開(kāi)儀器電源開(kāi)關(guān)，扭動(dòng)電壓調(diào)整旋鈕，輸出電壓顯示始終為零。

分析：從現(xiàn)象判斷，該電源沒(méi)有電壓輸出。該電源具有過(guò)流和短路保護(hù)，在電源背部有一保險(xiǎn)管插口。所以，首先想到檢查該電源的保險(xiǎn)管。我們?nèi)∠卤ｋU(xiǎn)管，用萬(wàn)用表測(cè)量其電阻，電阻過(guò)大證實(shí)保險(xiǎn)管被燒壞。

故障處理：找到T4A 250V的保險(xiǎn)管換上，通電試機(jī)，電源正常，并進(jìn)行加載實(shí)驗(yàn)，電源穩(wěn)定。

3.2 故障二

現(xiàn)象同故障一。換上T4A 250V保險(xiǎn)管后，現(xiàn)象沒(méi)有變化。

分析：說(shuō)明該電源不僅燒毀了保險(xiǎn)管，還損壞了其他元件。我們主要考慮變壓器、整流濾波部分和調(diào)整元件是否工作正常，變壓器將高壓變?yōu)榉€(wěn)壓電源所要求的低壓，容易出現(xiàn)情況為變壓器線包短路、斷路、鐵芯的霉斷和擊穿；整流濾波部分的主要作用是將低電壓的交流經(jīng)整流變?yōu)椴▌?dòng)較大的直流，再經(jīng)電容等濾波電路將波動(dòng)較大的直流變?yōu)檩^平穩(wěn)直流。若整流管損壞，濾波電容擊穿、短路，一般故障現(xiàn)象為無(wú)輸出電壓；調(diào)整元件主要是依據(jù)比較放大的反饋信號(hào)和保護(hù)元件的信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，以保證輸出電壓的穩(wěn)定和自身的安全。若調(diào)整元件出現(xiàn)故障，輸出電壓將發(fā)生變化，也可能會(huì)導(dǎo)致無(wú)電壓輸出。

故障處理：利用排除法對(duì)照電路方框圖可以確定以上可能性的位置。打開(kāi)電源機(jī)箱，首先測(cè)量變壓器輸出，輸出正常；再考慮到濾波電解電容的使用年限一般為三至五年，特別是高頻濾波電容，容易產(chǎn)生高頻濾波失效，即普通方法測(cè)試正常，而實(shí)際工作中失效[1]，更換高頻濾波電容后現(xiàn)象無(wú)變化；我們用萬(wàn)用表檢測(cè)可控硅輸入電壓為36.2V，輸出電壓為42.1V，調(diào)整管輸入電壓為12.2V，輸出電壓為0V。由此判斷調(diào)整管被燒毀，斷路。更換調(diào)整管后，通電試機(jī)，電源正常，進(jìn)行加載實(shí)驗(yàn)，電源穩(wěn)定。

3.3 故障三

現(xiàn)象是輸入220V交流電，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，電壓輸出顯示至過(guò)大，過(guò)壓保護(hù)，之后保險(xiǎn)管被燒壞，調(diào)節(jié)電壓旋鈕，輸出顯示沒(méi)有變化。

分析：輔助電源電路提供的基準(zhǔn)電壓作為比較放大的比較基準(zhǔn)，它的精準(zhǔn)與否會(huì)直接影響反饋信號(hào)，進(jìn)而影響輸出電壓的大小，故障現(xiàn)象常為輸出電壓過(guò)大或過(guò)小；取樣電路將輸出電壓的大小進(jìn)行取樣供比較放大電路使用。取樣的大小影響穩(wěn)壓電源電壓輸出的變化，易出現(xiàn)故障現(xiàn)象為電壓偏大或偏小；如果調(diào)整元件出現(xiàn)故障，同樣輸出電壓將發(fā)生變化，也會(huì)出現(xiàn)過(guò)大過(guò)小。

故障處理：由于電壓超過(guò)量程范圍，我們初步判斷是輔助電源出現(xiàn)了問(wèn)題，利用萬(wàn)用表測(cè)得穩(wěn)壓管三端的電壓分別為25.6V、28.2V、15.8V，說(shuō)明輔助電源沒(méi)有問(wèn)題。用萬(wàn)用表測(cè)量電位器是否開(kāi)路造成不能調(diào)節(jié)，經(jīng)檢測(cè)沒(méi)有開(kāi)路。之后我們從可控硅著手，測(cè)得可控硅輸入電壓為41.4V，輸出電壓為48V，緊接著檢測(cè)調(diào)整管輸入電壓為48V，輸出電壓還是48V。發(fā)現(xiàn)調(diào)整管的輸出電壓與輸入電壓一樣，并且都等于可控硅的輸出電壓。此時(shí)我們判斷調(diào)整管被擊穿，形成了通路。更換新的調(diào)整管，通電試機(jī)，電源穩(wěn)定。

4 維修中應(yīng)注意的問(wèn)題

維修過(guò)程中不但元件的好壞和元件的工作情況會(huì)決定維修成敗，同樣維修的環(huán)境、方法也是非常重要的。所以我們應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

4.1 儀器的拆裝需在防靜電的工作環(huán)境中進(jìn)行

4.2 注意利用導(dǎo)電工作區(qū)釋放靜電

4.3 可佩戴導(dǎo)電腕帶釋放積存的靜電

4.4 盡量減少用手直接接觸器件

4.5 將用于替換的器件存放在防靜電的包裝內(nèi)

4.6 使塑料、泡沫、紙張等易產(chǎn)生靜電的物品遠(yuǎn)離工作區(qū)

4.7 需使用防靜電吸錫器

5 結(jié)束語(yǔ)

