直流稳压电源电路的设计精选(九篇)

第1篇：直流稳压电源电路的设计范文

【关键词】Multisim 双电源 仿真分析

LM117/LM317 是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路，LM117/LM317 的输出电压范围是1.2V至37V，负载电流最大为1.5A。它的使用非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。此外它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。LM117/LM317 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。通常LM117/LM317 不需要外接电容，使用输出电容能改变瞬态响应。调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压器高的多的纹波抑制比。利用LM117/LM317设计出正负连续可调的双电源，通过实验测试和软件仿真，基本上可以满足绝大多数运算放大器所需要的电压幅度。

一、MultiSim仿真软件简介

MultiSim是一款将电子电路设计及其测试分析相集成的电路设计仿真软件。它具备信号源、基本元器件、模拟数字集成电路、指示器件、控制部件、机电部件等各类元器件，可以对各类电路进行仿真，并且提供十多种虚拟仪器（如示波器、万用表、信号发生器、波特图图示仪、功率表等），以及18种仿真分析功能（如直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析、噪声分析、直流扫描分析等）。由于元件库中有若干个与实际元件相对应的现实性仿真元件模型，配合强大的仿真分析，使结果更精确、更可靠。

二、直流稳压电源的理论基础与电路设计原理分析

（一）直流稳压电源的理论基础

电子设备都需要稳定的直流电源供电，如基本放大电路中的集电极电源、运算放大器的双电源等。这样，就需要将市电电网的交流电，变换为直流电。对于小功率的直流电源，它一般由电源变压、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。如图1所示：

（二）直流稳压电源电路设计的基本原理

电源变压器的作用时将220V的电网电压变换成所需要的交流电压值。

整流电路的作用是将交流降压电路输出的大小、方向都变化的电压较低的交流电转换成单向脉动直流电。单相整流电路的类型有半波整流、桥式全波整流、中心抽头全波整流等。

滤波电路的主要任务是将整流后的单向脉动直流电压中的纹波（单向脉动直流电中含的交流成分）滤除掉，使单向脉动电压变成平滑的直流电压。滤波电路的主要元件是电容和电感，以电容滤波电路最常用，其特点是电路简单，输出脉动较小，输出电压平均值增大，但输出电压随负载变化较大。采用电容滤波时，输出电压的脉动程度与电容器的放电时间常数τ有关系，τ大一些，脉动就小一些，多采用大容量的电解电容。电容的耐压值应大于它实际工作时所承受的最大电压，耐压值一般取所接工作电路电压的1.5-2倍。为了降低输出直流电压的纹波系数（输出电压中交流分量占额定输出直流电压的百分比），正、负电源的滤波电路均采用一个1000μF/50V的电解电容。

滤波电路的输出电压虽已变得平滑，但输出电压随负载变化较大，后面需接稳压电路。稳压电路的作用是当交流电源电压波动、负载及温度变化时，维持输出稳定的直流电压。稳压电路的类型有分立元件稳压和集成稳压器稳压，分立元件稳压时，电路稳定性不好，而集成稳压器稳压具有体积小、电路简单、稳压精度高，可靠性高等优点，被广泛采用。选择集成稳压器时应先确定稳压器的类型，是固定式还是可调式，是正压输出还是负压输出，然后根据其额定电压和额定电流选择具体型号。

三、LM317、LM337正负连续可调的双电源的仿真分析

运行Multisim10，在绘图编辑器中选择变压器、整流二极管、电阻、电容、电位器、三端可调稳压块LM317、LM337等元件，组成LM317、LM337正负连续可调的双电源电路。

调整电位器R5、R6，可以连续调节输出电压的大小。

其仿真的电路用波形如下图所示。

四、结束语

应用Multisim10仿真软件进行仿真教学，设计的双直流稳压电源的电路具有结构简单、电源利用效率高、输出电压噪声小、稳定精度高、可靠性高等特点，可以满足高精度形状测量仪的电感测头信号处理电路中运算放大器的高稳定性的双电源需求，增强整个测量系统的工作稳定性，最大限度地减小电源引起的测量误差，提高测量精度。在课堂上使模拟电子技术教学更形象、灵活，更贴近工程实际，达到帮助学生理解原理，更好地掌握所学的知识的目的。尤其适用于综合设计性实验项目，可有效克服传统实验与实验室开放的局限。通过对双直流稳压电源的分析设计、仿真测试可以看出，利用Multisim的虚拟电子实验平台，能实时直观地反映电路设计的仿真结果，验证电路正确性，可缩短设计周期，提高设计成功率。

