直流稳压电源说课稿
尊敬的各位评委：下午好！
我今天说课的内容是《模拟电子技术》课程中的“直流稳压电源”。
下面我将从教材、学生、教学方法、教学过程和教学反思五个方面展开说课。
首先说教材的第一个层面：课程的地位、作用。
您看到的这张表明确了《模拟电子技术》是我专业核心教学与项目训练课程。专业人才培养方案赋予本课程的任务是：使学生掌握线性典型基本单元电路的工作原理，学会分析模拟电路的一般方法，培养一定的计算分析能力，培养较强的实验（实践）技能,为学生终生学习打下坚实基础。从这张金字塔图您看到，模拟电子技术的学习需要电工技术、元器件识读与检测课程提供支持；模拟电子技术将为数字电路、单片机技术、电子产品设计等后续课程提供坚强的理论和技能支撑。综合一表一图得出：本课程在电专业中地位非常重要。
第二个层面：内容的地位、作用。
针对课程我们选用了陈梓城、邓海主编的模拟本电子技术教材。本次说课内容为该教材第八章。在前面七章，我们对常用电子元器件及典型基本单元电路进行了：会看、会算、会选、会调的四会学习。直流稳压电路是最典型的功能电路之一，是课程“四会”学习的收官内容之一，也是课程搭建理实一体教学模式的核心内容之一。
但教材是针对高职院校编写的，我们在尊重教材内容的基础上，项目化改造成：直流稳压电源安装与调试。
项目改造原因：
为适应我们人才培养目标和学生特点。
项目改造依据：
参考了行业、企业的经验和建议。以EDA和产品为载体，基于工作过程。
项目改造目标：
想经过三年左右教学实践，做出满足教学需要的实用作品或产品。形成基于工作过程的“理”“仿”“实”一体化教学模式。
分析得出：本内容是“四会”能力训练收官内容之一，项目化改造对接课程任务、对接实际需要。
我们把教学目标精简成8个字：能说会用电路原理。使用精简指令式目标，目的便于学生记忆、理解。这个总目标我们在教学过程中分解、渗透到了知识、技能、情感三大目标中：
知识目标的4点我们总结提炼成四个字：会看、会算
技能目标我们也提炼成四个字：会选、会调
情感目标总结提炼成：兴趣、信心
综合提炼出：我们的教学目标是渗透到与岗位对接的“四会”能力。会看、会算、会选、会调。
重点、难点是体现教学层次，实现教学目标，展开教学过程的依据。我们把电路原理的理解与分析确定为重点，有这些原因：
1 “会看”电路图是关键
2 “会算”参数是核心
3 是教学目标中“说”的体现
我们把小夜灯的装调确定为难点，有如下考虑：
1：我们学习理论目的是指导实践、实践反馈验证理论，是理实一体化教学的需要。
2：是基于职业教育教学基本原则：实践性原则、发展性原则、过程性原
则。
3：是教学目标“用”的需要，也是“会选”“会调”能力的具体体现。
分析确立重点、难点。
学生才是教学的主阵地，抓住了学生，才真正意义上抓住了课堂。我从2个层面来说学生：层面1、五年一贯制二年级第一学期，我们对这个年龄阶段学生的认知特点……心理特点…情感特点…学习习惯…知道的越深，认识的越准，越有利于我们教学目标的达成。
该年龄阶段学生：思维活跃、模仿能力强、好表现、争强好胜。但他们的恒心、信心处于塑造过程中，动手和动脑的协调能力还在提升过程中。
层面2、从专业角度看，我们的学生已经接受了一年多的专业学习，无论在知识上,还是在技能上，都具备了一定的实力。变压器、二极管、电容器、放大电路等专业理论是本项目教学的基石，学生对典型电路的插、装、焊、接、调；常用仪器仪表的实用等技能既是教学的基石，也是教学提升的目标。
选择合适的教学方法，因材施教。可以达到事半功倍的效果。
前面教学目标已经明确了教师教什么？学生学什么？教师怎么教？学生怎么学？
教法上我把握2个基本原则：
1、不越位。我只是教学的引导者、激励者、组织者。
2、不呆板。我积极灵活运用现代媒体技术，软件仿真技术、充分整合利用课程教学资源来因材施教；传授学习方法、思维方式、操作技能。
在指导学生学习上:
1、我鼓励学生抢当合作者、探索者、发现者。
2、我指导学生善于观察、积极模仿、仔细体会、认真总结。
3、我引导学生扬长避短、取长补短，学会学习方法，规范技能操作。
通过“理”“仿”“实”一体，小组协作自主学习贯穿整个教学过程，突出了教学重点。
在动手装调过程中，用理论指导实践、实践反馈验证理论，在潜移默化中突破难点。
以项目为载体，用任务来驱动，层次递进的学案导学，灵活互动的资源与评价助学，合力实现8字教学目标。
说课第四方面：说教学过程。
基于工作过程的“理”“仿”“实”直流稳压电源装调项目，在四个任务，认知、理、仿、实、升华五个环节中完成
您看到这条模拟变化的曲线上，串起了我们教学过程的所有环节，从环节球大小清晰可见重点难点。任务1的项目导入、项目分析环节需2学时，任务2、3各需2学时，任务4的装调环节用1学时、评估和拓展用1学时。共8学时，320分钟。
在环节1：
通过用精心创设、营造的教学情景，导入项目，抛出任务。同时抓住时机导入学习组织形式：团队学习。学习团队应根据队员特点分工协作,团队由组长、装接员、技术员、质检员、调试员等组成。通过角色扮演可以发挥学生长处，能够激励学习积极性，促进相互学习。
师生根据学案导航，展开感性认知直流稳压电源电路的教学过程。
教师通过PPT展示、实物讲解、操作演示组织认知。学生通过看实物、听讲解、测波形、知性能四步走上台阶认知。
在学生操作与教师引导互动过程中，借力学习评价表提升学生对直流稳
压电路的感性认知程度。
有了一定的感性认知，我们爬升到环节2：
本环节在教师的引导下：学生以小组团队学习的形式选择性完成对对并联型、串联型、固定三端、可调三端稳压电路的探究。探究任务：3看、3算、1总结1提升。探究层次递进，有序展开；依靠课程网络教学平台资源；注重指导团队核心学生，组织发动探究，及时激励表扬。
注重对探究的过程性多元化评价、及时反馈教学信息，根据反馈调整教学策略。
3、现代EDA技术给了我们一个在PC机上做实验的平台，在环节3：
通过：教师教学演示、学生仿真实验、小组学习交流、团队分析总结四步走来加深对电路原理的理解，完成对电参数、器件参数的分析计算。
学案设计清晰，用直观、形象的图表、详细的过程引导、预设的问题导学，有利学生掌握电路理论，有利于学生完成电参数、元器件参数的分析计算。
形象直观化的仿真是对空洞的模拟电子技术理论最有力支持。是对环节2探究的理论巩固和提升。
纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。实践是检验理论的最好标准！
在环节4：我们要求团队首先做出一个样品。目的不仅是培养学生的团队协作意识，更想展示团队各角色的实力。电路原理图是装调起点，质检员选用、检测元器件；技术员提供理论支持，指导装配流程；装接员要按照工艺标准插装、焊接；调试员完成电路的调试。
各角色要一边做一边讲为什么这样做，既是展示自己，也是互相学习。小组长不但要客观公正评价组员，还要提炼、总结装调方法，准备向班级汇报。
装调的过程性评价从选、装、调各方面展开、评价的形式多样。在装调中、在评价中潜移默化突破难点。
环节5升华：是专为学生设计的一个环节。汇报评估不仅可以优化、创新装调方案，还可以综合锻炼学生的多种能力。激发了他们对课程的兴趣、对专业的信心。教师要善于抓住过程中的闪光点，升学习方法、思维方式。
不可缺少的项目评价通过学生自评、小组互评、教师点评，为项目目标达成锦上添花。
反思课堂教学，促进教学相长。我说课的最后内容是教学反思。
首先反思目标达成：项目装调最终成功率100%，能“说”会“用”电路原理8字教学目标达到教学预期。
教学比较成功的是：“理”“仿”“实”一体化教学，课气氛非常活跃，极大地增加了学生学习兴趣和动力，提升了学生综合能力。
操作中遇到的困难有：项目知识和技能跨度较大，组织和掌控课堂教学的难度加大。
改革与提高：针对掌控课堂教学难度变大的困难，教师要及时培训、调动团队核心学生助教助学。（学生说的小老师）
2、提升和完善网络支持的模拟电子技术课程信息化教学平台，课堂教学在时间和空间上的延伸更加高效。
以上是我的说课内容，不当之处，恳请各位评委老师指正。谢谢。
基于单片机的数控直流稳压电源 一、引言 （1）题目要求： 利用LM317三端稳压器，设计制作一个数控稳压电源，要求： 1、输出电压：2-15V，步进0.1V，纹波≤10mV； 2、输出电流0.5A； 3、输出电压值由数码管显示，由“+”、“-”键分别控制输出电压的步进 （2）概况：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。普通直流稳压电源品种很多．但均存在以下问题：输出电压是通过粗调（波段开关)及细调(电位器)来调节。这样，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 1.02~1．03V)，困难就较大。另外，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。常常通过硬件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。本文设计了一种以单片机为核心的智能化高精度简易直流电源，克服了传统直流电压源的缺点，具有很高的应用价值。 二、系统设计 （1）方案论证： 方案：采用单片机控制此方案采用 AT89C51单片机作为整机的控制单元，通过改变输入数字量来改变输出电压值。这里主要利用单片机程控输出数字信号，经过 D /A 转换器( DA0832)输出模拟量，然后使用运算放大器把电
流转换成电压，在通过三段稳压器LM317使得输出电压和输出电流达到稳压的目的。 方案论证： 1、输出模块：使用运算放大器做前级的运算放大器，由于运算放大 器具有很大的电源电压抑制比，可以减少输出端的纹波电压。使用LM317做电流稳压器，把电流稳定到0.5A。 2、数控模块：采用AT89C51单片机完成整个数控部分的功能，同 时,AT89C51作为一个智能化的可编程器件，便于系统功能的扩展。 3、显示模块：本来准备使用液晶显示，可是想想我们的层次不够， 液晶现实的额程序不会写，只能退而其次，选择使用单片机通过锁存器控制8段LED数码管直接显示，这样可以精确的显示输出电压。 （2）系统结构： 系统结构设计图如上图所示。该系统主要由单片机最小控制系统、显示电路、独立按键、D/A转换电路、放大电路和稳压电路组成。单片机设定预输出值，并可以通过独立键盘改变单片机的预设值。然后通过DAC0832转化为模拟量，再经过运算放大和稳压稳流电路最后输出预设电压值，通过LED显示能够直观的看到预设值。因为器材原因，我们设计的稳压电源采用的是外部稳压器提供的电源。这样虽然算不上是一个完整的数控直流稳压电源，但是，除了这点，我们设计的电源基本已经复合要求。
广西理工职业技术学院 毕业设计（论文）题目：简易数控电源 系别：电气工程系 专业班级：11机电3班 姓名：X X X 学号：20114077 指导教师：X X 二〇一三年八月二十日
摘要：数控直流稳压源就是能用数字来控制电源输出电压的大小，而且能使输出的直流电压能保持稳定、精确的直流电压源；本文介绍了利用数/模转换电路、辅助电源电路、去抖电路等组成的数控直流稳压电源电路，详述了电源的基本电路结构和控制策略；它与传统的稳压电源相比，具有操作方便、电压稳定度高的特点，其结构简单、制作方便、成本低，输出电压在1～15V之间连续可调，其输出电压大小以0.05V步进，输出电压的大小调节是通过“＋”“－”两键操作的，而且可根据实际要求组成具有不同输出电压值的稳压源电路。该电源控制电路选用89C51单片机控制主电路采用串联调整稳压技术具有线路简单、响应迅速、稳定性好、效率高等特点。最后对文章进行了总结、致谢、参考文献文章最后对数控直流电源的主要性能参数进行了测定和总结，并对其发展前景进行了展望。 关键词：单片机（MCU)；数模转换器DAC；稳压输出
