直流稳压电源的设计方案

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直流稳压电源的设计方案范文第1篇

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

直流稳压电源的设计方案范文第2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.

直流稳压电源的设计方案范文第3篇

关键词：翻转课堂 教学模式 电工电子技术

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）09（b）-0148-02

电工电子技术课程是高职院校机电类专业的必修课，教学目标是让学生了解和熟悉电工电子基础知识和应用技术，能够用所学知识解释生活中的常见现象，并解决实际的电工电子问题。然而在以往的电工电子技术课程教学中，教师的教学理念较为落后，教学方法缺乏新意，教学内容与企业的岗位需求严重脱节，无法激发学生的学习兴趣，学生不能积极参与到各类教学活动之中，致使教学效率普遍较低。翻转课堂教学模式的应用可以有效解决这类问题，不但教学内容和教学方法比较新颖，符合学生和企业的发展需求，而且大幅度提高了学生的课堂参与度，课堂教学质量得到了可靠保障。可以说，翻转课堂教学模式在电工电子技术课程中的应用是十分迫切且必要的。

1 翻转课堂的概念及实施意义

翻转课堂就是将以往课堂上需要学习的知识制作成视频，让学生在课下学习，记录学习过程中遇到的问题，在课上由教师进行答疑解惑，与学生共同探讨，并开展一系列的教学实践活动。翻转课堂打破了时间和空间的界限，学生可以在任意的时间和地点学习，也可以组成学习小组共同研究，还可以反复研习教学视频，在此情况下学生对知识的理解也会更为透彻。同时，学生带着问题听课会保持较高的专注力，教师在帮助学生解决问题时学生也会积极思考，学生由被动接受变为主动学习，教学效率会得到大幅度提高。此外，翻转课堂还是现代化科学技术的一次伟大尝试，将手机、电脑变为教学资源的载体，学生对这种新奇的教学方法会保持较高的兴趣，以前所未有的热情参与到课堂活动中，主动配合教师的教学工作，教师作为引导者将启发学生的思维，培养学生自主学习的意识和能力，从而实现促进学生终身学习的崇高目标。

2 实施翻转课堂教学模式的前提

一般来说，实施翻转课堂必须具备两个条件：一方面，教师必须掌握较高的网络技术和信息技术水平，能够将教学内容转变成信息数据，存储在网络之中，这样学生才能通过网络下载需要学习的视频和课件。教师还要经常更新教学内容，与企业和学生自身的发展相适应，始终保持教学的先进性和科学性，促使翻转课堂的高效开展。另一方面，学生能够发自内心接受这种新奇的教学模式，克服学习中遇到的困难，敢于面对挫折和挑战，努力适应翻转课堂教学模式。这就需要教师鼓励学生，帮助学生形成良好的学习习惯，进而完成从传统课堂到翻转课堂的良好过渡，使翻转课堂教学模式在电工电子技术课程的实践教学中发挥出最大效用。

从上文的分析中可以发现，在翻转课堂教学模式中教师处于至关重要的地位，无论是课件视频的制作、更新，课程的组织、安排，还是引导和启发学生思维，激发学生学习的主动性，这些工作都需要教师来完成，如果教师的素质和能力不足，就会给翻转课堂教学模式的实施造成严重阻碍。比如说教师制作的课件质量较差，不能满足学生的学习需求；或者是在学生出现不适反应时教师不能及时与学生沟通，加以鼓励；抑或者是教师在课堂上无法对学生的学习情况进行有效评价，不能了解学生对知识的掌握程度，都会影响翻转课堂的实施效果。由此可见，要想保证翻转课堂的顺利实施，必须提高教师的教学素养和适应能力，唯有如此教师才能充分发挥引导作用，学生的能力也能够真正得到锻炼而有所提高。

3 翻转课堂教学模型构建分析

翻转课堂教学模式根据教学环境将课程划分为不同的阶段，每个阶段教师和学生都有着明确的目标。一般来说，大多数课程都可以分成课前、课中两个阶段，课前教师制作课件视频，布置教学任务，学生需要自主学习课件知识，将遇到的问题标注出来；课中教师将学生分成不同的学习小组，先由小组交流讨论解决学生的问题，小组解决不了的问题由教师集中答疑。翻转课堂模式中最重要的过程就是交流，学生与学生之间、学生与教师之间的交流是非常必要的，通过交流能够发现学生知识体系中掌握不牢固的地方，教学也会更具有针对性。教师应该让学生来讲解课程中的重点和难点知识，以检验学生的自学效果，同时还要重视拓展学生的知识面，拓宽学生思维的深度和广度，激发学生的内在潜能，培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力，循序渐进提高学生的综合素养。