学生可据所学知识和能力，自选实验内容，自行设计电路方案，进行电路分析，从而掌握电子电路的设计与仿真分析过程，对提高学生动手能力和分析问题、解决问题的能力、综合设计能力和创新能力，具有重要的意义。

参考文献：

第2篇：直流稳压电源电路的设计范文

关键词：Multisim12.0 电子线路 实验教学 设计初探

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）09（a）-0170-03

当前由于部分学生创新意识弱、知识掌握不牢固和缺乏毅力，导致他们创新能力偏低，学习的效果不尽人意[1]。为改变这一状况，引入Multisim12.0仿真软件模拟实际电路，将多媒体及屏幕广播应用于电子线路课程设计教学中，充分激发学生学习的兴趣，调动他们的主观能动性，使学生了解到模拟电子技术这门课程并不抽象，而是与工程实际紧密联系着的，有着十分重要的实用价值。

电子线路课程设计是为配合模拟电子技术基础课程的教学而开设的。首先采用EDA（电子设计自动化）技术中的Multisim12.0软件来对模拟电路进行仿真运行，让学生完成EDA技术方面的初步训练，然后搭接出实际电路[2]。通过这一环节，对培养学生的创新思维、综合能力素质与工程实践能力等方面均能进行全面的检验[3]。

1 Multisim12.0软件简介

电子线路课程设计所用的Multisim12.0是美国NI（国家仪器有限公司）推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作，12.0是目前该软件的最高版本。它具有更加形象直观的人机交互界面，包含了Source库、Basic库、Diodes等15个元件库，提供了我们日常常见的各种建模精确的元器件，比如：电阻、电容、电感、三极管、二极管、继电器、可控硅、数码管等等。模拟集成电路方面有各种运算放大器、其他常用集成电路。采用图形方式创建电路，再结合软件中提供的虚拟仪器：数字万用表、函数信号发生器、四踪示波器等对电路的工作状态进行仿真和测试，设计者可以轻松地拥有一个元件设备非常完善的虚拟电子实验室。

2 Multisim12.0软件应用实例

为了培养学生在电子线路课程设计中对电路的分析能力、发现规律并验证结果的综合创新实践能力，使学生掌握科学的学习方法，选择了一些既实用又有代表性的课题：常用波形转换发生器、双电源共射极耦合差分放大电路（动、静态分析）、微积分运算电路等。下面以直流串联型稳压电源仿真为例，说明 Multisim12.0软件的具体应用。

2.1 直流串联型稳压电源总体结构

当前绝大多数设备及装置都需要直流电源进行供电。这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。直流串联型稳压电源原理框图如图1所示。

直流串联型稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成。电网供给的交流电压（220 V，50 Hz）经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压，再通过滤波电路滤去交流分量，得到比较平直的直流电压，但这样的电压会随着交流电网电压的波动或负载变化而变化，故在对直流供电要求较高的场合，还需要稳压电路，使输出电压更加稳定。

2.2 直流串联稳压电源原理图输入

利用Multisim12.0软件友好的操作界面，建立新文件，新建项目，创建电路图，连接电路。直流串联型稳压电源仿真电路如图2所示，图中虚框标注了四部分模块组成。采用桥式整流，电容滤波电路，稳压电路是一个闭环的负反馈控制系统。

（1）原理分析。

假设由于负载电阻的变化（输入电压不变）引起输出电压瞬时降低时，通过R4、R5，调节的取样电路，引起三极管基极电压（）B成比例下降，由于三极管的，所以发射结电压（）BE将减小，于是与构成的复合管的基极电流（IQ1）B减小，发射极电流（I）E随之减小，管压降（UQ1）CE增加，由于输入电压不变（），这样输出电压就上升，反之，输出电压则下降。通过以上的负反馈控制，最终使输出电压稳定，达到稳压效果。

2.3 输出电压调节范围

调节取样电路中的值可改变输出电压。输出电压的最大值为：

输出电压的最小值为：

通过计算可以看出，调节的阻值就可以控制输出电压的范围。这里，以保证调节到合适的阻值时，稳压输出6 V。

3 仿真验证

在Multisim12.0 软件右侧栏的仿真仪表中选择Multimeter（万用表）XMM1和XMM2分别测量三极管的集电极与发射极管压降VCE和输出电压，选择四踪示波器XSC1方便测试各点输入输出波形。

3.1 负反馈稳压仿真

改变负载阻值，分别调整为330、100和1K，万用表XMM1和XMM2测量三极管的集电极与发射极管压降VCE和输出电压的值如表1所示。

由表1中的测量值可以看出，当负载变大时（330调整为1000），引起输出电压瞬时降低，三极管的集电极与发射极管压降VCE变大（39.12 V变为39.25 V），导致输出电压由6.097V增至6.099V；当负载变小时（330 调整为100 ），引起输出电压瞬时升高，三极管的集电极与发射极管压降VCE变大（39.12 V变为38.68 V），导致输出电压由6.097 V降至6.089 V，稳压6 V得以验证。

