稳压电路

稳压电路（共12篇）

稳压电路 篇1

典型的串联调整稳压电路的分析

图8-10所示是典型的串联调整稳压电路。电路中，VT1是调整管，它构成电压调整电路；VD1是稳压二极管，MAX3815CCM+TD它构成基准电压电路；VT2是比较放大管，它构成电压比较放大器电路；RP1和R3、R4构成取样电路。

1．直流电路分析

从整流和滤波电路输出的直流电压+V加到调整管VT1集电极，同时经电阻Rl加到VT1基极和VT2集电极。

VT1发射极输出的直流电压通过R2加到VD1上，使VD1处于导通状态，R2是稳压二极管VD1的限流保护电阻。

R3、RP1、R4构成分压电路，RP1动片输出电压为VT2基极提供正向偏置电压的同时，稳压电路直流输出电压“的大小波动变化量也通过R3、RP1、R4取样电路，由RP1动片加到VT2基极。

2．稳压原理分析

由上述电路分析可知，当稳压电路直流输出电压增大时，通过电路的一系列调整，使稳压电路的直流输出电压Uo下降，达到稳定直流输出电压的目的。

同理，由于某种因素使稳压电路的直流输出电压醮下降时，VT2基极电压下降，VT2集电 极电压在升高，VT1基极电压升高，使VT1发射极电压降升高，使稳压电路的直流输出电压瓯 升高，从而达到稳定输出电压Uo的目的。

3．直流榆出电压调整电路分析

串联调整稳压电路输出的直流工作电压Uo的大小是可以进行连续微调的，即可以在一定范围内对直流输出电压的大小进行调整。

关于串联调整稳压电路直流输出电压调整电路的工作原理主要说明如下。

电路中，电容Cl、C2和C3是滤波电容，其中电容C2与调整管VT1构成了电子滤波器电路。

4．电路分析小结

关于串联调整稳压电路分析小结如下。

稳压电路 篇2

关键词：直流稳压电路,滤波电路,电容滤波,电感滤波

电子设备的出现为现代生活带来了极大的便利,人们在生活中处处离不开它的存在,电子设备的使用需要有能源供应,这就要求有一个稳定的电路来提供。现代社会中的各种电子设备都需要在电源电路提供稳定能源的情况下工作。当然因为电子设备的不同所设计的电源电路也存在着不同的样式与复杂程度。比如说超级计算机就有一套复杂的电源电路系统,通过这个电源电路的能源供应,超级计算机的各种功能才能持续稳定的工作;便携式计算机的电源电路则相对简单,只需要一个电池电路即可解决。由此可以看出电子设备工作的基础就是电源电路的设计制作,电源电路不符合要求电子设备就不能正常工作。持续稳定、满足负载需求是电源电路最基本的要求,直流稳压电路作为电源电路中最基本的电路在电源技术中占有十分重要的地位。

直流稳压电路可以有多种实现形式,一般是由交流电源、变压器、整流、滤波和稳压电路几部分组成。其中,滤波电路能够最大限度的减少直流电压中交流成分的脉动过程,使得输出电压纹波更小,电压更稳定。

1 滤波电路的概念及分类

滤波电路就是利用电抗性元件的特性,对交流、直流阻抗的不同将直流输出电压中的交流脉动成分过滤掉后得到稳定的直流电压。电容滤波和电感滤波是最常用的滤波电路。

电容滤波电路是指在负载电阻上并联一个滤波电容C的电路。电容器C具有对直流开路,对交流阻抗小的特性,且电压不能突变,所以只能并联在电路中。直流电流从负载流过,交流电流则从电容流过,从而达到滤波的目的。由于电容的储能作用,使得输出波形比较平滑。电容放电的时间τ=RLC越大,放电过程越慢,输出电压中脉动成分越少,滤波效果越好,输出的电压也更加平稳。

电感滤波电路是利用电感器L的特性阻止脉动的交流而通过稳定的直流来进行滤波,在电路中将电感L和负载R串联在一起即可。实质是电感L具有对直流阻抗小,对交流阻抗大的特性,所以要与负载串联使用。通过滤波电路后,电路中的直流分量被保留下来,交流分量被过滤掉,这样就改变了交直流成分在电路中的存在比例,降低了电路输出的纹波系数,得到了稳定的直流电压。从能量的观点来看,电感器L是一种储能元件,当电路中的电流增大时就把这部分增大的能量储存起来,待电流减小时再将其释放出来,这样使得负载得到一个平滑稳定的电流。但是电感滤波电路也有它的缺点,由于其存在铁心,因此就显得体积较大,同时容易引起电磁干扰,所以一般只应用于低电压、大电流的环境。

2 带电容滤波的直流稳压电路

2.1 电容滤波的工作原理

带电容滤波的直流稳压电路如图1所示。工作原理如下:当在U2的正半周时,导通D1和D3二极管,电路中二极管的正向压降忽略,这时Uo=U2,输出电压Uo一方面给电容C充电,另一方面施加在负载R上,当U2达到峰值后,开始下降,当U2小于电容电压时,二极管D1和D3截止;随后,电容C以指数规律经R放电,电容上的电压下降;当在U2的负半周时,导通D2和D3二极管,电路中二极管的正向压降忽略,此时Uo=U2,这个电压一方面给电容C充电,另一方面施加在负载R上,当U2达到峰值后,开始下降,当U2小于电容电压时,二极管D2和D4截止;随后,电容C以指数规律经R放电,电容C上的电压下降。经过电容的不断充放电,输出电压的脉动就得到降低,电压平均值也有所提高。

2.2 滤波电容的选取

滤波电容选取直接关系着直流稳压电路输出波形的优劣,如果滤波电容选取合适,则输出电压的脉动程度就会大大减小,反之,则输出电压无法达到电路要求。

根据经验,滤波电容的选取一般遵循以下原则。当电容值在10p F左右,能够用来消除高频的干扰信号,当电容值在0.1u F左右,能够有效消除低频的纹波干扰,同时对于还具有很好的稳压效果;当然,在选取滤波电容时还取决于所涉及PCB上的主要工作频率和可能对系统造成影响的谐波频率,当PCB的主工作频率较低时,可以设置两个电容,其中,一个用来滤除纹波,另一个用来滤除高频信号。如果电路中有比较大的瞬时电流流通时,一般会多加一个电容值比较大的钽电容。

2.3 利用电容滤波存在的问题

(1)一般来说,滤波电容都是电解电容,电容值都比较大,在使用过程中,需要特别注意电容的正负极性连接问题,保证正极性接在电位较高的点,负极性接在电位较低的点,假若极性接错,容易导致电容击穿或爆裂。

(2)初始时刻,电容两端所加电压为0,通电后,经过整流二极管,达到电源给电容充电的效果。在电源接通的时刻,二极管中流过的电流一般能够达到额定工作电流的5-7倍,称之为短路电流,所以在选择二极管时,应考虑一个较大的裕量。