從以上案例可以看出直流穩(wěn)壓電源常見(jiàn)故障多為：保險(xiǎn)絲熔斷、調(diào)整管損壞、整流二極管損壞、濾波電容開(kāi)路或擊穿以及電源自保護(hù)等原因。平時(shí)多注意積累經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)單電源故障是可以自己檢修的。

【參考文獻(xiàn)】

直流穩(wěn)壓電源范文3

提出了一種直流穩(wěn)壓電源及其輸出功率測(cè)量系統(tǒng)，系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，采用DC-DC直流變壓電路進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，使用單片機(jī)及其集成的A/D轉(zhuǎn)換器完成功率測(cè)量及顯示功能，同時(shí)在功率測(cè)量中使用了專(zhuān)用的集成檢流放大器。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)板進(jìn)行測(cè)試與分析，證明系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】直流穩(wěn)壓電源 功率 檢流放大器 單片機(jī)

直流穩(wěn)壓電源及其輸出功率測(cè)量系統(tǒng)在生產(chǎn)、生活中被廣泛使用，其中5V直流穩(wěn)壓電源普遍應(yīng)用于各類(lèi)數(shù)碼設(shè)備充電、小型儀器儀表供電等，因此一種性能優(yōu)良，運(yùn)行穩(wěn)定的5V直流電源具有很高的實(shí)用價(jià)值。這里以2013年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽L題“直流穩(wěn)壓電源”所列基本要求為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一種5V直流穩(wěn)壓電源及其輸出功率測(cè)量系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠提供最大1A的電流，適用于各種不同的應(yīng)用場(chǎng)合。

1 總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，采用DC-DC直流變壓芯片進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換成5V，并使用采樣電阻與AD轉(zhuǎn)換器完成功率測(cè)量，采用液晶屏顯示系統(tǒng)相關(guān)信息。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。這里單片機(jī)采用的是宏晶科技生產(chǎn)的STC15F2K60S2，該單片機(jī)是一款高速、低功耗的8051改進(jìn)型單片機(jī)，內(nèi)部集成高精度時(shí)鐘及復(fù)位電路，可以省去外部時(shí)鐘與復(fù)位電路，更重要的是該單片機(jī)內(nèi)部集成了一個(gè)8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換器，在本系統(tǒng)中用于功率測(cè)量。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)如下：

負(fù)載電阻為5Ω時(shí)，當(dāng)直流輸入電壓在7～25 V變化時(shí)，要求輸出電壓為5±0.05V，電壓調(diào)整率≤1%；

直流輸入電壓固定在7V，當(dāng)直流穩(wěn)壓電源輸出電流由1A減小到0.01A時(shí)，要求負(fù)載調(diào)整率≤1%；

功率測(cè)量與顯示電路能實(shí)時(shí)顯示穩(wěn)壓電源的輸出功率。

2 直流變壓部分設(shè)計(jì)

這里直流變壓芯片采用的是LM2596。LM2596系列是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的3A電流輸出降壓開(kāi)關(guān)型集成穩(wěn)壓芯片，它內(nèi)含固定頻率振蕩器（150KHZ）和基準(zhǔn)穩(wěn)壓器（1.23v），并具有完善的保護(hù)電路、電流限制、熱關(guān)斷電路等。該芯片電路簡(jiǎn)單，只需要4個(gè)元器件就可以完成基本電路的搭建，直流變壓部分原理圖如圖2所示。

根據(jù)芯片手冊(cè)與系統(tǒng)所要求的技術(shù)指標(biāo)，硬件各部分元器件參數(shù)取值如下：C1為680?F電解電容，C2為470?F電解電容，D1為肖特基二極管SK54，L1為33mH電感。

該部分電路結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，但由于模擬電路受電路板步線及元器件特性影響較大，故在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下一些問(wèn)題：由于開(kāi)關(guān)電流與環(huán)線電感密切相關(guān)，這種環(huán)線電感所產(chǎn)生的暫態(tài)電壓往往會(huì)引起許多問(wèn)題，要使這種感應(yīng)最小、地線形成回路，這里D1與LM2596引腳2，C2與L1，C1與LM2596之間的連線在PCB 板上要印制得寬一點(diǎn)，且要盡可能地短，并且C1、C2、D1、L1 這4個(gè)元器件要盡可能地靠近LM2596。

3 功率測(cè)量電路設(shè)計(jì)

這里采用MAX4070完成系統(tǒng)對(duì)輸出功率的測(cè)試，MAX4070是MAXIM公司出品的一款低價(jià)的雙向、高側(cè)、電流檢測(cè)放大器，性能優(yōu)良，適用范圍廣，該芯片共模輸入電壓可高達(dá)24V，且與電源電壓無(wú)關(guān)，供電電流低于100?A （關(guān)斷狀態(tài)電流降至10?A），總的輸出誤差小于1.5%。為了增加設(shè)計(jì)的靈活性，芯片需要外接一個(gè)確定阻值的檢流電阻，并且還可通過(guò)一個(gè)引腳選擇芯片的增益為50V/V或100V/V。芯片通過(guò)單一輸出引腳輸出與電流成正比關(guān)系的電壓信號(hào)，便可連續(xù)監(jiān)視電流變化。這里由于輸出電壓是確定的，只要對(duì)輸出電流進(jìn)行測(cè)量便能實(shí)現(xiàn)功率測(cè)量。功率測(cè)量部分的原理圖如圖3所示。

4 性能測(cè)試與分析

5 結(jié)論

這里提出了一種直流穩(wěn)壓電源及其輸出功率測(cè)量系統(tǒng)，并給出了具體的設(shè)計(jì)，按照設(shè)計(jì)制作了實(shí)物并進(jìn)行了性能測(cè)試，通過(guò)測(cè)試與分析，證明系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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直流穩(wěn)壓電源范文4