3.2 稳压系数测量

衡量稳压电源稳压的主要质量指标有输出电阻，稳压系数和纹波系数。这里选取了稳压系数进行动态测试。在输出端接入负载=330 ，当负载不变时，输出电压和输入电压的相对变化之比，即（式1），调节电源输出值，模拟电网电压波动10%，测得数据和如表2所示。将数据带入（式1），得，可见输出电压相对稳定。

3.3 仿真值与理论值对比

当电源电压为220 V时，将仿真电路图2中的滑头调整为0%，用数字万用表测量，得=3.628 V（理论值=3.77 V）；滑头调整为100%，用数字万用表测量，得=8.546 V（理论值=8.87 V）。与理论计算值对比，相对误差为0.038%。

3.4 仿真波形

在仿真仪表中选择四踪示波器XSC1，测得直流稳压电源电路各点电压波形如图3所示。电源电压正弦波经整流桥整流输出为，再经滤波得到纹波，最后在负反馈稳压电路作用下输出比较平滑的直流电压。通过观测仿真波形，比较直观地验证了直流串联稳压电源原理的正确性。

4 结语

模拟电子技术是电力工程类包括电子信息专业的一门技术基础课，它是研究各种半导体器件的性能、电路及其应用的学科，只要与电子行业有关的都要用到模拟电路，晶体管，集成运放，反馈，直流稳压电源是我们常用的器件和电路。通过Multisim12.0 仿真软件在电子线路实习中的应用，使概念原理多、理论性强、比较抽象、学生理解起来很费劲的模电课程学起来更轻松，学生能够获得成就感，提高了学生的学习兴趣，对后续课程的学习打下了良好的基础。

参考文献

[1] 苑广军，孙继元.工程对象教学法培养创新能力的应用研究[J].实验技术与管理，2014，31（2）：21-22.

第3篇：直流稳压电源电路的设计范文

关键词：电源模块 保护电路 应用

中图分类号：TN4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（a）-0045-02

随着微电子技术的发展，要求计算机的性能更加安全可靠，而计算机电源系统是否稳定，关系到整个计算机的工作状态及性能，为了确保计算机电源系统输出电压稳定和计算机电源自身的安全，计算机电源设计中保护电路的应用设计日趋重要。

1 保护电路介绍

1.1 保护电路构成

保护电路一般由故障检测电路、电压翻转电路、保护执行电路三部分组成，有的包含有保护显示电路[1]。故障检测电路对保护电路的电压或者电流进行检测，并将检测结果送到翻转电路，当检测到的电压或者电流超过设定值时，故障检测电路将检测到的故障信息送到翻转电路。产生保护控制电压，驱使保护执行电路动作，使保护电路退出工作状态或进入相应的保护状态，达到保护目的。常用保护电路构成如图1所示。

1.2 保护电路种类

保护电路种类划分方法较多，根据故障检测电路的检测方式分为过流检测保护电路、过压检测保护电路、失压检测保护电路及IC内部检测保护电路；根据保护电压翻转电路的类型可分为三极管电压翻转保护电路、可控硅电压翻转保护电路、模拟可控硅翻转保护电路和IC内部电压翻转保护电路；根据保护执行方式可分为待机处理保护电路、小信号处理保护电路、电源震荡驱动保护电路、稳压处理保护电路和保护电路直接执行保护的保护电路。

2 电源模块保护电路设计

某计算机电源设计可利用空间较小，在230 mm×200 mm的印制板上需要将220 V交流电转换成+5 V、+12 V、-12 V等多种稳压直流电源。为了避免因电源故障造成对其他部件损坏，需要电源保护电路设计。（如图2）

2.1 输入电源检测电路设计

输入～220 V的保护电路分三种，选用压敏电阻并接输入电源零火线两端，当输入电压超出压敏电阻的耐压值时，压敏电阻击穿短路，导致保险丝烧断而起到保护作用，选用热敏电阻串入输入电源火线上，因短接等原因导致电流过大超出热敏电阻指标时，热敏电阻烧断而切断电源，起到保护其他组件的作用；采集交流整流滤波后的直流300 V，将300 V分压后送人比较器MAX973输入断，和比较器MAX973另一输入端的基准电源进行比较，在电压要求范围之外时，比较器翻转，最终使DC/DC模块的输入电源断开而起到过压和欠压保护作用。