3 带电感滤波的直流稳压电路

带电感滤波的直流稳压电路如图2所示。工作原理如下:当U2处于正半波时,D1和D3上所加为正向电压,处于导通状态,此时二极管阻值几乎为0,可以忽略二极管正向压降,则有Uo=0.9U2,该电源一部分给电感L充电,另一部分施加于负载R两端,当U2达到峰值后,开始下降,当U2小于电感电压时,二极管D1和D3截止;随后,电感L经R放电,电感上的电压逐渐减小;当在U2处于负半波时,D2和D4上所加为正向电压,处于导通状态,此时这两个二极管的阻值非常小,所以能够忽略二极管正向压降,此时电源电压一部分送给电感L充电,另一部分加在负载R两端,直到U2到达峰值,随后开始下降,当U2小于电感电压时,二极管D2和D4截止;随后,电感经负载R放电,电感两端的电压逐渐下降。正是因为电感这种不断的充放电过程,才使输出电压波动性大大降低,获得波形十分平缓的输出波。

由于电感的直流电阻小,交流阻抗比较大,所以当电流中的直流分量流过电感线圈时,能量损失特别小,但是,对于电流中的交流分量则刚好相反,其中较大的那部分都是降落在电感上,所以能够有效降低输出电压中波动的部分。电感的值越大,那么滤波的效果也就越好,因而电感适用于负载电流变化较大的电路。此外,将电感滤波应用于滤波电路中,能够有效的延长整流管导通角,避免了冲击电流过大的问题。

4 结束语

通过上述对电容滤波电路、电感滤波电路进行的分析,能够了解,在电子电气设备的直流电源整流滤波电路中,对于滤波电容C来说,它的选定具有一定的依据性,一般情况下根据直流输出电压,负载R的大小以及对纹波电压的要求来进行设计选取;对于滤波电感L来说,电感主要是通过限制电流变化,从而稳定输出电压。在选取滤波电路过程中,负载电流及冲击较大的电路中选用电感滤波,电感越大,滤波效果越好。

参考文献

[1]励小峰.一种新的整流滤波电路[J].电子技术与软件工程,2015(13):132.

[2]李文静.桥式整流电容滤波电路输出电压的波形分析[J].电子测试,2013(06):46-47.

[3]董振旗,赵巍辉,刘耀辉,刘鹏.整流滤波电容的设计与选用方法研究[J].电子设计工程,2012(14):56-58.

[4]左全生.电感滤波电路的研究[J].常州工学院学报,2011(06):34-35+75.

探讨开关型稳压电源的电路设计 篇3

【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<0.1欧；（5）输出最大纹波电压<10mv。

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）.

作者简介：

《直流稳压电源》教案 篇4

教学重点

1．掌握直流稳压电源的组成及各部分作用。2．识读各种三端集成稳压器型号和引脚排列。

3．理解三端集成稳压器电路稳压原理及主要元器件作用。4．会搭建、检测集成稳压器电路。教学难点

1．各种稳压电路稳压原理。

2．识读三端集成稳压器的典型应用电路。

一、直流稳压电源的组成

1．整流——将交流电转换成直流电

2．滤波——减小交流分量使输出电压平滑 3．稳压——稳定直流电压

二、串联型直流稳压电路

（一）稳压电源的技术指标

1、稳压系数

2、输出电阻ro

3、温度系数ST

4、纹波电压Uoγ及纹波系数SV

（二）电路组成

1、取样电路

2、比较电路

3、调整管

4、基准电压

（三）串联型直流稳压电路

1、原理电路图:

2、稳压工作原理

设Ui↑（或RL↑）→Uo↑→VB2↑→UBE2（=VB2－UZ）↑→IB2↑→ IC2↑

Uo（=Ui－UCE1）↓←UCE1↑←IC1↓←IB1↓←UBE1↓←VB1↓←UCE2↓←

（四）三端固定式集成稳压器 三端式稳压器只有三个引出端子，具有应用时外接元件少、使用方便、性能稳定、价格低廉等优点，因而得到广泛应用。三端式稳压器有两种，一种输出电压是固定的，称为固定输出三端稳压器；另一种输出电压是可调的，称为可调输出三端稳压器。它们的基本组成及工作原理都相同，均采用串联型稳压电路。

1、外型及管脚排列:

三端固定输出集成稳压器通用产品有CW7800系列(正电源)和CW7900系列(负电源)。

2、基本应用电路

CW78XX集成稳压器的基本应用电路

3、输出正,负电压电路

采用CW7815和CW7915三端稳压器各一块组成具有同时输出+15V～-15V电压的稳压电路。

（五）三端输出可调式集成稳压器

1、三端输出可调式集成稳压器系列

2、三端可调输出集成稳压器的应用电路

小结：

1、串联直流稳压电路的组成框图及各组成部分的作用。

2、串联形稳压电路的稳压原理分析。

3、三端集成稳压电源的管脚排列方式。

稳压电源课程设计心得体会 篇5

课程设计是培养学生综合运用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。通过两个星期的课程设计，我对电子工艺的理论有了更深的了解。其中包括稳压电源的工作原理、焊接普通元件与电路元件的技巧等等。这些知识不仅在课堂上有效，在日常生活中更是有着现实意义，也对自己的动手能力是个很大的锻炼。在实习中，我锻炼了自己动手能力，提高了自己解决问题的能力。通过本次实践也培养了我理论联系实际的能力，提高了我分析问题和解决问题的能力，增强了独立工作的能力。在这次设计中，我也遇到了不少的问题，幸运的是，最终一一解决了遇到的问题。在我们遇到不懂的问题时，利用网上和图书馆的资源，搜索查找得到需要的信息及和队友之间相互讨论显得尤其重要了，我明白了团队合作的重要性。设计过程，好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，但毕竟这是第一次做，难免会遇到各种各样的问题。在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。我们通过查阅大量有关资料,并在小组中互相讨论，交流经验和自学。若遇到实在搞不明白的问题就会及时请教老师，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处，虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。这也激发了我今后努力学习的兴趣，我想这将对我以后的学习产生积极的影响。这次的制作也让我们感受到，我们在电子方面学到的只是很小的一部分知识，我们需要更多的时间来自主学习相关知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在此感谢学校给我们这个难得的机会还有邵小强老师杨良煜老师，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。与队友的合作更是一件快乐的事情,只有彼此都付出,彼此都努力维护才能将作品做的更加完美。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。

稳压电路 篇6

如何在复杂严峻的形势中打造更多“就业稳压器”，如何在简单追求“就业数量”的同时更关注“就业质量”与“就业满意度”，如何将高校毕业生就业压力增大变成毕业生理性择业、提升创业创新能力、高校下大力气提升教育质量的动力，在压力中寻求突破之道，还需政府、社会、高校、毕业生等共同发力。