4 翻转课堂模式下电工电子技术课程教学模式的设计与应用

网络技术的快速发展为翻转课堂教学模式的实施提供了稳固的技术支持，也为电工电子技术课程的教学改革创造了便利条件。电工电子技术课程是一门对实践操作水平要求较高的学科，教师可以让学生在课前学习理论知识，课上组织实验项目，以训练学生的实践操作能力。比如说在学习《直流稳压电源的设计与制作》一课时，教师可以设计翻转课堂教学模式，制作相关电路课件视频让学生在课前学习，课上组成学习小组设计电路，教师从中选出最为优秀的小组给予奖励。这种方法不仅帮助学生更好掌握电子仪器的选择和使用方法，学会了设计和制作直流稳压电源，并能够独立绘制电气原理图，而且培养了学生的合作意识，全面提高了学生的电工电子技能。具体实施流程如以下几点。

首先，教师在课前应制作电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路的课件视频，这4个电路是直流稳压电源的重要组成部分，通过学习学生即可掌握直流稳压电源的设计要点，教师要让学生学会总结直流稳压电源各个组成构件的工作原理，并从网络上收集其他的相关资料，遇到无法解决的问题要记录下来，留待课堂上与教师和其他同学讨论。其次，课上要指定220 V/24 V的自耦变压器，让学生分别设计一个调压范围在3～12 V的直流稳压电源，然后把学生分成8个组进行讨论，每组拿出一个最佳设计方案在课堂展示，由其他组的同学对设计方案的合理性和可行性进行讨论，由教师进行点评。再次，让学生按各组设计的方案选取元器件，在实验板上进行焊接安装与调试，并要求学生测量几组实验数据，加深对直流稳压电源工作原理的理解。最后，教师根据学生的实验情况选出最佳学生和最佳小组，为其颁发奖励，以激发学生的上进心。在教学过程中教师要关注学生安装与调试过程，及时更正错误的地方，总结学习内容的重点和难点问题，从而提高学生获取知识的能力。

5 结语

翻转课堂教学模式是电工电子技术教学改革的一项里程碑式的革命，转变了教学中教师和学生的角色，强调了学生的主体地位，需要学生自主学习电工电子知识，通过交流和讨论完成教学计划，对学生自主学习的意识和能力提出了更高要求。值得注意的是，在翻转课堂教学模式中教师具有不容忽视的作用，无论是制作课件视频还是引导学生，都是教师需要承担的任务，因此，教师要重视提高自身的教学素养，制作更多优质的教学资源供广大学生学习，并经常鼓励学生，激发学生的主观能动性，促使翻转课堂教学模式更好的为电工电子技术课程的教学服务。

参考文献

[1] 王红，赵蔚，孙立会，等.翻转课堂教学模型的设计――基于国内外典型案例分析[J].现代教育技术，2013，23（8）：5-10.

[2] 欧阳建友，王钊.高职专业教师“教、学、做一体”教学能力的培养方法和途径探索[J].中国职业技术教育，2013（4）：

直流稳压电源的设计方案范文第4篇

1.合理安排学时

根据项目化教学的特点，为了更好地组织课堂教学，项目化教学采用了四节连排的方法，并且把实训室作为课堂来组织教学。以前“电子技术”课程教学主要考虑课堂教学和实验教学的学时数，按照章节分配学时。而项目化教学是以学习情境为独立授课单元，既要考虑理论知识的学时，又要考虑完成任务载体的学时。例如，学习情境一是二极管整流稳压电源的组装与调试，安排课堂教学时，首先由教师用1学时讲解半导体的基本知识，PN结及其单向导电性，二极管的基本结构等。然后，再用1学时由教师指导学生讲授万用表的使用方法，完成二极管的识别与检测，并由学生填写表格记录数据。