關(guān)鍵詞：直流穩(wěn)壓電源，現(xiàn)代信息技術(shù)，教學(xué)設(shè)計(jì)。

中圖分類(lèi)號(hào)：TM44-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2013.07.061

本文著錄格式：[1]鄧果.基于現(xiàn)代信息技術(shù)的直流穩(wěn)壓電源教學(xué)設(shè)計(jì)[J].軟件，2313，34（7）：161-162

0 引言

直流穩(wěn)壓電源是模擬電子技術(shù)的重點(diǎn)部分，包含整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路，僅僅講解電路工作原理，學(xué)生難以理解和掌握[1-2]。為此，借助現(xiàn)代信息技術(shù)，通過(guò)信息化資源如多媒體課件、動(dòng)畫(huà)、視頻等進(jìn)行引導(dǎo)，借助multisim軟件進(jìn)行仿真，整個(gè)教學(xué)過(guò)程突出以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教學(xué)形式，體現(xiàn)“做中教，做中學(xué)”，取得了較好的教學(xué)效果[3]。

1 教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)人才培養(yǎng)方案和新教育理念的要求，從知識(shí)、技能和素養(yǎng)三個(gè)方面，確定教學(xué)目標(biāo)為：

1.1知識(shí)目標(biāo)

①理解直流穩(wěn)壓電源的工作原理；②會(huì)合理選擇元器件，繪制電路圖。

1.2技能目標(biāo)

①掌握基于multisim的仿真方法；②掌握自主探究的學(xué)習(xí)方法。

1.3職業(yè)素養(yǎng)

①培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的職業(yè)習(xí)慣；②提高團(tuán)隊(duì)合作、交流協(xié)作的能力。

2 教學(xué)資源和教學(xué)方法

借助世界大學(xué)城平臺(tái)，將教師的教學(xué)課件、多媒體動(dòng)畫(huà)、Multisim仿真軟件、教案、項(xiàng)目任務(wù)書(shū)等都整合到教師個(gè)人空間，構(gòu)建開(kāi)發(fā)式的教學(xué)平臺(tái)，使學(xué)生能在線預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。在教學(xué)中，采用項(xiàng)目教學(xué)法，將教學(xué)項(xiàng)目貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，通過(guò)原理分析、仿真實(shí)訓(xùn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)和提高學(xué)生學(xué)習(xí)電子技術(shù)理論和時(shí)間操作技能[4]。

3 教學(xué)設(shè)計(jì)

本次教學(xué)設(shè)計(jì)以“直流穩(wěn)壓電源”任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，通過(guò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，采用multisim軟件進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)，以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，實(shí)現(xiàn)做中教，做中學(xué)。引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，把教學(xué)課件、表格化教案、教學(xué)視頻、教學(xué)大綱、習(xí)題庫(kù)、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)和教材整合到世界大學(xué)城教學(xué)平臺(tái)，利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)和在線測(cè)試。以項(xiàng)目教學(xué)理念為指導(dǎo)，把三課時(shí)的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)為六個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。

首先，創(chuàng)設(shè)情境，本環(huán)節(jié)用時(shí)10分鐘。為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)幾個(gè)直流穩(wěn)壓電源的應(yīng)用情景，例如展示手機(jī)充電器情境動(dòng)畫(huà)，通過(guò)提出問(wèn)題“手機(jī)充電器是如何把220v的市電轉(zhuǎn)換成電子電路所需的直流電呢？”從而進(jìn)入該項(xiàng)目?jī)?nèi)容。

接下來(lái)下達(dá)任務(wù)書(shū)，用時(shí)5分鐘。通過(guò)世界大學(xué)城空間給學(xué)生分發(fā)任務(wù)書(shū)，并提供豐富的教學(xué)資源，讓學(xué)生通過(guò)閱讀任務(wù)書(shū)，了解項(xiàng)目?jī)?nèi)容。

然后進(jìn)入原理分析階段，用時(shí)40分鐘。由于這部分內(nèi)容概念抽象、難分析、難演示，將其設(shè)置為教學(xué)重點(diǎn)。為了提高教學(xué)效果，采用教師講解和學(xué)生分組討論相結(jié)合的教學(xué)方式。首先教師講解電路構(gòu)成及原理分析方法。為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，制作了相應(yīng)的演示動(dòng)畫(huà)，該動(dòng)畫(huà)形象地為學(xué)生展示了電路中元器件實(shí)物圖和符號(hào)、各部分的工作原理，比如橋式整流部分，當(dāng)輸入正弦波的正半周波形時(shí)，二極管D1和D3導(dǎo)通，當(dāng)輸入負(fù)半周波形時(shí)，二極管D2和D4導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)全波整流，把正弦交流電轉(zhuǎn)換成脈動(dòng)直流電。以及測(cè)試過(guò)程，把原理圖繪制好之后，首先用示波器查看經(jīng)過(guò)變壓器的電壓波形，然后給電路添加濾波電容和整流二極管，再查看波形。為了讓學(xué)生更好的理解濾波原理，制作了電容濾波過(guò)程的演示動(dòng)畫(huà)。然后引導(dǎo)學(xué)生分組討論，實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)，生生互動(dòng)。從而突出教學(xué)重點(diǎn)。

讓學(xué)生理解電路工作原理之后，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入multisim軟件仿真環(huán)境，提供學(xué)生一人一機(jī)的實(shí)訓(xùn)條件。Multisim軟件是IIT公司推出的能提供全面集成化的設(shè)計(jì)環(huán)境，完成從原理圖設(shè)計(jì)輸入、電路仿真分析、電路功能測(cè)試的一款電路分析軟件。當(dāng)改變電路連接成原件參數(shù)時(shí)，可以通過(guò)Multisim界面觀察到各種變化對(duì)電路性能的影響。