整体就业好于预期，外部环境相对积极

今年2月，国新办曾就就业和社会保障有关情况举行发布会，当时人力资源社会保障部部长尹蔚民的话还言犹在耳。就业形势比较复杂、非常艰巨。第一，化解过剩产能会造成一部分职工下岗;第二，经济下行压力比较大，有一部分企业生产经营困难，会造成企业用工不足;第三，以高校毕业生为主的青年就业群体的数量还在持续增加，这将对就业产生很大的压力。此外，中职毕业生和初高中毕业以后不再继续升学的学生大约也是这个数量。青年的就业群体加在一起大约有1500万。

如今，9个月过去了，在正视压力的同时，也出现了更为积极的因素：经济增长趋稳。三季度GDP同比增长6.7%，与上半年持平。其中工业的趋稳态势更加明显，前三季度全国规模以上工业增加值按可比价格计算同比增长6.0%，与上半年持平，而且进入三季度以后，工业用电量、发电量、货运量指标都明显好转，工业呈现出明显的企稳态势。

同时，整体就业好于预期。前三季度城镇新增就业1067万人，提前一个季度完成全年预期目标。9月份31个大城市的城镇调查失业率低于5%，这是自6月份以来首次低于5%。

稳的基础有所加强，前三季度稳中提质的国民经济运行，无疑为20的大学生就业提供了一个相对积极的外部环境。但同时也必须看到，近年来逐年增长的考研人数、从海外学成归来的海归人数，以及高校学科设置与就业状况的结构性错位，大学生面对就业自身定位失衡、大学生创业在就业中占比不高，创业成功率仍不尽如人意等因素，依然共同促成了当前就业的严峻局面。

发挥中小微企业“就业容纳器”作用

面对复杂形势，顶层设计至关重要。11月30日，在“届全国普通高校毕业生就业创业工作网络视频会议”上，陈宝生提出了5条倡导，多数都关乎顶层设计。

第一，引导和鼓励高校毕业生到基层工作。第二，要发挥中小微企业“就业容纳器”作用，继续引导高校毕业生到城乡社区从事教育文化、卫生健康、医疗养老等工作，组织实施好“农村教师特岗计划”“大学生村官”“三支一扶”“西部计划”等中央基层就业项目。第三，向重点领域输送高校毕业生。围绕“一带一路”“长江经济带”“京津冀协同发展”等重大发展战略，向国家重点行业、重点地区、重大工程、重大项目输送毕业生。第四，推进大学生自主创业。完善细化创新创业学分积累与转换、弹性学制管理、保留学籍休学创业等政策。第五，要优化高等教育结构，加强应用型本科高校建设，大力发展现代职业教育，加快教育教学改革，促进高等教育更好地服务于国家战略和经济社会发展。

细细想来，发挥中小微企业“就业容纳器”作用，将着力点放在重点领域、重点行业，推进大学生自主创业，这都是从根本上破解就业压力的路径。更重要的是，对于高校来说，一定要深化人才培养改革，让人才培养更精准、更接地气。

对困难群体毕业生实行“一生一策”动态帮扶

如果说，早些年，骤然增加的高校毕业生人数让毕业大学生以及其家庭、社会与行业产业都有些措手不及，近些年来，逐年持续增加的高校毕业生人数，也倒逼出一种新的可能，毕业生就业观日趋理性，更为科学与多元化的就业心态出现。

同时，高校也不再简单地关注“就业率”，只是追求一个好看的就业数字，而是从更深层次考虑，将就业与育人相结合，帮助毕业生提升综合素质与职业能力，明确自己的个性特长，精准推送就业服务，从而提升“就业满意度”与个性化的就业匹配度。

稳压电路 篇7

1 Multisim简介

Multisim源于加拿大后期被美国NI公司 (美国国家仪器公司) 收购, 其具有数千种电路元器件供实验选用, 虚拟测试仪器仪表种类齐全, 可以设计、测试和演示各种电子电路。实现计算机仿真设计与虚拟实验, 与传统的电子电路设计与试验方法比较, 具有设计与实验可以同步进行, 可以边设计边实验, 修改调试方便;实验中不消耗实际元器件, 实验成本低, 实验速度快, 效率高, 设计和实验成功的电路可以直接在产品中使用等特点。其解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一老大难问题, 并很好的将设计环节展现在教学中。

2 串联直流稳压电源电路整体设计分析

串联型稳压电路以稳压管稳压电路为基础, 利用晶体管的电路放大作用, 增加负载电流;在电路中引入电压负反馈使输出电压稳定;并且通过改变的反馈网络参数使输出电压可调。本文以具有放大环节串联型稳压电路为例进行分析, 如图1所示。

2.1 稳压设计原理

当由于某种原因 (如电网电压波动或负载电阻的变化等) 使输出电压U0升高 (降低) 时, 取样电路将这一变化趋势送到集成运放的反向输入端, 并与同相输入端电位UZ进行比较放大;集成运放的输出电压, 即调整管的基极电位降低 (升高) ;因为电路采用的射极输出形式, 所以输出电压UO必然降低 (升高) , 从而使UO得到稳定。

2.2 输出电压的可调范围

在理想运放条件下, 净输入电压为零, 即UN=UP=UZ, 则电位器滑到最上端时, 输出图2桥式整流电路电压最小, 为:

2.3 调整管的选择

根据电路中元件选择, 变压器二次侧电压有效值39.239 V, 桥式整流及电容滤波电路得到UI=2.1U2=2.1×39.239=47VV。调整管一般为大功率管, 因而选用原则与功率放大电路中的功放管相同, 主要考虑其极限参数

3 串联直流稳压电源电路模块设计分析

串联直流稳压电源电路如图1所示, 电路主要由整流滤波模块, 同相比例运算电路模块, 电压串联负反馈电路模块, 射极输出器模块组成。

3.1 桥式整流电容滤波电路

桥式整流电路工作原理如图2所示, 设变压器二次侧电压为, 当u2为正半周时, 电流由2点流出经1点到R1, 再经4点到达3点, 负载R1上的电压uo=u2;当u2为负半周时, 电流由3点流出经1点到R1, 再经4点到达2点, 负载R1的电压uo=-u2。输出电压的平均值为UO≈09.U2。

桥式整流电容滤波电路工作原理如图3所示, 当二次侧电压u2处于正半周并且数值大于电容两端电压uC时, 电流一路经负载R1, 另一路对电容C充电, 理想情况下uC=u2, 当2u上升到峰值后开始下降, 电容通过负载R1放电, 其电压uC开始下降, 趋势与u2基本相同, 但由于电容按指数规律放电, 所以当2u下降到一定数值后, uC的下降速度小于2u, 使得Cu大于2u, 从而导致二极管截止, 电容C继续通过R1放电, Cu按指数规律缓慢下降。, 当u2的负半周与以上原理相同。由图3中波形图可以看出, 经滤波后的输出电压不仅变得平滑, 而且平均值也得到提高。为了获得较好的滤波效果, 在实际电路中, 应选择滤波电容的容量满足RLC=3 (~) 5T/2的条件, 此时电容的耐压值应大于