2.2 输出电源检测电路设计

采集+5 V输出直流电源，分压后送人比较器输入端，和比较器输入的基准电源进行比较，+5 V电源在要求范围之外时，比较器翻转，最终使DC/DC模块的输入电源断开而起到过压和欠压保护作用。

采集+12 V输出直流电源，分压后送人比较器输入端，和比较器输入的基准电源进行比较，+12 V电源在要求范围之外时，比较器翻转，最终使DC/DC模块的输入电源断开而起到过压和欠压保护作用。

采集-12 V输出直流电源，分压后送人比较器输入端，和比较器输入的基准电源进行比较，-12 V电源在要求范围之外时，比较器翻转，最终使DC/DC模块的输入电源断开而起到过压和欠压保护作用。

2.3 翻转电路设计

将MAX973输出端接入光电耦合器一端，光电耦合器输出端和+5 V、+12 V、-12 V检测比较器电路的输出端并接到比较器负端，和接在比较器正端的基准电源进行再次比较，输入电源和三路输出电源检测电路中任何一个电源电压值超出预定范围，则翻转电路输出电压开始翻转，将翻转后的电平送到执行电路输入端。

2.4 执行电路设计

该电源模块借用DC/DC直流稳压模块自身具有的软启动保护功能，当输入端保护端管脚为低时，DC/DC直流稳压模块停止工作。翻转电路送出电平为0～5 V，而DC/DC直流稳压模块输入电源为300 V，为了防止模块损坏对翻转电路造成逆向损坏，在翻转电路输出端和DC/DC直流稳压模块输入保护端之间增加光电耦合器进行隔离。

3 应用效果

该计算机电源模块完成设计、生产、调试后，对其保护电路的各项保护功能进行测试，均达到预定目标，满足了使用要求。

参考文献

[1] 孙铁强.进口彩电保护电路原理与维修[M].中国水利水电出版社，2010.

第4篇：直流稳压电源电路的设计范文

电源是一切电子设备的基础，没有电源就不会有如此种类繁多的电子设备。中职学校电工电子专业的同学作为初学者首先遇到的就是要解决电源问题，否则电路无法工作、电子制作无法进行，学习就无从谈起。

【关键词】

直流稳压电源 设计 优化 测评

【正文】

电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。另外，很多中职学校的电工电子专业初学阶段首先遇到的就是要解决电源问题，否则电路无法工作、电子制作无法进行，学习就无从谈起。下面我们就直流电源的基本设计问题进行探索。根据中职学生在校学习阶段的实际需要，提出以下的设计任务和要求：

一、设计要求

1．输出电压可调：Uo= +3V ～ +9V

2．最大输出电流：Io max= 800mA

3．输出电压变化量：ΔVop_p≤5mV

4. 稳压系数：SV≤3×10-3

二、设计方案和论证

稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，基本设计：

方案一：单相半波整流电路

传统单相半波整流简单，使用元件少，它只对交流电的一半波形整流，只要横轴上面的半波或者只要下面的半波，所以整流效率不高，而且整流电压的脉动较大，无滤波电路时，整流电压的直流分量较小，Vo=0.45Vi，变压器的利用率低。

方案二：单相桥式整流电路

使用的整流元件较全波整流时多一倍，整流电压脉动与全波整流相同，每个元件所承受的反向电压为电源电压峰值。根据实际情况，综合3种方案的优缺点:决定选用方案二。

三、各电路设计和参数估算

整流电路采用桥式整流电路，电路所示。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。

在设计时，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串联，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。），稳压电路可选集成三端稳压器电路。

3．1集成三端稳压器的选择

三端可调式集成稳压器内部含有过流、过热保护电路，具有安全可靠，性能优良、不易损坏、等优点。其电压调整率和电流调整率均优于固定式集成稳压构成的可调电压稳压电源。LM317系列和lM337系列的引脚功能相同。

输出电压表达式为:

在式中，1.25是集成稳压块输出端与调整端之间的固有参考电压 ，此电压加于给定电阻 两端，将产生一个恒定电流通过输出电压调节电位器 ，电阻 常取值 。电路加入了二极管D，用于防止输出端短路时10µF大电容放电倒灌入三端稳压器而被损坏。