首先根據(jù)原理圖選擇元器件，適當(dāng)布局之后開(kāi)始接線，為了提高學(xué)生的接線速度，提供了multisim軟件的操作演示視頻，繪制好原理圖后，接入雙路示波器， A通道接輸入端，B通道分別接入整流端、濾波端、穩(wěn)壓端，點(diǎn)擊仿真按鈕進(jìn)行仿真，適當(dāng)調(diào)節(jié)示波器參數(shù)，查看輸入、輸出波形，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)元件參數(shù)，得到不同幅值的電壓。整個(gè)教學(xué)過(guò)程教師巡回指導(dǎo)，適時(shí)給予幫助，注重培養(yǎng)學(xué)生自主探究、網(wǎng)絡(luò)檢索能力。

此外設(shè)計(jì)一個(gè)拓展應(yīng)用環(huán)節(jié)，用時(shí)10分鐘。以樓宇對(duì)講系統(tǒng)電源的應(yīng)用作為提高拓展任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力。

最后是任務(wù)評(píng)價(jià)，本環(huán)節(jié)用時(shí)10分鐘。首先學(xué)生在線做10個(gè)選擇題，檢驗(yàn)對(duì)理論知識(shí)的掌握程度。整個(gè)任務(wù)考核由仿真實(shí)訓(xùn)，在線測(cè)試和課堂表現(xiàn)三部分組成，結(jié)合主觀和客觀成果，綜合評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果不合格的同學(xué)可繼續(xù)學(xué)習(xí)完成任務(wù)。

4 教學(xué)反思

本次教學(xué)設(shè)計(jì)由直流穩(wěn)壓電源的原理及應(yīng)用這一項(xiàng)目為導(dǎo)向，分成六個(gè)環(huán)節(jié)組織教學(xué)。利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、仿真實(shí)訓(xùn)軟件和在線測(cè)試平臺(tái)，把枯燥的電子技術(shù)理論學(xué)習(xí)變成生動(dòng)的仿真實(shí)驗(yàn)，將抽象的理論知識(shí)形象化，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、仿真實(shí)訓(xùn)和交流協(xié)作。豐富了交流手段，拓展了教學(xué)空間。但也感覺(jué)到，在信息化教學(xué)的實(shí)施過(guò)程中存在一定的程度，將學(xué)生分組學(xué)習(xí)中，學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作有待加強(qiáng)，在今后的教學(xué)中，要繼續(xù)加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)和虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，注重培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)，提高學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)

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直流穩(wěn)壓電源范文5

關(guān)鍵詞:電渦流測(cè)功機(jī);直流線性穩(wěn)壓;二級(jí)電壓控制;模擬故障

中圖分類(lèi)號(hào):TP274文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

文章編號(hào):1004-373X(2009)10-189-04

New Type of High-power Linear DC Voltage-stabilized Power

Source in Eddy Current Dynamometer

ZHANG Xukai,ZHANG Wenming,ZHOU Haiyong

(Shanghai Internal Combustion Engine Research Institute,Shanghai,200438,China)

Abstract:A new type of power source used for excitation voltage control in eddy current dynamometer in designed.Based on the SCR rectification circuit and analog technology,using the fully three phase position controlled bridge of SCR and power MOSFET regulation to output linear DC voltage.Over-load protection circuit,open-phase protection circuit and thermal-shutdown circuit are designed for equipment reliability.Experimental results show that the equipment can output linear DC voltage and the voltage stablilty fulfil the needs of eddy dynamometer.The equipment also can quickly shutdown when at fault status such as over-loads,open-phase and overheat.The power source designed by the fully three phase position controlled bridge of SCR and power Mosfet regulation can fulfil the needs of voltage of eddy dynamometer.

Keywords:eddy dynamometer;DC linear voltagecd

stabilized;secondary voltage control;analog fault

測(cè)功機(jī)是發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架檢測(cè)系統(tǒng)中重要的組成部分,用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率。對(duì)測(cè)功機(jī)來(lái)講,為了滿足發(fā)動(dòng)機(jī)所有轉(zhuǎn)速和負(fù)荷范圍內(nèi)都保持穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)工況,并且可以平順且精細(xì)地調(diào)節(jié)負(fù)荷,需要一個(gè)穩(wěn)定的加載器來(lái)滿足發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)的要求,需要對(duì)加載器提供穩(wěn)定且可線性變化的電源。在電渦流測(cè)功機(jī)中,需要對(duì)勵(lì)磁電機(jī)提供的直流電源進(jìn)行驅(qū)動(dòng),以完成發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架檢測(cè)。

由于電渦流測(cè)功機(jī)勵(lì)磁電機(jī)要求磁場(chǎng)恒定,故要求電源提供的負(fù)載電壓恒定不變,而且磁場(chǎng)一般都是穩(wěn)定的,還要求有較好的電壓穩(wěn)定度,即要求即使輸入電壓發(fā)生一定變化時(shí),輸出電壓應(yīng)保持不變。

為了達(dá)到平順調(diào)節(jié)負(fù)荷的目的,輸出電壓應(yīng)有適當(dāng)?shù)木€性調(diào)節(jié)范圍,并且還要有一定的保護(hù)措施。根據(jù)設(shè)計(jì)需要,該電源輸出電壓的變化范圍為0～180 V,要求最大負(fù)載功率為5.4 kW,輸出電壓穩(wěn)定度應(yīng)優(yōu)于1%。