3.2 同相比例运算电路

同相比例运算电路工作原理如图4所示, 左图中根据理想集成运放工作在线性区时, 满足“虚短”和“虚断”的概念,

右图中, 由基本原理可推到出

3.3 电压串联负反馈电路

同相比例运算电路和电压串联负反馈电路是一体, 但此电路承担两种功能, 工作原理如图4所示, 左图中由于R1是输入端与输出端的连接元件, 所以R1是反馈网络。其是从输出电压取样, 通过反馈网络得到反馈电压, 然后与输入电压相比较, 求得差值作为净输入电压进行放大, 故此反馈类型是电压串联负反馈。图6输出电压最大值与最小值由可得此反馈类型Ou仅仅决定于uI, 而与负载电阻无关, 因此, 可以将电路的输出看成为电压uI控制的电压源Ou, 且输出电阻为零。右图中电阻R2+R3′是反馈电阻并且类型是电压串联负反馈, 由:

可得Ou是uz控制的电压源, 稳定输出电压。

3.4 射极输出器电路

共集电极放大电路工作原理如图5所示, 共集电极放大电路是从发射极输出的, 所以简称射极输出器, 此电路的电压放大倍数

因此, uA小于1但近似等于1, 即|Uo|略小于|Ui|, 电路没有电压放大作用, 此外, Uo跟随Ui变化, 故电路又称为射极跟随器。

3.5 采样-电压比较-稳压-放大电路

采样-电压比较-稳压-放大模块也就是以上同相比例运算电路构成的电压串联负反馈电路、射极输出器电路综合体模块。主要采用集成运放构成了深度电压负反馈, 输出电阻趋近于零, 因而输出电压相当稳定。输出电压如图6所示, 输出电压通过三极管构成的射极输出器将其稳定, 其稳压电源可通过电阻R3调节其输出电压范围, 最大约为30 V, 最小1 0 V。

4 结语

由上述仿真结果可知, 先是具有放大环节的可调稳压电源电路整体设计思路作以分析, 然后对电路的每一模块进行详细的分析, 电路的元器件其取值都将影响稳压电源性能, 从变压、整流、滤波、电压比较、稳压到最终输出电压的可调, 体现了电路整个设计思想和工作原理, 结论与理论相一致。

现如今各高职院校在教学中, 仿真软件应用有两种形式:Multisim以一门单独EDA即电子自动化设计课程展开教学;《电子技术》课程在实验部分有所应用, (教材中以独立实验的特点编写, 但真正很少实现) 。问题所在:软件和实体没有有效的结合起来, 理论中电路原理教学没有应用到仿真软件, 不能快速有效提高学生理解能力;Multisim实验教学形同虚设, 在理论教学和实验教学中由于软件的配备、时间的分配等问题的存在不能够实现仿真教学;《电子产品组装与调试》作为一门基于工学结合的课程, 现还是试探和完善阶段, Multisim的应用还是个空白。

如果在教学中采用Multisim软件, 如以上串联直流稳压电源电路的分析过程, 可以解决以上的问题。仿真软件Multisim的引入, 能够快捷方便的搭建电路, 预测电路的结果;大大缩减理论知识的教学时间, 较短的时间将理论融会贯通, 提高学生对电路工作原理的认识与理解的能力;使整个教学环节有一个完整的工作过程, 即设计—焊接—组装—调试的过程, 更加完善工了学结合课程模式;为电路的改造和设计奠定基础, 为学生将来的可持续发展奠定基础。

摘要：本文采用Multisim软件对串联直流稳压电源电路进行分析, 仿真软件的引入, 能够快捷方便的搭建电路, 预测电路的结果;大大缩减理论知识的教学时间, 较短的时间将理论融会贯通, 提高学生对电路工作原理的认识与理解的能力;使整各教学环节有一个完整的工作过程, 即设计—焊接—组装—调试的过程, 更加完善工了学结合课程模式, 为电路的改造和设计奠定基础, 为学生将来的可持续发展奠定基础。

关键词：Multisim,直流稳压电源

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, 2006.

[2]张新喜, 许军.Multisim 10电路仿真及应用[M].北京:机械工业出版社, 2010.

[3]戴树春.电子产品装配与调试[M].北京:机械工业出版社, 2012.

[4]刘晓书, 王毅.电子产品装配与调试[M].北京:科学出版社, 2011.

[5]罗国强, 罗伟.实用模拟电子技术项目教程[M].北京:科学出版社, 2009.

[6]朱向阳, 罗国强.实用数字电子技术项目教程[M].北京:科学出版社, 2009.

[7]王国玉, 李中显.电子产品设计与制作[M].北京:科学出版社, 2010.

[8]朱晶波.MultiSim在电工与电子技术实验教学中的应用[J].数字技术与应用, 2010 (2) .

浅析建筑消防给水稳压系统 篇8

摘要：在科学技术发展的同时，各种新型设备应运而生，设计者也开始研究不同的设备运行方案，努力结合工程的实际情况，尽可能地设计出能够满足工程需要的设备产品。本文阐述了建筑消防给水系统的几种稳压方式，并且对稳压系统的控制形式进行合理的分析，对增压稳压设施在实际应用中的问题进行总结，确保工程技术人员对增压稳压设施有一个全面的认识，将增压稳压设施的作用充分发挥出来。

关键词：建筑施工；稳压系统；增压；消防给水

水消防系统的稳压方式可以分为以下几种方式：稳压泵直接稳压、稳压泵与气压水罐配合这两种稳压方式。其中，稳压泵直接稳压又分成稳压泵配合高位水箱稳压、稳压泵配合地下消防水池直接稳压这两种方式。其中稳压泵与气压水罐组合系统可以分成高位水箱配合气压给水装置稳压、气压给水装置来取代高位水箱稳压这两种方式。

1、消防稳压罐的工作原理

消防气压罐的消防水总容积可以分为以下三个部分：消防贮水容积、缓冲水容积以及稳压水容积这三个部分。稳压泵为系统提供平时所需要的压力，当压力升高的时候，达到稳压水容积的高水位，稳压泵就停止运行；当压力降低的时候，达到稳压水容积的地水位，稳压泵自动开始运行，不断提升稳压水容积，一直提升到最高水位。当发生火灾的时候，开始投入使用消火栓，降低系统压力，一直降至到水容积的最低水位，此时稳压泵停止工作，并且自动开启了消防泵来进行灭火。

2、稳压泵配合高位水箱稳压方式

当系统在工作的时候，稳压泵通过借助高位水箱来获取水，在升压之后输入到系统中，然后进行灭火。当稳压泵停止运行或者要进行检修的时候，借助高位水箱向系统供水稳压，因此稳压泵配合高位水箱稳压方式可以用在火灾危险性较小以及系统规模较小的给水系统中。