2.改进教学方法

在完成学习情境一的教学任务中，教师首先讲解二极管桥式整流电路的工作原理，整流电路的种类、结构特点、分析计算及滤波电路、波形分析等知识内容。然后采用小组学习法开展教学。小组学习法是指多个学生在没有教师或其他同学的直接帮助下，学习和复习教学内容，解决实际问题。它是较独立学习要求更高的、以学生为中心的主要教学步骤。方法为①教师布置题目，明确学习目标;②所有小组得到同样的任务;③完成任务协调组内事物;④小组总结工作成果;⑤全班对工作成果进行比较和讨论;⑥确定最终结果。班级以小组为单位，学习讨论如何制作学习情境一中的工作任务载体，即二极管整流稳压电源的组装与调试。同学结合教材和相关参考书，自主设计稳压电源的原理电路图，选用元器件，制定技术参数及各项性能指标。采用“头脑风暴法”在全班进行集中讨论。“头脑风暴法”的教学方法是教师引导学生就某一课题，自由地发表意见。学生在发表意见时，教师不对其正确性或准确性进行任何评价。采用这种教学方法，教师和学生可以讨论和收集解决问题的意见及建议。让每个小组都将本组设计的方案拿到班上全体讨论。通过集体讨论，集思广益，促使学生对设计方案产生自己的意见，通过同学间的相互讨论，从而获得大量的构思，经过组合和改进，达到创造性解决问题的目的。经过全班的集体讨论，最终确定完成二极管整流稳压电源的制作方案。每人填一份材料清单，经指导教师签字后，到实训室领工具材料，每人作一套稳压电源，自己完成焊接和调试。

3.注重课堂实际训练

为了更好地完成工作任务载体，必须进行基础训练。首先进行焊接训练。每个同学发一块电路板，进行焊接练习，由指导教师检查每位同学的焊接练习情况，重点检查焊接点是否光滑饱满，有无虚焊，堆焊等问题。为保证稳压电源能顺利调试，再用1学时进行常用仪器使用的练习，学生学会使用示波器，信号发生器，直流稳压电源进行测量和调试。以上是学习情境一课堂教学的组织过程。经过学习情境一的学习训练后，学生掌握了二极管的基本知识，稳压电源电路的设计、组装与调试，学会了元器件的焊接，二极管的识别与检测，掌握了产品组装与调试的基本技能，同时也学会了常用仪器仪表的使用。项目化教学过程中，充分调动了学生学习知识和动手操作的积极性，真正使学生成为教学过程中的主体，学生用学习到的相关理论知识，进行了实际电子产品的设计、组装和调试，培养了工作的基本方法和基本技能，为培养造就技术素质优秀的人才奠定了良好的基础。

二、考核评价体系是搞好项目教学的保障

1.采用考核表考核

为进一步提高考核的可操作性和准确性，建立详细的考核表进行项目教学课程的考核。考核包括形成性考核(学习态度，实习实训的报告等)和终结性考核(成果展示和技术说明书等)，考核表改掉过去考核内容过多、表格种类过多的缺点，只保留考核内容、评分标准、同学自评、小组互评、教师评价等内容，并做成一张表格，便于操作执行。教师参与课堂全过程管理，随时巡察考核记录表，并随机抽样考核部分同学，采取抓两头，带中间的办法，使考核具有可操作性，公平公正性。2.最终成绩的确定“电子技术”课程项目化教学最终成绩由以下几个方面确定:①各个学习情境中实际电子产品的制作。这项成绩通过考核表最终确定,占该门课程成绩的60%。②实训报告。为了使同学养成良好的撰写实训报告的能力，养成细心缜密的工作作风和观察实训过程、分析实训数据的工作能力，把每一个学习情境中的任务载体制作完成后，要求每个同学都要认真完成实训报告，并占总成绩的10%。③期末理论考核。让学生在掌握职业技能和培养职业素养的同时，更好地巩固所学的相关专业的理论知识，在学期末集中系统复习本学期所讲的相关理论知识，并进行理论考试，卷面成绩占课程总成绩的30%。

三、实训室开放是搞好项目化教学的措施

1.补充完成任务载体制作

部分同学在课堂上没有完成所作的项目载体，可以另外找时间到实训室完成。实训室上班时间是全部开放的，各个实训室都有实训指导教师进行辅导。

2.完成补充实验

项目化教学占用学时较多，有些基本的实验内容鼓励同学以小组为单位自己去实训室作实验。自己结合教材编写实验指导书，包括实验目的、实验方法、实验原理图的设计，实验所需的仪器设备及原材料等。由任课老师审阅签字后，送交实训室教师，学生利用业余时间去实训室完成实验任务。

3.实验的重要性

直流稳压电源的设计方案范文第5篇

关键词：模拟电子技术；实验系统；设计；信号源

模拟电子技术实验系统的主要组成部分包括：辅助电源、简易信号源、直流电压电流表、二极管、三极管伏安特性测定单元以及单管共射共基放大电路多级放大电路负反馈放大电路模块、分立元件和集成功率放大器模块、差动放大集成运放线性非线性应用模块、整流滤波和直流稳压电源模块、测量单元以及功能扩展区。