1 工作原理

由于要求的電壓調(diào)節(jié)范圍較寬,要求的功率較大,目前電渦流測(cè)功機(jī)勵(lì)磁加載電源采用較多的方法是可控整流器,在此通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通角進(jìn)行調(diào)壓。其工作原理是對(duì)晶閘管的控制極進(jìn)行控制,通過(guò)改變晶閘管的導(dǎo)通角,可以在輸出端獲得平均值和有效值都隨導(dǎo)通角變化而變化的直流脈動(dòng)電壓。采用該原理設(shè)計(jì)的電源可以達(dá)到很高的輸出功率,但是電壓穩(wěn)定性差,而且控制呈顯著的非線性,不適合電渦流測(cè)功機(jī)對(duì)電壓的要求。因此,該電源采用晶閘管三相橋式移相控制和功率MOSFET調(diào)整兩個(gè)控制環(huán)聯(lián)合控制的方法,使輸出電壓可以滿足大功率、高穩(wěn)定度和可寬范圍線性調(diào)節(jié)的要求。

1.1 系統(tǒng)方框圖

由于該電源要求功率較大,并且對(duì)電壓穩(wěn)定度也有較高的要求,所以采用如圖1所示的電源方框圖。

1.2 可控整流原理

如圖2所示,通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通角,可以在整流電路輸出端獲得隨控制電壓變化的電壓。

可控整流電路是指在輸入交流電壓的波形和幅值一定時(shí),輸出電壓的平均值可以通過(guò)調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通角進(jìn)行調(diào)節(jié)。采用可控整流電路可以提高變壓器的初、次級(jí)利用率,具有較大的功率因數(shù)和較小的脈動(dòng)率,因此選作為主回路。

由于采用整流濾波電路以及穩(wěn)壓電路構(gòu)成兩級(jí)控制環(huán)。因此選擇對(duì)整流濾波電路要考慮兩點(diǎn):考慮調(diào)整管的工作狀態(tài),確保調(diào)整管能工作在線性放大區(qū);考慮交流電網(wǎng)波動(dòng)的影響。交流電網(wǎng)的波動(dòng)會(huì)反映到整流濾波電路的輸出電壓上。按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定,在沒(méi)有特定說(shuō)明的情況下,一般按變化±10%來(lái)考慮。這就要求當(dāng)電網(wǎng)電壓變化±10%時(shí),調(diào)整管要處于線性放大區(qū),從而使穩(wěn)壓電路能保持正常工作。在該電源設(shè)計(jì)中,由于負(fù)載容量較大,使用單相電源會(huì)造成三相電網(wǎng)的不平衡,影響電網(wǎng)中其他設(shè)備的正常工作,所以采用的是三相橋式全控整流調(diào)節(jié)方式。三相可控整流的脈動(dòng)頻率比單相高,紋波因數(shù)顯著低于單相。三相全控橋式整流電路電路可以在負(fù)載上得到比三相半控橋式整流電路更為均勻的波形。

采用市場(chǎng)上常見(jiàn)的三相整流功率模塊,集成了晶閘管三相橋式整流電路以及觸發(fā)電路,通過(guò)對(duì)模塊的輸入電壓進(jìn)行控制,即可完成整流與調(diào)相功能。通過(guò)在功率模塊輸入端連接三相隔離變壓器,將輸出電路與交流輸入隔離。隔離變壓器具有電壓變換功能及有源濾波抗干擾功能。隔離變壓器在交流電源輸入端的特點(diǎn)為: 若電網(wǎng)三次諧波和干擾信號(hào)比較嚴(yán)重,采用隔離變壓器,可以去掉三次諧波和減少干擾信號(hào);

采用隔離變壓器可以產(chǎn)生新的中性線,避免由于電網(wǎng)中性線不良造成設(shè)備運(yùn)行不正常;非線性負(fù)載引起的電流波形畸變(如三次諧波)可以隔離而不污染電網(wǎng)。

隔離變壓器在交流電源輸出端的特點(diǎn)為:防止非線性負(fù)載的電流畸變影響到交流電源的正常工作及對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染,起到凈化電網(wǎng)的作用;在隔離變壓器輸入端采樣,使得非線性負(fù)載電流的畸變不影響取樣的準(zhǔn)確性,得到能反應(yīng)實(shí)際情況的控制信號(hào)。

對(duì)于小功率或者中等功率的使用場(chǎng)合,可以采用單相橋式半控的方法作為其整流主回路。電路組成可以選擇晶閘管模塊作為主回路,使用KC04芯片作為晶閘管模塊的移相觸發(fā)電路。通過(guò)調(diào)節(jié)KC04的控制電壓控制晶閘管的導(dǎo)通角,從而得到隨控制電壓變化的直流脈動(dòng)電壓。

1.3 串聯(lián)反饋晶體管電路

可控整流輸出的電壓經(jīng)電容整形濾波后的電壓仍然具有較大的紋波,波動(dòng)很大,而且很容易受電網(wǎng)電壓的影響,并且單純控制晶閘管的導(dǎo)通角得到的輸出電壓呈明顯的脈動(dòng)和非線性。這就要求系統(tǒng)在可控整流電壓輸出端添加串聯(lián)反饋調(diào)整電路,使輸出電壓達(dá)到設(shè)計(jì)要求。其穩(wěn)壓原理是調(diào)整元件的動(dòng)態(tài)電阻,它是隨輸出電壓的變化而自動(dòng)變化的。當(dāng)負(fù)載電阻變小使輸出電壓降低時(shí),調(diào)整元件的動(dòng)態(tài)電阻便會(huì)自動(dòng)變小,從而使調(diào)整元間兩端的壓降降低,確保輸出電壓趨近原來(lái)的數(shù)值。串聯(lián)反饋調(diào)整電路的框圖如圖3所示,包括調(diào)整管、取樣電路、基準(zhǔn)電壓源和比較放大器等部分。輸入電壓經(jīng)過(guò)調(diào)整元件調(diào)節(jié)后,變成穩(wěn)定的輸出電壓,取樣電路與基準(zhǔn)電壓相比較,并把比較后的誤差信號(hào)送入放大器,增強(qiáng)反饋控制效果。采用串聯(lián)反饋調(diào)整型穩(wěn)壓電路,輸出電壓范圍不受調(diào)整元件本身耐壓的限制,而且各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均可以做得很高。但是過(guò)載能力差,瞬時(shí)過(guò)載會(huì)使調(diào)整元件損壞,需要添加過(guò)載保護(hù)電路。