3、稳压泵配合地下水池直接稳压的方式

稳压泵要与主泵配合起来，从水池中获得水然后再输向系统，保证系统的压力，因此被称为“稳高压”系统，这一系统是一种没有设置高位消防水箱的系统。“稳高压”消防给水系统中的稳压泵要按照一定的运行状态来进行，保持管网的压力。当火灾发生的时候，该消防给水系统可以正常运行一段时间，等到主消防泵启动的时候此时消防给水系统自动停止，在这个时候要按照主泵以及备泵设置稳压泵。因为稳压泵要想保持着一定的运行状态，就会浪费一定的能源，并且稳压泵一直处于工作状态中，因此稳压泵对自身的使用寿命以及性能有较高的要求，所以在实际工程中稳压泵配合地下水池直接稳压方式已经不再使用。

4、高位水箱配合气压给水装置稳压的方式

高位水箱配合其他给水装置稳压方式中的气压罐都是按照“小罐”的容量要求来进行设置的，气压水罐的有效容积对于消火栓系统来说此时为300升，然而对于自动喷水系统来说此时为150升，如果将消火栓系统和自动喷水系统充分结合起来，此时就成了450升。这一类气压给水装置在稳压泵出现故障的时候，仍然可以在30秒之内促使系统的正常运行。当系统工作压力降至主消防泵设定压力的时候，此时稳压泵故障不会对系统供水安全产生较大的影响。尽管是在较为极端的情况下，高位水箱仍然担负着系统供水的具体任务，此时系统最不利位置的水压会受到严重的影响。高位水箱配合气压给水装置稳压方式的工作流程可以概括为：稳压泵可以为气压水罐提供压力，当气压水罐压力达到具体设定的要求之后，此时稳压泵停止工作，在平时稳压泵可以提供气压水罐的压力，最终满足系统的水压水量的具体要求。如果系统压力下降到所设定的程度之后，此时稳压泵开始工作，然后补足系统压力再停止工作。按照这种方式会使得系统一直处于工作状态下。如果系统压力一直下降，此时就可以判断为火灾，稳压泵会持续给消防管网供水，与此同时对消防泵房的消防主泵进行启动，并且给系统供水，及时扑救火灾。通过这种方式促使稳压泵没有一直处于工作状态下，因此支出的电费也是比较少的。高位水箱配合气压给水装置稳压方式是现代设计中最为常用的一种稳压方式。

5、气压给水装置取代高位水箱稳压的方式

气压给水装置取代高位水箱稳压方式中的气压罐是按照“大罐”容量的要求来进行设置的，消火栓给水系统的气压给水设备应该储存消防用水量；然而对于自动喷水灭火系统的气压给水设备应该储存一定的水量，在自喷系统中，要按照一定的条件来进行配合。这一种稳压方式的稳压泵按照主用泵以及备用泵来进行设置，这样做的目的就是在适应状态之下避免稳压泵出现故障，并且也可以将备用泵投入使用。

6、建筑消防给水稳压系统设计过程中需要注意的问题

在实际工程中，有一部分设计没有设置高位水箱，仅仅设置了气压罐以及稳压泵，从而可以促使消火栓系统以及自动喷水系统正常运行，并且气压罐容积为450升，这些容量可以满足30秒的消防用水量。其中的原因有：如果发生了火灾，此时开启灭火设备，不断降低气压罐的压力，消防水泵可以启动运行，另外借助消防水池来获取水，此时消防给水设施可以正常运行。在《喷规》中明確规定没有设置高位水箱的建筑，但是却可以设置气压罐来作为供水设备。在《建规》中也曾规定在设置临时高压给水系统的建筑物应该设置消防水箱，但是这些规范中对容量提出了明确的要求，那就是应该满足10分钟的消防用水量。上文中所提到的“小罐”无法满足要求，所以不能够使用“小罐”来代替高位消防水箱。

在自动喷水系统中，通过稳压泵加压之后水流经过报警阀，此时不能够将稳压泵与报警阀后管道连接起来。有一部分工程连接起来，如果发生了火灾，喷头会发生爆破使水喷出来。随着管网压力的不断下降，此时稳压泵可以正常工作，消防水箱之内的水为管网提供水。然而由于水流没有通过报警阀，压力开发以及水力警铃不能发挥自身的报警作用，并且也不能完成喷水这一项工作。当用完消防水箱的水之后，系统没有水可以继续利用，这就影响火灾的扑救速度。

将气压给水装置与高位水箱增压结合起来使用的目的就是解决建筑消防过程中遇到的问题。当高位水箱不能够满足消防给水系统问题时，此时就要增设高位水箱出水管的容量，通过气压水罐来配合高位水箱增压，确保该系统的正常运行。这一系统要求气压给水装置可以正常启动，并且也可以给系统单独供水。在《自动喷水灭火系统设计规范》过程中没有对这种方式进行禁止，有一些设计者认为这一规范对增压形式没有进行确定，不利于系统的正常运行。

7、结束语

本文对建筑消防给水系统中的经常用到的稳压措施进行了阐述，并且结合实际情况制定了高压消防给水系统的配置方案。近几年来，随着科学技术的不断发展以及新型设备开始涌现出来，设计者开始从不同的角度来设置不同的方案，并且要充分结合工程的实际情况，做出满足工程实际情况的设计，不断完善建筑物的功能。

参考文献：

[1]万怀宇.建筑消防给水系统设计施工中需要注意的问题[J].今日科苑.2010（02）

[2]梁华文.建筑消防给水稳压系统的类型及常见设计问题[J].城市建筑.2013（10）

串联电路和并联电路教学案例 篇9

【教学目标】

1.知识与技能

（1）理解串联电路和并联电路的基本特点。（2）会根据电路画出串、并联电路图。2.过程与方法

会根据电路图模拟连接简单的串联电路和并联电路。3.情感、态度与价值观

培养学生观察与思考相结合的能力，使学生初步形成规范作图的意识及严谨认真的态度。【教学器材】

磁性黑板、投影仪、电池组、小灯泡、开关、导线、投影胶片数张（上面可事先印好电路元件，为画电路连接图备用）。【教学过程】

一、复习旧课

(l)用磁性黑板上如图1的电路，复习上一节电路的知识。(2)利用投影仪、投影胶片，复习电路元件的符号。(3)请同学画图1的电路图。

可采用提问的方式让学生参与，复习电路和电路图的相关知识。

二、引入新课

师：在图1的电路里，我们只用了一个用电器，可是在一个实际电路里，用电器往往不只一个，有时有两个，三个，甚至更多个，那么怎样将它们连入电路呢？

用一个电池组，两个灯泡，一个开关和几根导线组成一个电路。要求合上开关时，两灯都亮；开关断开时，两灯都熄灭。想想看，有几种连接方法？画出电路图（可画在玻璃板上，以便于在投影仪上进行分析和指正）。