LM317其特性参数：

输出电压可调范围：1.2V～37V

输出负载电流：1.5A

输入与输出工作压差ΔU=Ui-Uo：3～40V

能满足设计要求,故选用LM317组成稳压电路。

3．2电源变压器的选择

电源变压器的作用是将来自电网的220V交流电压u1变换为整流电路所需要的交流电压u2。电源变压器的效率为：

由于LM317的输入电压与输出电压差的最小值 ，输入电压与输出电压差的最大值 ，故LM317的输入电压范围为：

即

，取

变压器副边电流： ，取 ，

因此，变压器副边输出功率：

由于变压器的效率 ，所以变压器原边输入功率 ，为留有余地，选用功率为 的变压器。

3．3整流二极管和滤波电容的选用

由于： ， 。

IN4001的反向击穿电压 ，额定工作电流 ，故整流二极管

选用IN4001。

3．4滤波电容

根据，

和公式

可求得：

所以，滤波电容：

电容的耐压要大于 ，故滤波电容C取容量为 ，耐压为 的电解电容。

四、 原理图和元件清单

1． 使用DXP2004设计总原理图，然后由软件自动生成的元件清单。

2． 元件需要三极管、二极管、电解电容、电阻、稳压管、电位器若干。

五、安装与调试(使用Multisim10调试)

按PCB图，制作好电路板。安装时，先安装小元件，这样方便元件的摆放，因此先安装整流电路，再安装稳压电路，最后再装上滤波电路。软件如果没有LM317元件，用LM117代替。模拟实验中：

1. 电位器R2取最大值时，Uo=9.088V

2. 同理电位器R2取最小值时,Uo=2.983V

3. 电位器在0到10K之间，输出电压连续可调：约为3V~9V。

六、测试性能与分析

1．输出电压与最大输出电流的测试

一般情况下，稳压器正常工作时，其输出电流I0要小于最大输出电流，Iomax，取 ，可算出RL=20Ω，工作时 上消耗的功率为：

故 取额定功率为10W，阻值为20 Ω的电位器。

测试时，先使 ，交流输入电压为220V，用数字电压表测量的电压值就是Uo。然后慢慢调小 ，直到Uo的值下降5%，此时流经 的电流就是 ，记下 后，要马上调大 的值，以减小稳压器的功耗。当R5（RL）=20欧姆，Uo=8.78V, Io=438.979mA，同理Uo下降5%（8.332V）时，Io=846.644mA,即Iomax=Io.

2．纹波电压的测试

用示波器观察Uo的峰值，（此时Y通道输入信号采用交流耦合AC），测量ΔUop-p

的值（约几mV）。由示波器得出：ΔUop-p=106。845uV

3．稳压系数的测量

按实际连接电路， 在 时，测出稳压电源的输出电压Uo。然后调节自耦变压器使输入电压 ，测出稳压电源对应的输出电压Uo1 ；再调节自耦变压器使输入电压 ，测出稳压电源的输出电压Uo2。则稳压系数为：

因为，在调试中，无法得到自耦变压器，所以只能把电压归算到降压器的输出电压(Ui):

U1=198V,Ui=10.8V,U1=220V,Ui=12.0V,U1=242V,Ui=13.2V

Ui=10.8V时，Uo=8.72V Ui=13.2V时，Uo=8.740V

所以，稳压系数： =0.0022

结论：误差在允许的范围内，本设计已达到要求。

第5篇：直流稳压电源电路的设计范文

【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）.

第6篇：直流稳压电源电路的设计范文

关键字： 直流稳压电源; 过流保护; 自动检测控制; 蓄电池

中图分类号： TN710?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）06?0153?03

Research and implementation of DC regulated power supply

CHEN Wan?li， ZHOU Ming?liang， JIA Yu?fei

（Huanghe S & T College， Zhengzhou 450063， China）

Abstract： In many modern communication equipments， stability and quality of power supply are required in the power system. The structure and working principle of the DC power supply are introduced in this paper. It is mainly composed of DC stabilivolt expanding current circuit， soft start and overcurrent protection circuit， uninterrupted power supply circuit， automatic detection control circuit and alarm circuit. The standby power supply can make a exchanger keep working in another eight hours in power off condition， and ensure calls not to be interfered by the voltage from the outside world. This design has the characteristics of simple structure， low cost， stable and reliable working performance.

Keyword： DC stabilized power supply; overcurrent protection; automatic examination control; battery

0 引 言

现代电子设备是一个极为复杂的电子系统，在一些重要的系统、设备或仪器中，要求供电系统不能中断供电，例如通信、防盗、医疗、科研系统等的供电，假如一旦发生断电，将会发生一系列的事故。 本文介绍了一种主要针对市电在停电或电压不稳定时，使用的直流稳压电源，其为程控交换机提供备用电源，以保障其能持续供电8个小时，从而保证通话质量不受影响。它有软启动和过流保护功能，对蓄电池具有自动检测功能，能够防止过充过放现象。延长了交换机的使用寿命。

1 系统设计方案设计[1]