Abstract: Numerical control DC voltage source is to use numbers to control the output voltage, DC voltage source and the output DC voltage to remain stable, accurate; this paper describes the use of CNC digital / analog conversion circuit, auxiliary power circuit, debounce circuit of direct current voltage stabilized power supply circuit, introduces the basic circuit the structure and control strategy of power supply; compared with the traditional manostat, has the advantages of convenient operation, high voltage stability characteristics, which has the advantages of simple structure, convenient manufacture, low cost, the output voltage is adjustable continuously between 1 ~ 15V, its output voltage to 0.05V step, the size of the output voltage is regulated by "" + "-" two key operation, and according to the actual requirements of voltage source circuit is composed of different output voltage. The power control circuit adopts 89C51 single-chip control of the main circuit adopts serial voltage regulate technology has the advantages of simple circuit, quick response, good stability, high efficiency. Finally, the article summarized, acknowledgements, references at the end of this paper, main performance parameters of the numerical control DC power supply are studied and summarized, and its development prospect. Keywords: single chip microcomputer (MCU); digital to analog converter; voltage output DAC;
一、项目参加人员、负责内容以及技术特长： 二、项目背景 数控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。普通直流稳压电源品种很多, 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。 电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。电源在使用时会造成很多不良后果，世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。只有满足产品标准，才能够进入市场。 随着经济全球化的发展，满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。数控电源是从80年代才真正的发展起来的，期间系统的电力电子理论开始建立。这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。在以后的一段时间里，数控电源技术有了长足的发展。但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。因此数控电源主要的发展方向，是针对上述缺点不断加以改善。单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。新的变换技术和控制理论的不断发展，各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用，到90年代，己出现了数控精度达到0.05V的数控电源，功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。目前在电力电子器件方面，几乎都为旋纽开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦。随着人们生活水平的不断提高,数字化控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数控制直流稳压电源就是一个很好的典型例子。但人们对它的要求也越来越高,要为现代人工作、科研、生活提供更好的更方便的设施，就需要从数字电子技术入手，一切向数字化和智能化方向发展。
模拟电子技术课程设计报告 课程名称：模电电子技术课程设计设计题目：可调直流稳压电源 学生姓名： 专业： 班级学号： 指导教师： 设计日期：年月日 至年月日 设计成绩总评：
可调直流稳压电源 一、设计任务与要求 本实验应用变压器（220V/15V），整流桥（0.5A），三端可调稳压器 LM317AH，电解电容，电阻，电位器，二极管来实现可调直流稳压电源的设计。该设计电路的主要技术指标为： 1.输出电压在1.25V~12V范围内连续可调 2.输出电流最大可达12v/510 = 24mA。 3.设计电路图，选择电路元件，计算确定元件参数 4.运用EWB进行仿真。 5.运用电压表和信号发生器检测幅值和波形是否正确。 应用：可调直流稳压电源，可以为部分电源电压要求不同的电路提供连续可
调的直流输入电压。 二：方案设计与论证 从实验电路的题目中可以看出，本电路需要有电源变压器，桥式整流电路， 滤波电路，稳压器组成的稳压电路组成 方案 总体方案：在确保个元器件正常工作的情况下，根据LM317的工作特性，由公式25.1)1(1 0?+=R R U w 可知，设置1R 为确定值，通过改变w R 的值来得到不同的输出电压0U 。 三：单元电路设计与参数计算 1.电源变压器：