学生进行讨论，教师引导学生作图。师：下面是几位同学所画的电路图。

我们来看看他们都是怎样将L1、L2连接起来的呢？

师：图甲是先接L1；再接L2，如果这个电路里有三盏灯，灯L3应怎样连入电路？（接在L2的后面）那么这几个用电器在连接上有什么特点？是将它们逐个顺次地连接起来，就像串糖葫芦一样。

教师引导学生分析图甲的连接方式，得出结论。师：图乙的连接方法与图甲有什么不同？ 生：开关S的位置不同。

师：那么这两个灯还是逐个顺次连接吗？ 生：是。师：开关的位置对电路有无影响？我们一会再来讨论。再来看看图丙的连接方法与图甲、图乙是否相同？图丙是把两个灯并列连接在电路的两点间。为了讨论问题的方便，我们把这两点分别叫做A和B（图3）。当合上开关S后，电路中的电流从A点分开，到B点汇合。想想看，若有三盏灯，灯L3应接在哪？（AB两点间）

引导学生观察思考，讨论得出所要的结论。

三、进入新课

教师由上面分析引入串联和并联的定义。板书：

一、定义

1.串联电路：把电路元件逐个顺次连接起来。2.并联电路：把电路元件并列连接起来。

展示如图4电路元件（事先复印在投影胶片）。

师：请同学们用笔迹代替导线，将L1和L2。组成串联电路，画出它们的连接图，并画出它的电路图。

学生在教师的指导下，连接好正确的实物图，并作出正确的电路图。师：请一位同学在磁性黑板上把图4中的元件连成串联电路。引导学生正确连接电路。

教师演示实验：合上、断开开关S，观察现象。师：你看到了什么现象？

学生观察实验现象，得出结论：两灯同时亮，同时熄灭。教师演示实验：调换开关S的位置，观察两灯的发光情况？

师：开关S的位置对串联电路有无影响？有人说，开关必须接在电源正极和灯之间才起作用，若将开关放在灯和负极之间，即使开关断开，灯也能亮，因为电流已经流到灯泡那里了。这种说法对吗？为什么？

学生进行观察思考，讨论，得出串联电路的特点。教师加以总结。板书：

二、串联电路的特点

电流只有一条路径，通过一个元件的电流同时也通过另一个；电路中只需要一个开关，且开关的位置对电路没有影响。

师：想一想，你日常生活中见到的哪些电路属于串联电路？教室里的灯能用串联的方法吗？

学生进行讨论。

教师找一位学生到磁性黑板上连接L1、L2的并联电路。学生做出正确的连接。教师演示实验：

①闭合、断开开关，观察开关S控制几盏灯？ ②熄灭一盏灯，观察另一盏灯的发光情况。③分析电流有几条路径？ ④利用投影片，在并联电路图上标出电流方向，找到分、合点。在并联电路中，电流没有分支的地方叫干路，分开以后的路径叫支路。观察以上的连接方式中开关S是在干路上还是在支路上？如果想方便地控制使用每一盏灯，应该怎么办？

引导学生观察思考，讨论总结出并联电路的特点。教师总结并联电路的特点，板书：

三、并联电路的特点

①电流有两条（或多条）路径；②各元件可以独立工作；③干路的开关控制整个干路，支路的开关只控制本支路。

师：试分析教室里的灯是怎样连接的？ 学生讨论，并形成一致看法。

四、课堂小结

感情“稳压器”是自我调适的法宝 篇10

学会控制自己的情绪,随时使自己的情绪绕开愤怒、烦恼、忧伤的“暗礁”,驶向愉快舒畅的园地,是感情“稳压”的关键。人生之路,并不都是布满鲜花的大道,而是顺逆相随,鲜花与荆棘相伴,不顺心事、不如意事在所难免。当人们的愿望受到阻碍不能实现时,秘密、隐私被他人揭露时,人事纠纷无法回避时,世态趋凉与待遇不公时,事业受挫与蒙冤受屈时,夫妻生活不和谐时,亲人、家庭突发意外时,都可能让人陷入生气、烦恼、忧伤的旋涡。当你遇到刺激时,请不要激动,学会“冷处理”,平静地度过“冲动高峰”一刹那的“危险期”。面对各种错综复杂的问题,都应从容自如,自我克制,自我解脱,化解疙瘩,梳理情绪。要有“宰相肚里能撑船”的胸襟,有“他人气我我不气”的雅量,有“大人不计小人过”的气度,有“让他三尺又何妨”的风格。努力做到为人讲和气,做事讲正气,烦事不生气,心宽不惹气,遇难不憋气,怨气不怄气,受挫不泄气,刺耳不馁气,对人不小气,胸怀开阔,高洁坦荡,就不会有什么“想不开”的事,一些生活中的烦恼、苦闷、忧虑等萦绕心头的乌云就会被驱散,精神自然会轻松而愉悦。

调谐也是“稳压”的一种手段。所谓调谐就是把情绪调整到最佳状态,以适应环境的变化。首先要调整好人体自身内部,筑起一道抵御外邪侵袭的“闸门”,让自己的心经常处于一种洁净的状态,不要让外界的横流物欲牵着自己的鼻子转。面对大千世界的种种诱惑,要心不跳,眼不红,心静如水。要提高涵养性,坦然面对人生,面对现实,既不为他人的好运而妒火攻心,又不因自己的挫折而心灰意冷;既不为他人的财富而怨愤不平,也不因自己的贫穷而自贱自卑;既不被自己的成功而冲昏头脑,也不因他人的失败而幸灾乐祸。要时时保持一颗平常心,学会在平平淡淡中细品生活的甘泉,不要奢望生活中会出现奇迹,要做到“行也要安然,坐也要安然,名也不贪,利也不贪,粗茶淡饭乐陶然”。有这么一首小诗:“你要是心情愉快,健康就会常在;你要是心境开朗,眼前就是一片明亮;你要是经常知足,就会感到幸福;你要是不计较名利,就会感到一切如意。”这说明人完全可以做自己情绪的主人。其次要调整好人际关系。人与人之间要坦诚相待,光明正大,相互尊重,和睦相处;应少一点私心,少一点计较,少一点嫉妒,多一点爱心,多一点理解,多一点宽容。这样,人际关系才会融洽、和谐。一个人如果对己放纵,对人挑剔,嫉人之贤,妒人之能,讥人之短,笑人之过,处处招嫌结怨,惹是生非,四面树敌,人为地制造人际间的紧张和矛盾,必然是烦恼重重,郁郁寡欢,生活得十分痛苦,遇事又孤立无援,必多病命短。