1.4 調(diào)整元件控制電路設(shè)計(jì)

在該電源系統(tǒng)中,采用大功率MOSFET作為調(diào)整元器件,與三相橋式移向控制一起組成輸出電壓控制環(huán)。

1.4.1 三相調(diào)壓模塊的控制

由于采用三相調(diào)壓模塊,所以只需對(duì)調(diào)壓模塊進(jìn)行控制,即可完成整流輸出功能。盡管三相模塊中控制電壓與晶閘管的導(dǎo)通角呈線性關(guān)系,如圖2所示,晶閘管的輸出電壓與晶閘管導(dǎo)通角的變化卻呈非線性關(guān)系;同時(shí),為了保證電源功率輸出調(diào)整管集-射級(jí)之間的電壓差基本穩(wěn)定,便于控制功耗,提高電源安全性,需要使電源功率調(diào)整管的輸入電壓基本呈線性變化。這里采用對(duì)控制電壓進(jìn)行非線性處理后,再輸入到三相整流模塊控制端的方法。控制輸入電壓經(jīng)過(guò)二極管后作用到運(yùn)算放大器,利用二極管的非線性特性與三相模塊的非線性進(jìn)行匹配,基本上可以使計(jì)算機(jī)輸出的控制電壓與晶閘管整流輸出的電壓呈現(xiàn)線性比例關(guān)系。電壓輸入/輸出特性如圖4所示,線路如圖5所示。

1.4.2 功率MOSFET的控制

該電源選用功率MOSFET作為調(diào)整元件,為電壓控制型器件,在驅(qū)動(dòng)大電流時(shí)無(wú)需驅(qū)動(dòng)級(jí),具有高輸入阻抗,工作頻率寬,開(kāi)關(guān)速度高以及優(yōu)良的線性區(qū)。為了保證電源的可靠性與安全性,需要將強(qiáng)電控制部分與弱電控制部分進(jìn)行隔離。在此采用光電耦合器完成地的隔離,具體過(guò)程如圖6所示。

MOSFET的控制電壓由計(jì)算機(jī)提供,經(jīng)過(guò)F/V變換器、光電耦合器、V/F變換器變換后與取樣電路取來(lái)的電壓信號(hào)同時(shí)作用在比較放大器的輸入端,通過(guò)與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,比較放大器將輸出相應(yīng)的電壓去控制MOSFET,以穩(wěn)定輸出電壓。由于負(fù)載電流較大,因此MOSFET需采用并聯(lián)連接方式,增加輸出電流,確保在大電流情況下電源的正常工作。并聯(lián)運(yùn)用時(shí),各管的參數(shù)盡量一致,可以在發(fā)射極串聯(lián)均流電阻,利用負(fù)反饋減小電流分配的不均勻。電路如圖7所示。

2 監(jiān)控管理設(shè)計(jì)

2.1 電源保護(hù)電路

由于采用串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電路作為電壓控制環(huán),因此在測(cè)功機(jī)發(fā)生短路或者過(guò)載時(shí)會(huì)有很大的電流流過(guò)調(diào)整管MOSFET,并且所有輸入電壓幾乎都加在調(diào)整管的集-射級(jí)之間,很容易將其燒壞,因此添加保護(hù)電路是必需的。常用的過(guò)電流保護(hù)電路有限流型、截止型和減流型。這里采用晶體管截止型保護(hù)電路,其原理是當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到限流值,過(guò)電流保護(hù)電路使穩(wěn)壓電源進(jìn)人截止?fàn)顟B(tài),并不再恢復(fù),使穩(wěn)壓電源與負(fù)載得到有效的保護(hù)。其優(yōu)點(diǎn)是:這時(shí)的電源調(diào)整管功耗為零,最大缺點(diǎn)是:屬?zèng)_擊性負(fù)載時(shí),容易誤動(dòng)作,使穩(wěn)壓電源進(jìn)人過(guò)流保護(hù)

狀態(tài),且一旦進(jìn)入過(guò)電流保護(hù)狀態(tài)后,即使過(guò)電流狀態(tài)解除,也不能自動(dòng)復(fù)位。具體線路如圖8所示,當(dāng)電流超過(guò)額定負(fù)載時(shí),采樣電阻R4兩端電壓上升,使晶閘管SCR導(dǎo)通,晶體管NPN1導(dǎo)通,NPN2截止,這時(shí)MOSFET的柵級(jí)輸入電壓(即R3處的電壓)被強(qiáng)制拉底,使MOSFET輸出為零;同時(shí),串聯(lián)在過(guò)載保護(hù)線路中的光耦導(dǎo)通,使三相功率整流模塊的控制信號(hào)輸入端接地,串聯(lián)反饋穩(wěn)壓線路的輸入電壓為零,起到保護(hù)元件的作用。