因为从数据手册中可以看到LM317AH的输入端电压范围是要＜它的输出端电压等于37V，所以本次实验电路选去输入电压为18V，根据LM317AH的输入电压U3和副线圈两端的电压U2的关系：U3= 1.2*2U2 得到U2 = 15V 由于输入电压为220V，电压为15V左右，故电源的正负线圈的匝数比 N/2N= 44：3 1 从上图中的交流电压表和示波器中可以清晰的看到，输入电压的幅值和波形。 2:单相桥式整流电路：
1引言 随着对系统更高效率和更低功耗的需求，电信与通信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。整流系统由以 前的分立元件和集成电路控制发展为微机控制， 从而使直流电源智能化，具有遥 测、遥信、遥控的三遥功能，基本实现了直流电源的无人值守设计的直流稳压电 源主要由单片机系统、键盘、数码管显示器、指示灯及报警电路、检测电路、D/A 转换电路、直流稳压电路等几部分，直流稳压电源是最常用的仪器设备。 2简易数控直流稳压电源设计 2.1设计任务和要求 设计并制作有一定输出电压调节范围和功能的数控直流稳压电源。基本要 求如下： 1. 输出直流电压调节范围3~15V,纹波小于10mV 2. 输出电流为止500m A. 3 .稳压系数小于0.2。 4. 直流电源内阻小于0.5 Q 。 5. 输出直流电压能步进调节，步进值为 6. 由“ +”、“- ”两键分别控制输出电压步 进增的减。 2.2设计方案 根据设计任务要求，数控直流稳压电源的工作原理框图如图 要包括三大部分：数字控制部分、 D/A 变换器及可调稳压电源。数字 控制部 分用+、-按键控制一可逆二进制计数器，二进制计数器的输出输入到 D/A 变 换器，经D/A 变换器转换成相应的电压，此电压经过放大到合适的电压值后， 去控制稳压电源的输出，使稳压电源的输出电压以 1V 的步进值增或减。 1V 。 1所示。主 命压调￡电蜡
图1简易数控直流稳压电源框图
2.3电路设计 2.3.1整流、滤波电路设计 首先确定整流电路结构为桥式电路；滤波选用电容滤波。电路如图所示。 式中，U max为稳压电源输出最大值；(U-U o) min为集成稳压器输入输出最小电压差； U Rip为滤波器输出电压的纹波电压值(一般取U O、( U-U o) min 之和的确良10% ；△ U为电网波动引起的输入电压的变化(一般取U O (U-U o) min、U Rip之和的10%。 对于集成三端稳压器，当(U-U o) min=2~10V时，具有较好的稳压特性。故滤波器输出电压值：U > 15+3+1.8+1.98 >22(V),取UI=22V.根据UI可确定变压器次级电压U2。U 2=U/ 1.1 ?1.2 ~(20V) 在桥式整流电路中，变压器，变压器次级电流与滤波器输出电流的关系为：1 2=(1.5 ?2)I I~ (1.5 ?2)I O=1.5 X 0.5=0.75(A).取变压器的效率耳= 0.8,则变压器的容量为 P=U 2I2/ n =20X 0.75/0.8=18.75(W) 选择容量为20W的变压器。 因为流过桥式电路中每只整流三极管的电流为 I D=1 / 2I maX=1/2I OmaX=1/2 X 0.5=0.25(A) 每只整流二极管承受的最大反向电压为 U RM max 42 20 (1 10%) 31(V) 选用三极管IN4001，其参数为：I D=1A,U=100\A可见能满足要求。 一般滤波电容的设计原则是，取其放电时间常数RC是其充电周期的确2?5倍。对于桥式整流电路，滤波电容C的充电周期等于交流周期的一半，即
直流稳压电源课程设计报告 设计任务及要求 1．设计任务 设计一直流稳压电源，满足： （1）当输入电压在220V交流时，输出直流电压为6－９V； （2）输出纹波电压不于5mv （3），稳压系数<=0.01； （4）具有短路保护功能； （5）最大输出电流为：Imax=0.8A 2．要求通过设计学会； （1）如何选择变压器、整流二极管、滤波电容及调整三极管或集成稳压块；（2）合理选择电路结构，并完成全电路元器件参数设计、绘制电路图；（3）短路保护实现方法 （4）掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法 （5）撰写设计报告。 3．设计注意： （1）电源变压器、整流二极管、滤波电容、调整三极管或集成稳压块等元件只做选择性设计； （2）完成全电路元器件参数设计、绘制出整体电路图； （3）撰写设计报告要符合下列格式并按时上交，逾期将延与下届。 一、书写要求 二、上交时间要求 上交书面及电子稿发至邮箱：
撰写设计报告格式：（仅供参考，不要全部抄龚） 见附录一 集成直流稳压电源的设计与制作 姓名 1 绪言 随着半导体工艺的发展，稳压电路也制成了集成器件。由于集成稳压器具有体积小，外接线路简单、使用方便、工作可靠和通用性等优点，因此在各种电子设备中应用十分普遍，基本上取代了由分立元件构成的稳压电路。集成稳压器的种类很多，应根据设备对直流电源的要求来进行选择。对于大多数电子仪器、设备和电子电路来说，通常是选用串联线性集成稳压器。而在这种类型的器件中，又以三端式稳压器应用最为广泛。 2 设计要求
1.初始条件： （1）集成稳压器选用LM317与LM337或其他芯片，性能参数和引脚排列请查阅集成稳压器手册。 （2）电源变压器为双15Ｖ／25Ｗ。 （3）其参考电路之一如图1所示 图1 ±1.25V-±15V连续可调直流稳压器参考电路原理图 2.主要性能指标：（1）输出电压Vo：±1.25 - ±12V连续可调。 （2）最大输出电流Iomax=800mA （3）纹波电压ΔVop-p≤5mV （4）稳压系数Sv≥3X10-3 3.设计要求：（1）依据已知设计条件确定电路形式。 （2）计算电源变压器的效率和功率。 （3）选择整流二极管及计算滤波电容 （4）安装调试与测量电路性能，画出实际电路原理图。 （5）按规定的格式，写出课程设计报告。 3 总体设计思路 在本次课程设计中我准备采用串联型稳压电路，集成稳压器选用LM317与LM337，电源变压器选用双15Ｖ／25Ｗ。 由于输入电压u1发生波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出的直流电压U I会随着变化。因此，为了维持输出电压U I稳定不变，还需加一级稳压电路。