转移也是“稳压”的一种积极方法。愤怒或忧伤时,头脑中会产生强烈的兴奋灶,此时不妨去做一些平时感兴趣的事,寻找一些“新颖刺激”,让新的兴奋灶冲淡或抵消原有不良情绪,以化“干戈”为“玉帛”。遇到了不顺心、想不通的事,不要窝在心里,要主动找自己要好的朋友或亲近的人在一起聊聊,敞开肺腑,倾吐心声,接受劝解。有时别人一番推心置腹的劝说会深深打动你,使你拨开迷雾见晴天。当烦恼扰心时,也可和亲朋好友一起到大自然中去欣赏那飞瀑流泉、奇峰怪石、绿树修竹、芳草异卉、虫吟鸟鸣……自然的美景会使人顿感心爽神怡,豁达开朗,愁云自消。此外,还要积极扩大兴趣爱好,诸如舞枪弄剑、养花养鸟、习练书画、跳舞唱歌、下棋垂钓等,都在可选之中。充实的业余生活,能带给你融融情趣,消除孤僻郁闷感。

直流稳压电源设计 篇11

许多电路需要稳定的低压电源供电, 我们可以用直流稳压电源为电路提供稳定的电压, 但是由于实验室用的直流稳压电源仪器体积庞大, 不易移动, 而且功耗较高, 不适合对大量电路进行供电, 因此可以用LM78系列和LM79系列稳压芯片为电路提供稳定电压, 这样不仅可以节省成本, 还可以减小功耗。

1 LM78 系列以及 LM79 系 列恒压源电路设计以及原理

在仿真电路图1中, 变压器U1的作用是将220V, 50HZ的交流电转化为电压有效值为18V的交流电。整流桥的作用为将极性变化的交流电转化成极性不变的电流。对于LM78系列, LINE VOLT-AGE接输入电压正 , COMMON接地 , VREG接输出 , 供电电压要高于输出电压至少3V。对于LM79系列, LINE VOLTAGE接输入电压负, COMMON接地, VREG接输出, 供电电压要高于输出电压至少3V, 否则输出电压不稳定。其中, 输入端加电解电容C2, C13可以抑制工频干扰, 所谓工频干扰, 就是市电电压的频率为50Hz, 它会以电磁波的辐射形式, 对电气设备和电子设备造成干扰, 导致设备运行异常, 因此要加电解电容, 将干扰过滤掉。瓷片电容C1, C14可以抑制高频干扰, 所谓高频干扰, 就是当高、中压变电站内开关分、合操作时都会产生高频阻尼振荡波, 变压器在将220V, 50HZ的高压电转换为交流低压电时, 有可能会产生高频阻尼振荡波, 从而影响电路的工作, 因此要加瓷片电容, 另外输出端加电容C3, C4, C15, C16可以抑制电压输出毛刺的干扰 , 所谓毛刺干扰 , 就是输出本应为恒定的电压值, 但是可能会在某个时段出现跳变, 这样会对使用该供电电路的电路造成影响, 因此要加瓷片电容和电解电容。文章以LM7815和LM7915为例, 仿真电路图如图1所示。

LM78系列中所 有芯片的 电路设计 均可以按 照图1中的LM7815设计 , LM79系列中所有芯片的电路设计均可以按照图1中的LM7915设计, 在设计的时候需要注意的是要选择好变压器, 变压器输出的电压要满足芯片的电压需求, 否则会损坏芯片。另外, 在用PCB板制作该电路时, 要在LM78和LM79芯片后端加散热片, 因为这两种芯片在工作时, 会产生大量的热量, 如果散热不及时, 会影响芯片的工作效果。

2 LM78 系列以及 LM79 系 列恒压源电路测量结果

通过仿真, 可以得出LM7815电源电路的输出电压为15.555V, LM7915电源电路的输出电压为-15.611V。从而可以推出LM78系列和LM79系列直流稳压电源电路能够输出稳定的电压。

3 电路的优化

在设计电路的时候, 有的时候可以将多个LM78系列和LM79系列芯片设计在一块供电电路板上, 从而可以让供电电路板同时给多个电路进行同时供电, 在设计的过程中, 输出电压低的LM78芯片和LM79系列可以用输出电压高的LM78电源芯片和LM79芯片供电, 设计的电路图如图2所示, LM7815给LM7812供电, LM7812给LM7805供电, 从而节省变压器和整流桥的使用, 在设计的过程中, 还可以在LM7815的输出端和LM7812的输入端之间加上开关, 在LM7812的输出端和LM7805的输入端之间加上开关, 这样可以有选择的使用供电电路, 从而不仅省电还能减少对芯片的损耗。LM79系列电路的优化设计与LM78系列电路的优化设计理念是一样的。

摘要：由LM78系列和LM79系列三端稳压芯片构成的直流稳压电源可以为电路提供稳定的电压, 从而不仅节省电路制作成本, 而且减少对电路的损坏。

关键词：LM7815,LM7915,整流桥,变压器

参考文献

[1]http://wenku.baidu.com/link?url=D8h146BYBIbiob U9Rs ABxrn PAu H5SOLS0T1B1O788zni RPF9GWH5k_Lz EITC1-b8jh Z8QMGi Udfijo D788Rc YS45e G14ydb Dj6GZ2Uy_6l K

浅谈开关稳压电源 篇12

1 开关电源的发展历程。

40多年来, 开关电源经历了三个重要发展阶段。第一个阶段是功率半导体器件从双极型器件 (BPT、SCR、GT0) 发展为MOS型器件 (功率MOS-FET、IGBT、IGCT等) , 使电力电子系统有可能实现高频化, 并大幅度降低导通损耗, 电路也更为简单。第二个阶段自20世纪80年代开始, 高频化和软开关技术的研究开发, 使功率变换器性能更好、重量更轻、尺寸更小。高频化和软开关技术是过去20年国际电力电子界研究的热点之一。第三个阶段从20世纪90年代中期开始, 集成电力电子系统和集成电力电子模块 (IPEM) 技术开始发展, 它是当今国际电力电子界亟待解决的新问题之一。

2 开关电源技术的亮点

2.1 功率半导体器件性能。

1998年, Infineon公司推出冷MOS管, 它采用“超级结” (Super-Junction) 结构, 故又称超结功率MOSFET。工作电压600~800V, 通态电阻几乎降低了一个数量级, 仍保持开关速度快的特点, 是一种有发展前途的高频功率半导体器件。IGBT刚出现时, 电压、电流额定值只有600V、25A。很长一段时间内, 耐压水平限于1200~1700V, 经过长时间的探索研究和改进, 现在IGBT的电压、电流额定值已分别达到3300V/1200A和4500V/1800A, 高压IGBT单片耐压已达到6500V, 一般IGBT的工作频率上限为20~40k Hz, 基于穿通 (PT) 型结构应用新技术制造的IGBT, 可工作于150k Hz (硬开关) 和300k Hz (软开关) 。碳化硅 (Si C) 是功率半导体器件晶片的理想材料, 其优点是禁带宽、工作温度高 (可达600℃) 、热稳定性好、通态电阻小、导热性能好、漏电流极小、PN结耐压高等, 有利于制造出耐高温的高频大功率半导体器件。