系统原理框图如图1所示。

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图1 系统原理框图

2 系统各部分电路原理简介

2.1 变压器

变压器是将市电转变成所需要的交变电压。电源的质量直接影响着备用电源的性能和使用寿命，因此变压器的选择也尤为重要，本次设计电路输出负载电压为5 V（后续电路元件电压及蓄电池充电上限电压总和），额定电流为1 A，所以其负载功率为5 W，考虑到变压器工作在70%的容量时最佳，所以使用7 W的变压器即可适合。

2.2 整流滤波电路

整流电路将交流电转换成直流电。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。本电路采用单向桥式整流电路，电路图见图2。

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图2 单向桥式整流电源

在单相桥式整流电路中，选择ICZ20。其主要参数：额定平均电流20 A;最大整流电流时和正向电压压降为0.45～0.65 V，最高反向电压下的反向电流平均值≤6 mA完全可以适应要求。

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各滤波电容C满足C≥2.5[TRL，]其中T为输出交流信号周期，RL为整流滤波电路的等效负载电阻[2]。滤波电路见图3。

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图3 电解电容滤波电路图

2.3 过流保护电路

如图4所示，由于晶体管都是工作在线性状态，静态Q点处在饱和p线性和截至区域，在电流正常时（<1 A），电阻R1产生的电压使晶体管BG1导通，而电阻R2，R3产生的压降还不足以使晶体管BG2导通，所以电流经R2，R3后经并联晶体管扩流。在电流慢慢的达到1 A 左右时，流经R2，R3的压降使晶体管BG2降渐渐处于线性接近饱和的区域，使得流过晶体管BG1的电流减小，电阻R8的压降降低，并联晶体管BG3，BG4，BG5，BG6处于线性区域。在电流超限（>1 A）时，电阻R2，R3上的压降使晶体管BG2导通，电阻R1被短路，这样降低了晶体管BG1的基极电位，使得BG1截止，电阻R8上没有压降，并联晶体管的基极因为没有偏置电压而截止，停止扩流，达到保护扩流管作用。

2.4 直流稳压扩流电路

本文设计的稳压电路是为了给整个系统提供稳定的直流电压，平滑的直流电不能满换机对直流电源的需要，稳压电路的作用是让输出的直流电压在市电电压或负载电流发生变动时保持稳定。所采用的稳压器输出电流太小，不能满足负载所需的电流，所以采用晶体管并联扩大输出电流。电路由三端可调输出稳压器LM317及并联晶体管来实现。

本文中扩流电路采用的是四只晶体管BU508A（BU508A所允许通过的最大电流15 A）并联使用，均流电阻Re=0.1 Ω，R4，R5，R6，R7形成电压串联负反馈电路。负载所需的电流≤10 A，所以接四只晶体管，每只晶体管通过的电流≤2.5 A，所用扩流管电流应不小于7.5 A，这样安全系数为3，电路的安全系数越高，使电路供电质量越好[3]。过流保护和扩流电路见图4。

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图4 过流保护和扩流电路

2.5 软启动电路

电路在接入瞬间会产生很大的脉冲电流，这样会对电路中的电子元件和蓄电池造成损害，使其性能和使用寿命大大降低，所以要设计本电路，使得电路中的电压和电流缓慢的上升到额定值[4]。软启动电路如图5所示。

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图5 软启动电路

2.6 单向导通器

本设计是为了防止蓄电池电流倒灌对前几个单元电路中的元器件造成损害而设计，实际上它是一个二极管桥式整流电路，但是，不是用它的整流功能，而是用它的单向导通功能，它可以通过大电流，如果单接一个二极管可能会因大电流而烧坏，失去单向导通性。

2.7 不间断供电电路

本设计是在交换机市电供电突然中断，或是市电电压突然降低，交换机的电源由市电切换至备用电源，并在市电恢复正常时，将负载切换至市电。切换过程中，要求无时间差。其实现方法见图6。

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图6 不间断供电电路

2.8 控制电路设计

本次设计采用LM339电压比较器，通过采样蓄电池的端电压和基准电压来比较，以输出高低电平来控制继电器动作。此部分电路主要由三部分组成，一是电源部分，二是过充检测控制电路，三是过放检测控制电路。电源部分是由晶体管BD235和270 Ω/4 W的电阻组成的共集电极电路（输出电阻小，具有典雅跟随的特点）和两个串联12 V稳压二极管组成。