一、简易信号源的设计方案

简易信号源主要包括CPLD、键盘、单片机控制模块、LED显示、D/A转换模块和键盘这几个组成部分，借助DDFS技术，即直接数字频率合成技术来产生递减谐波、递增谐波、三角波、方波、正弦波、阶梯波信号，这一系统频率具有步进小、范围宽以及幅度、频度精度高的特点。

1.直接数字频率合成方案的确定

在DDS中由RAM来对输出波形的完整周期与幅度值进行有序的存放，在RAM地址发生变化的情况下DAC会把该波形数据转化成频率和RAM地址变化速率成正比的电压波形。DDFS的发生器在对波形在RAM中的地址进行控制时采用了相位累加技术，在产生RAM顺序地址的过程当中利用加法器代替了计数器，存在于相位递增寄存器（PIR）当中的常数在每一个时钟周期都被加到相位累加器的结果当中，并以其输出的最大有效位数来对波形在RAM中的具体地址做出确定。每个周期当中的点数会随着PIR常数的改变而发生变化，从而使整个波形的频率发生改变。在寄存器存入新的PIR常数的情况下波形的输出频率会随着下一个时钟周期发生相位的改变，给相位累加器改变RAM地址提供重要的依据。当PIR数值过小或较大时，相位累加器会分别以一步步经过每个RAM地址、跳跃某些RAM地址的方式来进行RAM地址的改变。DDFS弥补了传统方法的不足，其频率分辨率在相位累加器具备足够大的位数N的情况下能够获得相应的分辨精度。不需要相位反馈控制使得DDFS的频率建立、切换效率高，同时和频谱纯度、频率分辨率之间互相独立、互不干扰。由于DDFS主要依据时钟相位特性来判断相位误差，使得其相位误差相对较小，且连续变化的相位能够形成具有良好频谱的信号。由此可以确定DDFS方案是实现简易信号源设计要求的最佳方案。

2.简易信号源的设计内容

首先要在波形频率范围为20Hz-20kHz且步进为10Hz的条件下根据相关公式计算出相位累加器的时钟频率和频率步进，从而确定D/A转换器在转换时间为1us且输出频率为1MHz的情况下能够输出64个样点，并利用单片机对控制信号、数据进行输出，以CPLD为系统实现。D/A转换是保证幅度可调节与任意输出的必要条件，从而对信号发生器的输出电压进行控制，在本系统当中采用的是8位D/A来控制幅度，其幅度分辨率是0.1V。在D/A输出后可选用高速宽带运放TL084和1MHz的截止频率、20KHz以内的幅度平坦来确保信号的平滑，同时可选用波形失真小、频率特性好、电流驱动能力强大的OCL功放电路来实现稳幅输出。

二、直流电压电流表的设计方案

积分式直流数字电压表借助积分器将被测电压转换为相应的时间，而后再由时间转化为相应的数字量来计数，设计包括脉冲计数电路、模拟电压双积分电路、数据处理和显示电路这三个模块。在系统设计中采用以双积分作为核心的电路实现，由控制电路将前置放大与整形后的待测电压信号自动转换为2V与200mV量程，而后使用定时处理电路、双积分电路等组合成完整的数字电压表，为了使系统精度、显示分辨率进一步提高，处理采用了数字滤波与软件补偿，并利用单片机软件设计来实现各种算法以及逻辑控制。

1.电路的基本工作原理

双斜积分电路所构成的直流数字电压表主要包括基准电压、积分器、模拟开关、逻辑控制电路、时钟脉冲发生器、电子计数器等组成部分，工作过程包括准备、采样与比较阶段。在准备阶段当中由逻辑控制电路输出相关指令，在积分器输入电压为零的情况下计数器复零，使得整个电路进入休止状态。在采用阶段由抽样启动器将时间指令输出到逻辑控制电路来使主门开启，同时使时钟脉冲发生器起振并输出相应频率的时钟脉冲，而后借助主门加到电子计数器中来进行计数。比较阶段也是电压值的积分阶段，双斜积分式直流电压测量电路有两个积分周期，分别对被测电压定时积分、对基准电压定值积分，并通过二者之间的比较来获得测量结果。