2.2 开关电源功率密度。

提高开关电源的功率密度, 使之小型化、轻量化, 是人们不断追求的目标。这对便携式电子设备 (如移动电话, 数字相机等) 尤为重要。使开关电源小型化的具体办法有以下几种:一是高频化。为了实现电源高功率密度, 必须提高PWM变换器的工作频率、从而减小电路中储能元件的体积重量。二是应用压电变压器。应用压电变压器可使高频功率变换器实现轻、小、薄和高功率密度。压电变压器利用压电陶瓷材料特有的“电压—振动”变换和“振动—电压”变换的性质传送能量, 其等效电路如同一个串并联谐振电路, 是功率变换领域的研究热点之一。三是采用新型电容器。为了减小电力电子设备的体积和重量, 须设法改进电容器的性能, 提高能量密度, 并研究开发适合于电力电子及电源系统用的新型电容器, 要求电容量大、等效串联电阻 (ESR) 小、体积小等。

2.3 高频磁性元件。

电源系统中应用大量磁元件, 高频磁元件的材料、结构和性能都不同于工频磁元件, 有许多问题需要研究。对高频磁元件所用的磁性材料, 要求其损耗小、散热性能好、磁性能优越。适用于兆赫级频率的磁性材料为人们所关注, 纳米结晶软磁材料也已开发应用。

2.4 软开关技术。

软开关技术是过去几十年国际电源界的一个研究热点。PWM开关电源按硬开关模式工作 (开/关过程中电压下降/上升和电流上升/下降波形有交叠) , 因而开关损耗大。为此, 必须研究开关电压/电流波形不交叠的技术, 即所谓零电压开关 (ZVS) /零电流开关 (ZCS) 技术, 小功率软开关电源效率可提高到800%~85%。随后新的软开关技术不断涌现, 如准谐振 (20世纪80年代中) 全桥移相ZVS-PWM, 恒频ZVS-PWM/ZCS-PWM (20世纪80年代末) ZVS-PWM有源嵌位;ZVT-PWM/ZCT-PWM (20世纪90年代初) 全桥移相ZV-ZCS-PWM (20世纪90年代中) 等。我国已将最新软开关技术应用于6k W通信电源中, 效率达93%。

2.5 同步整流技术。

对于低电压、大电流输出的软开关变换器, 进一步提高其效率的措施是设法降低开关的通态损耗。例如同步整流 (SR) 技术, 即以功率MOS管反接作为整流用开关二极管, 代替萧特基二极管 (SBD) , 可降低管压降, 从而提高电路效率。

2.6 功率因数校正 (PFC) 变换器。

由于AC/DC变换电路的输入端有整流器件和滤波电容, 在正弦电压输入时, 单相整流电源供电的电子设备, 电网侧 (交流输入端) 功率因数仅为0.6~0.65。采用功率因数校正 (PFC) 变换器, 网侧功率因数可提高到0.95~0.99, 输入电流THD<10%。既治理了对电网的谐波污染, 又提高了电源的整体效率。这一技术称为有源功率因数校正 (APFC) , 单相APFC国内外开发较早, 技术已较成熟;三相APFC的拓扑类型和控制策略虽然已经有很多种, 但还有待继续研究发展。一般高功率因数AC/DC开关电源, 由两级拓扑组成, 对于小功率AC/DC开关电源来说, 采用两级拓扑结构总体效率低、成本高。如果对输入端功率因数要求不特别高时, 将PFC变换器和后级DC/DC变换器组合成一个拓扑, 构成单级高功率因数AC/DC开关电源, 只用一个主开关管, 可使功率因数校正到0.8以上, 并使输出直流电压可调, 这种拓扑结构称为单管单级PFC变换器。

2.7 全数字化控制。

电源的控制已经由模拟控制, 模数混合控制, 进入到全数字控制阶段。全数字控制的优点是数字信号与混合模数信号相比可以标定更小的量, 芯片价格也更低廉;对电流检测误差可以进行精确的数字校正, 电压检测也更精确;可以实现快速, 灵活的控制设计。近两年来, 高性能全数字控制芯片已经开发, 费用也已降到比较合理的水平, 欧美已有多家公司开发并制造出开关变换器的数字控制芯片及软件。

2.8 电磁兼容性。

高频开关电源的电磁兼容 (EMC) 问题有其特殊性。功率半导体器件在开关过程中所产生的di/dt和dv/dt, 将引起强大的传导电磁干扰和谐波干扰, 以及强电磁场 (通常是近场) 辐射。不但严重污染周围电磁环境, 对附近的电气设备造成电磁干扰, 还可能危及附近操作人员的安全。同时, 电力电子电路 (如开关变换器) 内部的控制电路也必须能承受开关动作产生的EMI及应用现场电磁噪声的干扰。国内外许多大学均开展了电力电子电路的电磁干扰和电磁兼容性问题的研究, 并取得了不少可喜成果。

2.9 设计和测试技术。

建模、仿真和CAD是一种新的设计研究工具。为了仿真电源系统, 首先要建立仿真模型, 包括电力电子器件、变换器电路、数字和模拟控制电路以及磁元件和磁场分布模型等, 还要考虑开关管的热模型、可靠性模型和EMC模型。各种模型差别很大, 建模的发展方向是数字一模拟混合建模、混合层次建模以及将各种模型组成一个统一的多层次模型等。

电源系统的CAD, 包括主电路和控制电路设计、器件选择、参数最优化、磁设计、热设计、EMI设计和印制电路板设计、可靠性预估、计算机辅助综合和优化设计等。用基于仿真的专家系统进行电源系统的CAD, 可使所设计的系统性能最优, 减少设计制造费用, 并能做可制造性分析。

2.1 0 系统集成技术。

电源设备的制造特点是非标准件多、劳动强度大、设计周期长、成本高、可靠性低等, 而用户要求制造厂生产的电源产品更加实用、可靠性更高、更轻小、成本更低。这些情况使电源制造厂家承受巨大压力, 迫切需要开展集成电源模块的研究开发, 使电源产品的标准化、模块化、可制造性、规模生产、降低成本等目标得以实现。

3 结论。

电源集成技术近年来的发展方向是将小功率电源系统集成在一个芯片上, 可以使电源产品更为紧凑, 体积更小, 也减小了引线长度, 从而减小了寄生参数。在此基础上, 可以实现一体化。一体化的设计观念被推广到更大容量、更高电压的电源系统集成, 提高了集成度, 出现了集成电力电子模块 (IPEM) 。IPEM将功率器件与电路、控制以及检测、执行等单元集成封装, 得到标准的, 可制造的模块, 既可用于标准设计, 也可用于专用、特殊设计。优点是可快速高效为用户提供产品, 显著降低成本, 提高可靠性。

责任编辑:孙卫国

摘要：随着超大规模集成芯片尺寸的不断减小, 对开关电源提出了小型轻量要求, 还要求开关电源效率要更高, 性能更好, 可靠性更高等。这一切高新要求便促进了开关电源的不断发展和进步。