课程名称：电子课程设计 课题名称：简易数控直流可变稳压电源的设计 班级：测控技术与仪器 07级2班 小组成员：谯建辉 2007071066 丁滔 2007071084 使用仪器：直流电源，万用表 学校：成都信息工程学院 课程设计时间：2009年11月19日—12月31日 数控直流可变稳压电源的设计 1.内容摘要：数控直流可变稳压电源由输入电路，稳压输出电路和显示电路组成。输入电路输入的电 压直接由实验室直流电源提供，提供的直流电压经退耦、滤波后直接输入到三端可调式稳
压器的输入端，通过改变三端可调式稳压器的电阻而得到不同的电压输出，在这里选用8通道数字模拟开关改变三端可调式稳压器可调端的电阻。通过按键计数状态来控制8通道数字模拟开关的开关状态，计数的状态与三端可调式稳压器的输出电压一致，同时将计数状态在数码管上同步显示输出的电压。 2.设计指标：(1)用集成芯片制作一个2～9V 的直流电源。 (2)最大功率要求10W 以上。 (3)电压的调整步进为1V 并有相应的指示。 (4)具有过压、过流保护。 3.方案选择与系统框图： 方案一： 该数控直流可变稳压电源主要由滤波电路，稳压电路和计数显示电路组成。 方案采用LM317组成数字可调直流稳压电压源，采用7805构成固定输出电压源。 LM317是可调式三端稳压器，能够连续输出可调的稳定的直流电压。它只允许可调正电压，且该稳压器内部含有过流，过热保护电路；LM317通过一个电阻（R ）和一个可变电位器（Rp ）组成电压输出调节电路，它的输入电压Vi= 15V ，输出电压为 V o=1.25（1+Rp/R ），在该方案中，通过8通道数字控制模拟开关4051芯片改变Rp 的值，从而改变输出的电压值。 7805是固定式三端稳压器，当其输入输出的压差达到要求时，其固定输出+5V ，一般要求7805的输入输出的压差在大于2V 的情况下，才能保证正常输出。 8通道数字控制模拟开关4051的开关的选通，通过其使能端与其选通状态代码控制，而其选通状态代码则通过74LS193加/减计数器的计数输出状态控制。该方案要求在稳定输出步进为1V 的直流电压输出（2—9V ）的同时，将输出电压在数码管上显示。在这里，选用驱动共阴极数码显示器的BCD 码四位—七段译码器—4511，将4511的译码输入端直接与74LS193计数器的计数状态输出端，将4511的译码输出端通过适当阻值的电阻，再与共阴极数码管相连接，这样就可以初步实现输出电压与显示同步。 系统框图： 方案二： 利用单片机，D/A 转换器，LM324设计数控可变直流稳压电源。 利用单片机编程实现按键中断后输出不同的代码，经D/A 转换，放大后就可得到期望的模拟电压输出，
数控直流稳压电源1)输出电压：范围0~+9.9V，步进0.1V，纹波不大于8mV。2）输出电流：500mA。 3）输出电压值用数码管LED显示。 4）用+、—两键分别控制输出电压的步进增减。 5）为实现上述几个部件工作，自制一台稳压直流电源，输出+ 、-15V、+5V。 发挥部分：1）输出电压可预置在0~9.9V之间的任何一个值。 2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）。 3）扩展输出电压种类（如三角波等）。 #include
摘要 本设计以AT89S52单片机为核心控制芯片，实现数控直流电源功能的方案。设计采用8位精度的DA转换器DAC0832、三端可调稳压器LM350和一个UA741运算放大器构成稳压源，实现了输出电压范围为＋1.4V～+9.9V，电压步进0.1V的数控稳压电源，最大纹波只有10mV，具有较高的精度与稳定性。另外该方案只采用了5个按键实现输出电压的方便设定，具有设定值调整，微调（步进量0.1），粗调（步进量1）三种调整功能，显示部分我们采用了三位一体的数码管来显示输出电压值。我们自行设计了 12V和5V电源为系统供电。该电路的原理是通过MCU控制DA的输出电压大小，通过放大器放大，放大后的电压作为LM350的参考电压，真正的电压还是由电压模块LM350输出。利用5个按钮调整电压、并且通过共阴极三位一体LED显示输出的电压值。设计使用3三位一体数码管，可以显示三位数，一个小数位，比如可以显示5.90V，采用动态扫描驱动方式。与传统的稳压电源相比具有操作方便，电源稳定性高以及其输出电压大小采用数码显示的特点。 关键词：数控，步进，三端可调稳压器 I
ABSTRACT The design is with the MCUAT89S52 for the core control chip,which carry out the project that the function of the number controls the direct current power supply.Designed with the precision of eight DA converter DAC0832, three-adjustable regulators LM350 and a UA741 Operational Amplifiers constitute Regulators source, the output voltage range of +1.4 V ~ +9.9 V, 0.1V voltage step NC Regulators Power, it has with high precision and stability and only have the biggest ripple of 10 mV. Meanwhile, the program used only five keys to achieve the convenience of the output voltage setting ,with setting value adjustments. It has three kinds of adjust function,which can carry out micro-adjustment (Stepping volume 0.1)and the coarse adjustment (Stepping volume 1). The show part we have