24 V电压的确定是为了满足24 V继电器和电压比较器LM339的工作电压，所以由蓄电池组通过的电压经270 Ω/4 W的大功率电阻降压，1 kΩ R13为晶体管BD235提基极偏置电压，使BG8导通，形成电压跟随器，两个串联的12 V稳压二极管将电压稳定在24 V，而接两个12 V的稳压管是为了给电压比较器LM339一个参考电压[5]。图中所接的电容为滤波电容，控制电路设计如图7所示。

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图7 声光报警电路

过充控制电路部分所接的继电器为24 V常开型继电器，电压比较器则是比较蓄电池充电电压是否达到所限定的上限值，若达到控制继电器动作，闸刀闭合，给蓄电池充电，当充到所规定的稳定电压时，控制继电器断开。过放控制电路部分主要是同过电压比较器LM339来检测蓄电池组因放电是否到了规定值而过放，若过放，控制继电器动作，闸刀断开，停止放电;若蓄电池组的电压回到稳定电压则控制继电器闭合，处于放电状态。这里所接的继电器为24 V常闭型继电器[6]。

2.9 声光报警电路

作用是在蓄电池因放电而电压下降，到达限定值时，根据检测电路传来的信号报警，时长1 min。声光报警电路见图8。

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图8 控制电路设计图

2.10 蓄电池选择

目前通信电源所带的蓄电池大多是先进的阀控式密封铅酸蓄电池，它可以做到免维护或少维护，无环境污染，是当前较为理想的蓄电池。本设计采用的就是48 V 100 Ah的蓄电池组。由于本设计为负载提供的是48 V，≤10 A且时长为8 h的供电，选择100 A・h的容量是为了保证蓄电池在正常工作后留由余量。

3 结 语

本次设计的不间断直流电源，主要是由硬件电路组成的，重点是备用电源的大功率部分和对蓄电池充、放电上下限的控制，还有电路的过流保护和软启动单元电路。保证蓄电池在市电中断后能提供8 h的供电，尽可能地减小由于蓄电池的使用不当所带来的损失。通过调试后，本设计实现了设计的要求，可以实现设备的供电要求。

参考文献

[1] 艾永乐，付子义.模拟电子技术基础[M].北京：中国电力出版社，2008.

[2] 朱雄世.新型电信电源系统与设备[M].北京：人民邮电出版社，2000.

[3] 张惠，冯英.电源大全[M].成都：西南交通大学出版社，1993.

[4] 杨承毅.电子技能实训基础[M].北京：人民邮电出版社，2005.

第7篇：直流稳压电源电路的设计范文

Li Bingxiang1，Fan Chao2，Zhang Weina1，Zhang Wei1

(1 Xi’an Shiyou University,Shaanxi Xi’an 710065;2 Shaanxi Youth Vocational College, Shaanxi Xi’an 710068)

Abstract: In the process of oil production, sand production not only lead to the equipment damage and reduce the

production, but also can affect the life of the oil well, so take reasonable sand measurements and control is very important.

But the signals detected by the piezoelectric ultrasonic sensor contain strong fluid noise and electromagnetic interference,

in order to get the useful signals, the interferences must be removed. This paper uses wavelet transform, and simulate in the

MATLAB, and compares the de-noising effects with the Fourier transform, the results show that the wavelet transform

can effectively remove noises, and it also preserves the useful information of the signals. Through the data from laboratory

test and field test show that the wavelet transform have very good de-noising effect.

Keywords: piezoelectric ultrasonic sensor; wavelet transform; de-noising

基金项目：陕西省教育厅项目“油气井出砂实时监测方法研究”资助 (2010JK786)