由于電網(wǎng)自身原因或者電源輸入接線不可靠,電源有可能會(huì)運(yùn)行在缺相的情況下,而且掉相運(yùn)行不易被發(fā)現(xiàn)。當(dāng)電源缺相運(yùn)行時(shí),整流橋上的電流會(huì)不平衡,容易造成損毀,因此必須加入缺相保護(hù)電路,以進(jìn)行缺相保護(hù)。電路原理圖如圖9所示,當(dāng)ABC三相有一相發(fā)生缺相時(shí),其對(duì)應(yīng)的電源指示燈熄滅,缺相指示燈亮起,并且通過(guò)光耦輸出信號(hào)到繼電器驅(qū)動(dòng),此時(shí)繼電器吸合,將三相功率模塊的控制輸入與地短接,使可控整流輸出為零,起到保護(hù)電源的作用。

2.3 過(guò)熱保護(hù)

在電源處于長(zhǎng)時(shí)間大電流工作狀態(tài)或者工作環(huán)境比較惡劣時(shí),電源的內(nèi)部溫度很高,會(huì)影響電源的可靠性。有資料表明,電子元器件溫度每升高2 ℃,可靠性下降10%,這就意味著溫度升高50 ℃時(shí)的工作壽命只有溫度升高25 ℃時(shí)的1/6。因此,為了避免功率器件過(guò)熱損壞,必須對(duì)電源的溫度進(jìn)行控制。通過(guò)控制MOSFET的管壓降可以控制MOSFET上的功率,從而減少發(fā)熱量,降低溫度的升高。

在電路設(shè)計(jì)中增加一個(gè)光電耦合器反饋可以完成這個(gè)目的,當(dāng)MOSFET兩端管壓降過(guò)高時(shí),光耦導(dǎo)通,光耦輸出信號(hào)反饋至三相調(diào)壓模塊的控制輸入,使其輸出的控制電壓降低,從而降低MOSFET兩端的管壓降,在保證電源正常工作的前提下,使MOSFET的功率保持在額定范圍以?xún)?nèi)。

當(dāng)使用環(huán)境較為惡劣或者出現(xiàn)電路故障時(shí),即使對(duì)MOSFET兩端電壓進(jìn)行控制,MOSFET的管芯也可達(dá)到很高的溫度,這就需要對(duì)MOSFET進(jìn)行散熱處理,并在MOSFET附近安裝溫度繼電器;當(dāng)溫度高于溫度繼電器的額定值時(shí),溫度繼電器導(dǎo)通,通過(guò)一個(gè)光耦將導(dǎo)通信號(hào)傳遞到三相功率模塊的輸入端,使其輸入為零,從而使電源功率調(diào)整管的輸入電壓為零,起到保護(hù)調(diào)整元件的作用。當(dāng)溫度回到正常時(shí),電路可自動(dòng)恢復(fù)工作。

各種保護(hù)電路與主回路的關(guān)系如圖10所示。

3 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)連續(xù)負(fù)載試驗(yàn),該設(shè)備各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到技術(shù)要求。經(jīng)過(guò)不斷的完善和改進(jìn),使其性能穩(wěn)定,工作可靠。采用晶閘管三相橋式移相控制和功率MOSFET調(diào)整兩個(gè)控制環(huán)聯(lián)合控制,可以有效提高電源的穩(wěn)定度,降低電源的紋波;采用三相隔離變壓器接入電網(wǎng),可以提高電源的安全性,降低對(duì)電網(wǎng)功率的要求;采用集成三相功率調(diào)壓模塊,減少了電路的復(fù)雜程度;通過(guò)添加各種保護(hù)電路,在設(shè)備出現(xiàn)不正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),及時(shí)切斷三相輸入,保護(hù)元件不受到損壞。由于采用截止型保護(hù)電路,電源不能自動(dòng)復(fù)位,所以在環(huán)境條件允許的情況下,可以采用開(kāi)關(guān)型過(guò)電流保護(hù),解決了限流型的高功率損耗,減流型的鎖定效應(yīng)和截止型的手動(dòng)復(fù)位等問(wèn)題。該電源主要用于需要大功率線性調(diào)壓的場(chǎng)合,也可用作大功率高穩(wěn)定度線性穩(wěn)壓電源使用。

參考文獻(xiàn)

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直流穩(wěn)壓電源范文6

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新教育環(huán)境氛圍內(nèi)容評(píng)價(jià)

如何在教學(xué)過(guò)程中實(shí)施創(chuàng)新教育，是每個(gè)職業(yè)教育工作者需要積極思考和亟待解決的課題。中職階段是學(xué)生思維能力與思維品質(zhì)形成的關(guān)鍵時(shí)期，如何在貫徹素質(zhì)教育中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力就顯得尤為重要。

在電子課堂中加入實(shí)習(xí)知識(shí)，能夠更好地實(shí)行創(chuàng)新教育，有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，磨煉創(chuàng)新品質(zhì)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，更有利于學(xué)生練就在今后的工作和生活中解決新問(wèn)題，創(chuàng)造新生活的能力。

一、激發(fā)新的知識(shí)運(yùn)用模式的價(jià)值

筆者認(rèn)為，在電子專(zhuān)業(yè)中加入實(shí)習(xí)的知識(shí)更加能夠?yàn)樘綄び欣诩ぐl(fā)創(chuàng)新思維的實(shí)習(xí)模式做準(zhǔn)備，因?yàn)橼厔?shì)是肯定的，那么其發(fā)展的軌跡就尤為重要。

學(xué)校可以著力培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)，就要注重引導(dǎo)學(xué)生組建“家電維修小組”、“電子小制作興趣小組”、“電子設(shè)計(jì)與制作競(jìng)賽活動(dòng)”，等等，讓學(xué)生在這些豐富多彩的集體活動(dòng)中，自行組織、分工協(xié)作、自主自覺(jué)地去完成指定項(xiàng)目。由于學(xué)生有很大的自由度和自，各小組成員就發(fā)揮自己的長(zhǎng)處，各顯神通，思維很活躍，興致也很濃。這樣，學(xué)生的創(chuàng)新思維不僅得到了發(fā)展，團(tuán)隊(duì)精神、合作意識(shí)也得到了培養(yǎng)。而且實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，可以通過(guò)各種各樣的手段來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)的彌補(bǔ)，可以說(shuō)結(jié)合了很多有利的元素，使得學(xué)生的知識(shí)更加牢固。