adopted a three-dimensional digital pipe to show the output voltage value. And we designed the 12V and 5V power supply system for electricity. The principle of that electric circuit was that the output voltage size which passes the MCU to control DA, passing the amplifier amplification, and the voltage is the reference voltage of the LM350. And the real voltage is still the LM350 outputs are from the voltage mold piece. Making use of five buttons to adjustment voltages, and pass the total cathode Christian Trinity LED to display the output's voltage .In this design I used 3 piece code tubes, which can show three position numbers, one of them is a fraction position. for example ,it can show a 5.90 Vs. In this design I adopt the scan to drive way is dynamic state sweep. With traditional steady press power supply to compare to have an operation convenience, the power supply stability high characteristics, its exportation electric voltage size adoption figures show. Keywords: Numerical Control, Stepping,Three-adjustable regulators II
简易数控直流电源
数控直流电源是一种常见的电子仪器，广泛应用于电路，教学试验和科学研究等领域。目前使用的可控直流电源大部分是点动的，利用分立器件，体积大，效率低，可靠性差，操作不方便，故障率高。随着电子技术的发展，各种电子，电器设备对电源的性能要求提高，电源不断朝数字化，高效率，模块化和智能化发展。以单片机系统为核心而设计的新一代——数控直流电源，它不但电路简单，结构紧凑，价格低廉，性能优越，而且由于单片机具有计算和控制能力，利用它对数据进行各种计算，从而可排除和减少模拟电路引起的误差，输出电压和限定电流采用数输入采用键盘方式，电源的外表美观，操作使用方便，具有较高的使用价值。 关键词：数控直流电源单片机 ABSTRACT Numerical control dc power is a common electronic instrument, is widely used in the circuit, the teaching experiment and scientific research, etc. Current use of controlled most of the dc power supply is the point start, the use of the device division, big volume, low efficiency, poor reliability, operation convenience, not high failure. With the development of electronic technology, various kinds of electronic, electrical equipment to improve the performance requirements of power, the power supply, high efficiency, the constant digital modular and intelligent development. Based on the single chip computer system as the core and the design of a new generation of numerical control dc power, it-not only circuit is simple, compact structure, the price is low, superior performance, and because the single-chip microcomputer with the calculation and control ability, use it for data, so as to eliminate all kinds of calculation and reduce the error caused by the analog circuit, output voltage and current limit the number of the keyboard input way, the power supply appearance, convenient in operation, has higher application value. Key words：Numerical control dc power Single-chip microcomputer
