稳压电源的设计与制作
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇稳压电源的设计与制作范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
稳压电源的设计与制作范文第1篇
【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：
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稳压电源的设计与制作范文第2篇
关键词： 电子负载； 负载调整率； 自动测试； 小功率直流稳压电源
中图分类号： TN710?34； TP274 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）10?0159?03
0 引 言
电子负载具有体积小，调节方便，工作方式灵活，性能稳定，精度高等优点，被广泛应用于电源类产品和各类电子元器件的实验、测试、检定和老化环节[1]。该方案基于51单片机，设计了一种智能电子负载，与其他同类设计[1?7]相比，具有直流稳压电源负载调整率自动测试功能。
1 系统原理
整个智能电子负载系统由单片机、恒流控制电路、功率负载器件、电压电流检测电路、过压保护、供电电源等构成，系统原理框图如图1所示。
2 硬件电路设计
2.1 恒流及电压电流检测电路
2.2 模/数、数/模转换电路
为了使系统达到一定的精度，且节省单片机I/O口资源，分别选用12位串行模/数、数/模转换器，分辨率达[212=4 096]。[U1]，[U3]分别为模/数、数/模转换器提供稳定的参考电压。模/数转换器选用TCL2543[8?9]，数/模转换器选用TCL5618[10?11]。
2.3 过压保护电路
3 系统程序设计
系统程序采用模块编程、主程序调用各模块的方式实现。主要由定电流、被测电源输出电压检测、被测电源输出电流检测、负载调整率自动测试、按键检测、显示驱动等模块组成。
4 结 语
以51单片机为主控芯片设计了一种新型智能电子负载，使运算放大器工作在深度负反馈条件下实现功率负载恒流，选用12位串行的模/数和数/模转换器，设计过压过流保护电路，通过软件编程实现直流稳压电源负载调整率自动测试功能。实际设计与制作表明，该方案满足设计要求。
参考文献
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稳压电源的设计与制作范文第3篇
（1）输出电压是通过粗调（波段开关）及细调（电位器）来调节。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）困难较大。
（2）随着使用时间的增加，波段开关及电位器难免接触不良，对输出会有影响。
（3）电路采用串联型稳压方式，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。
针对上述存在的问题，我们在企业实习期间设计制作了应用于手机生产检测的数控直流稳压电源。
一、系统硬件设计
手机检测数控直流稳压电源由单片机控制系统、D/A转换电路、A/D转换电路、4位LED、按键和指示灯组成，电路如图1所示。为了减小数字电路的高频峰值电流对模拟电路的干扰，各自采用独立的稳压电路供电，以降低D/A输出的纹波电压。单片机采用ATMEL公司的AT89C51芯片，实现对A/D、D/A、显示与按键的控制。
图1：单片机控制系统电路
D/A电路采用DAC0832芯片，使用其内部自带的2.048V基准源。加在1欧姆的取样电阻上，输出分辨率为0.5mA。电路如图2所示。
图2：DAC电路图
A/D电路采用ADC0804芯片，与DAC0832芯片使用同一个基准源，A/D的分辨率为0.5mV，电路如图3所示。
图3：ADC电路图
二、系统软件设计
硬件电路采用AT89C51芯片，且程序中不需要涉及精确实时操作，所以使用C语言进行软件编写，提高程序编写时的效率。程序设计上使用一个定时器作为系统实时时钟，周期性的进行LED显示、按键扫描、AD转换、和显示内容的切换，主循环负责对按键进行处理。
（一）主程序流程图
主程序流程图如图4所示。
图4：主程序流程图
（二）定时中断程序流程图
定时中断程序流程图如图5所示。
图5：定时中断程序流程图
（三）按键检测程序流程图
按键检测程序流程图如图6所示。
图6：按键检测程序流程图
三、结束语
稳压电源的设计与制作范文第4篇
【关键词】流稳压电源；漏电保护；LT1529；分级稳压
1.引言