二、重視興趣的重要性，在實(shí)習(xí)中因材施教

注重實(shí)習(xí)內(nèi)容的漸進(jìn)性和拓展性：由于職校學(xué)生的基礎(chǔ)差，思想惰性大。要想學(xué)生一下子形成良好的創(chuàng)新思維和能力是不現(xiàn)實(shí)的。電子專(zhuān)業(yè)的實(shí)習(xí)項(xiàng)目往往包括多個(gè)內(nèi)容。像一個(gè)電路往往由多個(gè)功能電路組成，若單純讓學(xué)生照著去做，學(xué)生弄不清電路結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)故障時(shí)無(wú)從下手，往往是畏難而退，反而產(chǎn)生消極作用，所以實(shí)習(xí)應(yīng)該循序漸進(jìn)，一個(gè)一個(gè)模塊進(jìn)行。譬如，在組裝聲光控開(kāi)關(guān)時(shí)，可以先組裝電源，在電源檢測(cè)正常之后，再進(jìn)行聲控電路實(shí)習(xí)，然后再進(jìn)行光控電路實(shí)習(xí)；這樣環(huán)環(huán)把關(guān)，循序漸進(jìn)，有利于讓學(xué)生形成良好的思維習(xí)慣。組裝完后，引導(dǎo)學(xué)生分析如何調(diào)整光控和聲控靈敏度，還可以將電路再擴(kuò)展衍生新的電路。這樣避免了拔苗助長(zhǎng)的惡果，而是讓學(xué)生一步一個(gè)臺(tái)階在分階段實(shí)習(xí)中獲取知識(shí)和培養(yǎng)良好的思維和創(chuàng)新能力。

三、建立實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)過(guò)程中的平臺(tái)教育過(guò)程

教師可以根據(jù)任務(wù)教學(xué)法的一些新思路為實(shí)訓(xùn)打造新的平臺(tái)和手段。

根據(jù)課本上的相關(guān)知識(shí)結(jié)合課外查找的相關(guān)資料，各小組同學(xué)將直流穩(wěn)壓電源的分類(lèi)及作用展開(kāi)討論，并進(jìn)行歸類(lèi)。

要求：能夠與實(shí)際相結(jié)合，列舉出不同種類(lèi)的直流穩(wěn)壓電源有不同的應(yīng)用。

對(duì)直流穩(wěn)壓電源的構(gòu)成及各部分的作用、工作原理；串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路的組成、工作原理及輸出電壓的計(jì)算各小組成員之間要會(huì)根據(jù)教材中的分析結(jié)合網(wǎng)上的多媒體課件來(lái)合作學(xué)習(xí)、研究探討。

細(xì)分五部分：

1.低壓電器的作用

2.整流電路的作用、分類(lèi)、原理、計(jì)算

3.濾波電路的作用、分類(lèi)、原理、計(jì)算

4.穩(wěn)壓電路的作用、分類(lèi)、原理、計(jì)算

5.典型故障分析

查找直流穩(wěn)壓電源的實(shí)例，思考如何去市場(chǎng)上選購(gòu)材料，去實(shí)驗(yàn)室動(dòng)手制作。小組之間研究如何調(diào)試：

1.可通過(guò)電子制作指導(dǎo)書(shū)或者上網(wǎng)站去搜索，確定要做的直流穩(wěn)壓電源。

2.列好元器件清單，備齊材料和工具。

3.去實(shí)驗(yàn)室小組成員制作調(diào)試。

四、寫(xiě)好本次課題的總結(jié)報(bào)告

[資料]

1.書(shū)本材料：《電子技術(shù)基礎(chǔ)》《電子電工技能基礎(chǔ)》《電子電路實(shí)訓(xùn)》。

2.省略/info/185-1.htm>

Design/ebook-linear-power-circuits.htm

3.元器件獲得：學(xué)校實(shí)驗(yàn)室?guī)齑?/p>

[評(píng)價(jià)]

題目一：對(duì)于直流穩(wěn)壓電源電路：

1.整流電路有哪幾種？

2.直流穩(wěn)壓電源電路是如何分類(lèi)的？

題目二：制作串聯(lián)型穩(wěn)壓電源，并填寫(xiě)好報(bào)告。

五、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本課題的學(xué)習(xí)，希望同學(xué)們對(duì)直流穩(wěn)壓電源有一個(gè)深刻的認(rèn)識(shí)。通過(guò)資料的查找和教材的學(xué)習(xí)，同學(xué)們不難知道直流穩(wěn)壓電源的作用和分類(lèi)，對(duì)于其構(gòu)成部分的原理，部分同學(xué)學(xué)習(xí)起來(lái)可能存在一定難度，但是只要我們用心去探討學(xué)習(xí)，有問(wèn)題多思考，多查找資料，利用一切可利用的資源，同學(xué)們就會(huì)比較好地掌握該部分理論知識(shí)。作為職業(yè)類(lèi)的學(xué)生也更要注重將知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，為此同學(xué)們?cè)趧?dòng)手制作直流穩(wěn)壓電源時(shí)要學(xué)會(huì)處理好將理論應(yīng)用到實(shí)踐的矛盾，遇到問(wèn)題時(shí)要小組成員之間互相協(xié)作，探討問(wèn)題的解決方法，這將對(duì)我們繼續(xù)學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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