第一章 直流稳压电源及其应用 几乎所有的电子电路都需要稳定的直流电源， 在检定检修指示仪表时， 标准仪器 外， 还必须要有合适的直流电源及调节装置。 当由交流电网供电时， 供给的交流电转 换为稳定的直流电。 交流电经过整流、 滤波后变成直流电， 流电源使用，但是，由于电网电压的波动，会使整流后输出的直流电压也随着波动。同时， 使用中负载电流也是不断变动的， 有的变动幅度很大， 当它流过整流器的内阻时， 就会在内 阻上产生一个波动的电压降，这样输出电压也会随着负载电流的波动而波动。负载电流小， 输出电压就高， 负载电流大，输出电压就低。 直流电源电压产生波动， 会引起电路工作的不 稳定，对于精密的测量仪器、自动控制或电子计算装置等，将会造成测量、计算的误差，甚 至根本无法正常工作。因此，通常都需要电压稳定的直流稳压电源供电。 晶体管直流稳压电源可以作为各种晶体管仪器、 仪表、 电子计算机、 自动控制系统与设 备的直流电源。 精密稳压、 稳流电源还可作为检定某些电工仪表用的稳压、 稳流电源。 因此， 晶体管直流稳压电源是科研、生产、教学和维修等单位常用的必备仪器。 一、直流稳压电源的原理 （一） 方框图及工作原理 晶体管串联型直流稳压电源的典型电路方框图如图 型稳压 电路、辅助电源和保护电路等部分组成。 图 1-1 直流稳压电源电路原理方框图 整流滤波电路包括电源变压器、整流电路和滤波电路。半导体电路常用的直流电源有 6V 、12V 、18V 、24V 、30V 等额定电压值，而电网电压一般为交流 220V ，要把电网的交流 电压变换成所需要的直流电压， 首先要经过电源变压器降压， 然后通过整流电路将交流电变 成脉动的直流电， 由于整流后的电压还有较大的交流成分， 必须通过滤波电路加以滤除， 从 而得到比较平滑的直流电压。 经过滤波电路后所得到的直流电压，虽然脉动小了，但是电压的数值仍是不稳定的， 其主要原因有三个方面： 一是交流电网的电压一般有± 10%左右的波动， 因而会引起整流滤 波输出的直流电压也有± 10%左右的波动； 二是整流滤波电路存在内阻， 当负载电流变化时， 在内阻上的电压降落也会变化， 使输出直流电压也随之变化； 三是在整流稳压电路中， 由于 采用的半导体器件特性随环境温度而变化，所以也造成输出电压不稳定。 稳压电路可以保持输出直流电压的稳定，使之不随电网电压、负载或温度的变化而变 化。串联型稳压电路由调整环节、比较放大电路、取样电路、基准电压等部分组成。调整环 节中的调整管是串接在滤波电路和负载之间， 故称为串联型稳压电路。 调整管相当于一个可 变电阻，如果输出电压升高了，则其电阻值相应地增大，使输出电压降回来；反之，如果输 出电压下降了， 则其电阻值相应地减小， 使输出电压有所升高。这样调整输出电压，使其维 持不变，就可达到稳压的目的。 取样电路用电阻分压的方法，将输出电压的变化按一定比例取样下来，为取样信号。 基准电压是稳定而标准的参考电压。取样信号与基准电压同时加至比较放大电路进行比较， 然后将两者之差进行放大， 用放大后的电压去控制调整管的基极注入电流， 从而改变调整管 的直流内阻， 调整输出电压稳定不变。 为提高稳压器的性能， 比较放大电路常采用两级差动 放大器，放大倍数较大， 控制能力较强， 其次比较放大电路还要求零点漂移小，温度稳定性 除了要有合适的 则需要把电网 虽然能够作为直 1-1 所示。 它由整流滤波电路、 串联
课程设计（论文）报告书 题目：直流稳压电源的设计 课程：电子设计与制作 院（部）：XX学院 专业：XXXXXX专业 班级：XXXXXX班 学生姓名：XX 学号：xxxxxxxxxx 设计期限：2010.7.3——2010.7.6 指导教师：XXX
一、课题阐述： 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。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流电。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压等于+12V。 二、设计任务和设计指标： 设计一个直流稳压电源，要求： （1）输入电压为交流220V，输出直流电压：Uo=+12V （2）最大输出电流：Iomax=500mA （3）纹波电压（输出电压变化量）△VOP-P≤5mV （4）稳压系数：Sr≤5% 三、设计方案的论证和电路工作原理： 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成，见图1。 工频交流脉动直流 直流负载 图1直流稳压电源方框图 其中： （1）电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。 （2）整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。 （3）滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。
（4）稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。 整流电路常采用二极管单相全波整流电路，电路如图2所示。在u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL ，且方向是一致的。电路的输出波形如图3所示。 在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极 管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，即 。电路中的每只二极管承受的最大反向电压为 22U (U2 是变压器副边电压有效值)。 在设计中，常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变 的特点，将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻并联，以达到使输出波形基本平滑的目的。选择电容滤波电路后，直流输出电压：Uo1=(1.1～1.2)U2，直 流输出电流： （I2是变压器副边电流的有效值。），稳压电路可选串联反馈式稳压电路或集成三端稳压器电路。 总体原理电路见图4。 图4 稳压电路原理图 12 1 o f I I =() 2~5.12 1I I o = t 0ππ2π 3π 42 2U t 0π π2π3π 4o u 2 2U 图2整流电路 图3输出波形图