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。直流稳压电路是后级的功能电路正常稳定工作的前提，一种宽输入电压范围、可调输出电压、低的电压调整率和负载调整率，安全可靠的直流稳压电源的设计至关重要。本文设计了一种较低的电压调整率和负载调整率，较大的输入电压范围，输出电压可调，自带漏电保护装置的直流稳压电源，具有广泛的实用价值。
2.总体设计方案
为了达到较低的电压调整率和负载调整率，本设计中前端稳压电路采用LT1529可调输出电压稳压芯片为主稳压芯片，该芯片额定输出电流最高可达3A，可接受最低输入电压5.5V，性能出色，在输入电压大于15V时，自动切换为两级稳压结构，避免LT1529输入电压过高。本设计使用AD623差分仪表运算放大器对采样电阻上的压降进行放大，使用MSP430F149最小系统板来实现电压采集、功率计算，并使用1602显示功率和电流。后级的漏电保护电路采用AD623差分仪表运算放大器对两个采样电阻上的电压进行差分放大实现漏电检测，使用LM311电压比较器控制继电器自锁电路控制输出电路通断。电路由纯模拟元件构成，具有精度高功耗低的特点。
3.前端稳压电路设计
3.1 前端稳压电路设计
LT1529可调输出为3.3V～14V，额定输出电流最高达3A，但输入电压最大仅为+15V。为了同时满足高压稳压和低压稳压，采用分级稳压的方案，分级切换控制电路采用迟滞比较器连接电磁继电器控制稳压，输入低于14.5V时，直接使用LT1529稳压，高于14.5V时先用LM317稳压，再经过LT1529稳压输出。本文采用LM317做一级稳压，额定输出为1.5A。前端稳压模块分级切换功能使用比较器LM311实现。
3.2 功率测量与显示电路
使用差分运放放大采样电阻两端电压，经AD采样、单片机计算可以实现测量与显示功率，差放抗干扰，能准确的放大采样信号，因此可令采样电阻阻值较小，不至于影响输出电压。由于电源为正向单电源，不能使用一般的双电源差分运放，采用AD623，电路简单，性能稳定。使用单片机驱动1602进行功率值的显示。
前端可调稳压电路实际设计如图1所示。分5个模块，一级稳压电路、级联切换电路、主稳压电路、独立稳压供电电路和功率测量电路。其中，独立稳压电路供给级联切换电路，使其在切换前后都能稳定工作。
4.后端漏电保护电路设计
4.1 漏电检测分析
漏电保护常用的检测方法为采样电阻采样测电流差异，漏电要精准测量出30mA量级的电流，这要求检测电路精准、抗噪。本文使用采样电阻和差分运放对漏电流差值进行计算。上下两端使用相同的采样电阻，对采样差值进行差分放大，即可精准检测到漏电流。之后做比较，继电器控制线路通断。
4.2 关断保护电路分析设计
关电保护电路采用自锁电路，控制继电器切断通路，如图2中的关断保护电路：Vctl为前级比较器输出的控制电压，当漏电达到阈值时，Vctl为高电平，控制C9013三极管的集射极导通，使C9012导通，继电器动作使线路关断。此时反馈电阻Rb12将C9013基极拉高，保持C9013通路，实现自锁功能。自锁的解除需要断电，所以关断电源后，可以解除自锁。
综上所述，后端漏电保护电路实际设计电路图如图2所示。
后级的漏电保护电路分为三个模块，由AD623差分仪表运算放大器和两组精密采样电阻组成的漏电差分检测电路，由LM311电压比较器组成的漏电流阈值判定电路，和阈值判定电路控制的继电器自锁电路组成的关电保护电路。电路由纯模拟元件构成，具有精度高功耗低的特点。
5.系统调试和测试分析
5.1 测试方法
（1）RL阻值固定为5Ω。当直流输入电压在7～25V变化时，测量输出端电压变化；连接方式不变，RL阻值固定为5Ω。当直流输入电压在5.5～7V变化时，测量输出电压；
（2）转换开关接输出，输入电压固定在7V，调节负载电阻阻值，测量输出电压。连接方式不变，直流输入电压固定在7V，分别联结5欧姆和500欧姆电阻，测量输出电压。
（3）直流输入电压固定在20V，联结500欧姆电阻，调节前端控制输出电压的电阻，测量输出电压。
（4）设置前端输出5V，将后级漏电保护电路接上，输出接20Ω负载，测量输出电压。将200欧姆滑动变阻器和电流表接入电路，调节电阻从26mA漏电流增大测关断电流。
5.2 测试结果
6.结论
本文所设计直流稳压源及漏电保护装置达到较高性能，所有指标均达到较高标准，实现了较低的电压调整率（S?U≤1%）和负载调整率（SL≤1%），较大的输入电压范围（5.5V～25V），可调输出电压（3.3V～14V），额定功率可达到1A，漏电保护功能灵敏（动作电流误差的绝对值
参考文献
[1]刘京南编著.电子电路基础[M].（第2版）电子工业出版社（第2版），2003.