2.电路和程序的设计

（1）电路的设计。在模拟电路模块采用仪器运放INA2128、单运放芯片UA741和各类精密电阻，为满足输入高阻抗的要求设计了电压跟随器，并采用积分电路来处理电压信号，电压量程转换对2V、200mV的电压挡转换进行自动控制。在数据处理模块将脉冲作为单片机的外部中断信号并利用集成计数芯片74LS393来实现分频与记数。在自动校零模块专门设计了自动校零电路，采集无输入、输入小于1mV时的偏移量来对数据进行校正，并在系统检测到无电压时借助单片机控制来实现每次清零。

（2）程序的设计。软件使用了16位单片机80C196KB，主要包括软件定时并完成电容的定时、放电来给被测电压进行充电、对计数器闸门进行开启和模拟开关的转换，以确保基准电压在放电至零电压后翻转过零比较器，出现中断信号并使中断处理程序在锁存计数脉冲后进行读数，根据相应的比例来对电压值进行计算。在显示电压与真实值存在误差的情况下采取线性插值法来做出软件补偿，从而使其达到相关精度指标的要求。

三、系统实验内容的设计

1.二极管的伏安特性。二极管的阴极电位低于阳极电位时称之为二极管正向偏置，即正偏；反之，当二极管的阴极电位高于阳极电位时被称为反向偏置，即反偏。二极管的反偏截止与正偏导通特性是单向导电性。二极管的伏安特性方程是：I=IS（eu/UT-1）（其中Is表示反向饱和电流，在室温下是常数；u表示二极管两端的电压；UT表示温度的电压当量，在室温27℃下为26mV），根据公式所计算出来的伏安特性越小，就说明二极管的反向性能越好。

2.三极管的设计。作为一种电流控制器件，三极管的电流放大作用即基极电流的微小变化对集电极电流的较大变化进行了控制。三极管中各电极电流、电压间的关系曲线被称为伏安特性曲线或者特性曲线，最常用到的包括输入、输出特性曲线。特性曲线随着三极管在电路中的连接方式的不同而各有差异。

3.分立元件放大电路。在分立元件放大电路的交流通路当中信号由基极输入并由发射极输出，集电极是输入与输出回路的公共端，因此被称为共集电极电路。共集电路具有电压跟随特性好、输入电阻低和输出电阻高的特点，可用作高输入电阻的输入级、低输出电阻的输出级和多级放大电路的中间级。

4.负反馈放大电路。负反馈可以用来对放大器的性能进行改善、减少非线性失真现象、扩展通频带、改变输入与输出电阻。电流、电压的负反馈分别能够确保输出电流、输出电压的稳定。

5.集成运算放大器。在运放低频小信号时可视为理想化的集成运放，理想集成运放线性应用具有虚短、虚断的特性。通常线性集成运放在负反馈的电路组态下可被应用在放大、运算等线性应用电路当中，非线性集成运放在正反馈、开环的电路组态下可应用于信号转换与比较、产生、自动和测试系统当中。

6.功率放大电路。按照信号频率可将功率放大电路分为低频功放和高频功放，低频功放电路的输出功率是输出电压和输出电流的有效值的乘积，在参数确定时电路负载上可获得的最大交流功率便是低频功放的最大输出功率，其负载上所得到的有用信号功率和电源供给的直流功率之比便是其效率。

7.整流滤波与稳压电路。滤波电路能够在保留整流后输出电压直流成分的基础上滤掉脉动成分，从而使输出电压趋于平滑并接近理想直流电压，常用的滤波电路有电感滤波、电容滤波电路等。在稳压电路当中，可以借助差动放大器来作为比较放大器对零点漂移进行抑制，从而使稳压电源的温度稳定性得到提升，可利用辅助电源构成基准电压源电路来对电源的稳压系数进行提升，为避免调整管电流过大、电压过高而损坏稳压电源，可以采取限流保护电路的措施。

四、总结

模拟电子技术实验教学主要为了让学生了解电子技术实验相关知识，掌握实验的基本技能，使学生在对模拟电路理论做出深刻了解的基础上提高自身的观察能力、动手能力、分析能力以及解决问题的能力，通过与课程体系紧密关联的实验系统的建立实现了对实验教学内容的系统化组合，是实验教学内容信息化、现代化与综合化的重要体现。本文对模拟电子技术实验系统进行了研究与设计，通过对市场上现有的实验设备设计的借鉴来设计出更加适合大中专院校学生学习的实验系统，对于高级技术应用型人才的培养、学生专业素养和综合能力的提升、高校教学质量的提高都具有十分重要的意义。

参考文献：

[1]何振磊.基于虚实结合网络实验室的模拟电子技术实验[D].浙江大学，2013.