简易数控直流稳压电源设计 一、设计任务和要求 设计并制作有一定输出电压调节范围和功能的数控直流稳压电源。基本要求如下：1．输出直流电压调节范围5~15V，纹波小于10mV 2．输出电流为止500m A. 3．稳压系数小于。 4．直流电源内阻小于Ω。 5．输出直流电压能步进调节，步进值为1V。 6．由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增的减。 二、设计方案 根据设计任务要求，数控直流稳压电源的工作原理框图如图1所示。主要包括三大部分：数字控制部分、D/A变换器及可调稳压电源。数字控制部分用+、-按键控制一可逆二进制计数器，二进制计数器的输出输入到D/A变换器，经D/A变换器转换成相应的电压，此电压经过放大到合适的电压值后，去控制稳压电源的输出，使稳压电源的输出电压以1V的步进值增或减。 图1简易数控直流稳压电源框图 三、电路设计 1．整流、滤波电路设计 首先确定整流电路结构为桥式电路；滤波选用电容滤波。电路如图2所示。
图2 整流滤波电路 电路的输出电压U I 应满足下式：U ≥U omax +（U I -U O ）min+△U I 式中，U omax 为稳压电源输出最大值；（U I -U O ）min 为集成稳压器输入输出最小电压差；U RIP 为滤波器输出电压的纹波电压值（一般取U O 、（U I -U O ）min 之和的确良10%）；△U I 为电网波动引起的输入电压的变化（一般取U O 、（U I -U O ）min 、U RIP 之和的10%）。 对于集成三端稳压器，当（U I -U O ）min=2~10V 时，具有较好的稳压特性。故滤波器输出电压值：U I ≥15+3++≥22(V),取UI=22V.根据UI 可确定变压器次级电压 U 2。 U 2=U I / ～≈(20V) 在桥式整流电路中，变压器，变压器次级电流与滤波器输出 电流的关系为：Ｉ2=～ 2)I I ≈～2)I O =×=(A).取变压器的效率η＝,则变压器的容量为 P=U 2I 2/η=20×=(W) 选择容量为20W 的变压器。 因为流过桥式电路中每只整流三极管的电流为 I D =1∕2I max =1/2I Omax =1/2×=(A) 每只整流二极管承受的最大反向电压为 )(31%)101(202max 2V U U RM ≈+??== 选用三极管IN4001，其参数为：I D =1A ，U RM =100V 。可见能满足要求。 一般滤波电容的设计原则是，取其放电时间常数R L C 是其充电周期的确2～5倍。对于桥式整流电路，滤波电容C 的充电周期等于交流周期的一半，即 R L C ≥（2～5）T/2=2～5/2f, 由于ω＝2πf,故ωR L C ≥(2～5)π,取ωR L C ＝3π则 C=3π/ωR L 其中R L =U I /I I ，所以滤波电容容量为C ＝3πI I /2πfU I ＝(3π×/ 2π×50×22＝×103 (μF) 取C=1000μF 。电容耐压值应考虑电网电压最高、负载电流最小时的情况。 U Cmax =×2U 2max =×2×20≈(V) 综合考虑波电容可选择C=1000μF ，50V 的电解电容。另外为了滤除高频干扰和改善电源的动态特性，一般在滤波电容两端并联一个～μF 的高频瓷片电容。 2．可调稳压电路设计 为了满足稳压电源最大输出电流500mA 的要求，可调稳压电路选用三端集成稳压器CW7805，该稳压器的最大输出电流可达 1.5A ，稳压系数、输出电阻、纹波大小等性能指标均能满足设计要求。要使稳压电源能在5～15V 之间调节，可采用图3所示电路。
1串联型直流稳压电源 为克服稳压管稳压电路输出电流较小，输出电压不可调的缺点，引入串联型稳压电路。串联型稳压电路以稳压管稳压电路为基础，利用由晶体管电流放大作用增大负载电流，并在电路中引入深度电压负反馈，使输出电压稳定,通过改变网络参数使输出电压可调。直流稳压电源主要由四部分组成：变压部分、整流部分、滤波部分、稳压部分。除变压器部分外，其它部分都有多种形式。其中串联反馈型直流稳压电源是比较典型的一种。 1.1整体电路框图 串联型直流稳压电源的整体电路框架图如图1.1所示。 1.2 2差较大，因而需要通过电源变压器降压。变压器的副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压。为了减小电压的脉动，需要通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑。再经过稳压电路使输出的直流 电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化的影响，从而获得很高的稳定性。 2.1 实用的串联想稳压电路至少包含调整管、基准点压电路、采样电路和比较放大电路等四个部分。此外，为使电路安全工作，还在电路中加保护电路，所以串联想稳压电路的方框图如图2.1 串联型直流稳压电源的整流电路采用桥式整流电路，电路如图2.3所示。 图2.4 输出波形 截止；U 2的负半周内，D 2、D 3D 1、D 4 截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻R L ，且方向是一致的。电路的输出波形如图2.4所示。 在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，即I f =I o1/22(U 2是变压副
边电压有效值) [1]。
2.4滤波电路 整流电路的输出电压虽然是单一方向的，但含较大的交流成分，不能适应多数电子设备的需要。因此，整流后还需要滤波电路将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。 滤波电路分为：电容滤波电路和电感滤波电路。本设计采用电容滤波电路。 电容滤波电路利用电容的充电放电作用，使输出电压平滑。其电路如图2.5所示。 2.54直流稳压电源电路图 直流稳压电源电路如图2.9所示。 2.6.3 差分比例运算电路 电路中有两个输入，且参数对称，如图2.12所示，则： 差分比例电路能实现对输入差模信号的比例运算。