[2]周加超.直流稳压电源的演变过程[J].科技情报开发与经济，2005（3）.
[3]程杰宝.实用高效率直流稳压电源[J].实用电子制作，2003.
稳压电源的设计与制作范文第5篇
Huang Baorui； Dong Juntang
（College of Physics and Electronics Information，Yan'an University，Yan'an 716000，China）
摘要：以数字实验室常用设备DSG-5B型数字逻辑EDA系统中电源为例，介绍开关型稳压电源原理，并对三种常见故障进行分析及维修。
Abstract: This article takes the electric power source of DSG-5B digital logic EDA system commonly used in digital laboratory for example, introduces the principle of switching voltage regulator, and analyzes three common failure and their maintenance.
关键词：直流稳压电源 故障 维修
Key words:D. C. regulated power supply；fault；maintenance
中图分类号：TM93 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）26-0052-01
引言
数字实验室中大量使用了DSG-5B型数字逻辑EDA实验系统，由于设备使用频率较高，而且实验系统对外漏电源部分没有做相应处理，实验过程中容易造成电路短路，因此系统的电源故障率较高。本文选择了三种典型故障，对其进行原理分析并介绍了维修方法。
1直流稳压电源工作原理
DSG-5B型数字逻辑EDA系统中电源原理如图1所示，它由整流滤波、高频隔离变压器、输出整流滤波、辅助电路和控制逻辑电路组成。市电经过单相桥式整流、滤波后成为含有脉动成分的直流电压，之后输入DC-DC变换器的初级绕组，经过变换器次级绕组的电压被整流、滤波后就产生了低压直流。为了使得在输入交流和输出负载发生变化时，输出电压能保持稳定，这里采用了脉冲宽度调制（PWM）电路，控制电路把输出的5V电压与基准电压进行比较，根据比较结果来控制高频功率开关的占空比，达到调整输出电压的目的[1]。在控制逻辑电路中采用了光电隔离器件，完全实现了输出部分与输入部分线路隔离。
2直流电源故障分析及维修
2.1 故障一现象：接入220V交流电，打开仪器电源开关，无电压输出。
故障分析与维修：通过观察发现，在交流电源插座下部有保险管标示，拔掉交流电源插头并取出保险管，用肉眼观察，保险丝已熔断。用一个1.5A的保险管更换，接通交流电源后，打开开关，电源稳定，输出正常。
2.2 故障二现象同故障一。
故障分析与维修：有了对故障一的处理，我们首先也检查了电源的保险管，发现保险熔断，同样更换了保险管，但更换后输出任无电压。参照原理图我们分析，由于开关型稳压电源中的开关功率管工作在高反压和大电流的条件下，所以开关功率管损坏几率较大。本电路中的开关功率管集成在脉冲宽度调制器（TOP223Y）中，所以初步判断为脉冲宽度调制器损坏[2]。由于脉冲宽度调制器是集成元器件，不易用万用表检测其好坏，所以直接用同型号的脉冲宽度调制器进行更换。接通交流电源后，打开开关，电源稳定，输出正常。
2.3 故障三现象：输出电源指示灯闪烁。
故障分析与维修：从现象看，该电源间断输出，参照原理图路分析，当电路负载很大时，由于TOP223内部有限流电路，所以振荡器停止工作，电路无输出电压。电路停止输出后，TOP223内部的自启动电路，使得振荡器重新开始工作，电路输出电压，由于电流过大又停振，如此往复，从现象上看就是输出电源指示灯闪烁。根据分析很可能是变压器次级绕组后的某处元器件被击穿或者短路。此时利用观察法看电阻有没有烧焦，电容有没有鼓泡、漏液等现象。若观察到元件都正常，可用排除法对可能引起故障的元件逐级检查[3]，对于在路无法判断其好坏的元件，可以脱锡取下检测。经过检查发现电路中整流二极管D4被击穿，跟换同型号的整流二极管后，接通交流电源后，打开开关，电源稳定，输出正常。
3结束语
DSG-5B型数字逻辑EDA系统中电源常见的故障可以归结为：保险丝熔断、开关管损坏、整流二极管损坏、滤波电容开路或击穿等。本文介绍了一些在工作中常见故障及维修方法，然而在实际工作中，开关稳压电路故障现象及原因是千差万别的，尤其是随着现代电子技术的快速发展，电路不断更新的情况下，要简洁，完善的维修电源，必需在实践中不断摸索、总结、提高。
参考文献：
[1]童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2001：546-549.