1

2013.24 设计与研发

0 引言

控制器用电源和功率器件驱动电源是有源电力滤波器的主

要部分，其中控制器用电源主要用于控制器、传感器和包括触摸

屏在内的人机界面供电；功率用器件驱动电源顾名思义用于功

率器的驱动供电。传统的有源电力滤波器以对负载电流和电源电

压进行采样检测补偿的谐波分量，并获取电流基准为其主要的控

制策略。但实际工作环境中有源电力滤波器系统对于供电的稳定

性和可靠性要求非常苛刻，其中APF 挂网运行必须满足电力系

统，如控制电路和驱动电路要先上电等，的要求。而传统的控制策

略因其计算量大、控制器复杂以及实时性差等原因已经不能满足

有源电力滤波器的实际工作需求。如何有效的保障在电力系统故

障出现时，电源系统能够有效的将APF 从电力系统故障中切除，

并具有自动启动有源电力滤波器的功能，成为本文探讨的一种重

要方向。因此，有源电力滤波器的控制电源设计必须做到科学性

和有效性。

1 电源设计

整个有源电力滤波器的电源方案包括驱动电源、控制电源以

及驱动和控制电源的一次供电电路三部分。其中驱动板是驱动电

源和驱动电路设计在一起的结合物，也是整个电源系统组成中的

重要部分之一。控制电源有普通的开关电源组成，用于对控制器、

传感器和包括触摸屏在内的人机界面供电控制和服务。一般而

言，交流电网和有源电力滤波器功率直流母线双电源供电方式是

初级电源所采取的方案。由于开关调制频率疋远大于电网频率和

负载电流频率．因此可以假设在一个开关周期内负载电流不变，

所以电源电流上升和下降的斜率近似等于APF 交流侧电感电流

的上升与下降斜率，顾此方案能够满足有源电力滤波器对控制电

源稳定性的要求。

1.1 驱动电源设计

在驱动电源整体组成中，M57962L 是功率器件IGBT 驱动电

路的重要核心芯片。为满足供电特点的需求以及IGBT 驱动电路

的特殊性，驱动电源需要为3 桥臂的IGBT 提供6 路独立的26—

30 V 直流电。在系统运行过程中，稳压管分压起到在各路电源产

生IGBT 开通和关断需要的正、负电压，以确保驱动电源的有效运

行。

驱动电源采用单端反激式DC ∕ DC 变换电路。在整个电路中，

电压输入和电压输出在电路、功能等方面相互切合，形成互相配

合的整体。部分电压输出线路用于稳压管的分压，并相应产生正、

负电压。个别电路输出用于稳压控制作用。为有效实现对输出电

压以及初级电流的控制，一般采用脉宽调职芯片UC3844 用于控

制系统的芯片。输出电压通过电路反馈脉宽调制芯片的误差放大

器以此实现稳压控制的目的。初级电流通过电阻采样，采样值输

入到脉宽调制芯片UC3844 的相应位置，实现电路峰值电流控制。

此外，在驱动电源设计过程中，还采用由电阻、电容和三极管组成

缓冲电路，能够有效的实现当开关状态转换过程中产生的尖峰电

压进行筘位和吸收。

1.2 控制电源设计

在有源电力滤波器工作过程中，控制器需要的±15 V，±5

V 电源、传感器需要的±15 V 电源及触摸屏和接触器需要的24V

电源全部是由控制电源提供。在控制电源使用过程中，必须保障

控制电路先上电，以此完成对相关参数的设置和对开关器件的封

锁，以满足有源电力滤波器对在电力系统出现故障时及时从电力

系统中切除隔开，以及在排除电力故障后能够自动启动复用的要

求。开关电源产生控制器和触摸屏等各个部件所需要的各种电源

都能够从220V 的交流电通过普通开关电源分流，由此在采用普

通开关电源给控制电路供电时能够满足有源电力滤波器对电力

系统稳定性的苛刻要求，同时节约了成本。

普通电源开关具有操作简便、制作和使用成本低，安全性和

可靠性高等特点，而被用于控制电路供电，但当仅采用电网作为

初级供电时，在遇到电网掉电或者电网电压瞬时值过低的情况西

安，电路还需进一步改进，以满足特殊问题出现时的应急措施需

求。

1.3 基于双电源的初级供电设计

上文提到当仅有电网供电时，出现电网掉电或者电网电压

瞬时值过低的情况时，电路可能出现突发的问题。当电网突然掉

电时，开关电源失去对电能的有效控制盒输入，输出电压瞬间降

为零，最直接的后果是控制器因断电而无法继续对驱动电路进行

控制。更糟糕的事情是此时的APF 直流母线电压仍旧处于高压状

态，上下桥壁会在驱动信号干扰功率器件后而出现同时导通，由

此造成功率器的损坏。

而基于双电源的初级供电设计是指基于交流电网和APF 功

率直流母线双电源供电方案的一种方法，实践证明该双电源设

计方法能够有效的克服上述突发情况。其基本的设计思路为交

流电网和APF 功率直流母线分工合作负责不同情况下的电路供

电，电网主要负责在APF 正常工作时控制电路供电，而出现供

电异常后。截止功率器件的驱动信号。并将APF 直流母线的电

能通过DC ∕ DC 电路回馈给控制电路和驱动电路。需要注意的

是DC ∕ DC 转换电路因其输出为直流电而不能与220V 交流电

直接并联，为此，通过设计二极管进行220V 交流电整流，然后与

DC ∕ DC 转换电路因其输出为直流并联。

通常情况下，经过二极管整流并联后的输出电流在电容器上

能够得到310V 的直流电。在电路设计过程中，只要保障DC ∕ DC

转换电路输出电压的正极能够通过二极管与电容的正极相对应，

二者的负极直接相连，在DC ∕ DC 转换电路输出电压小于电容的

电压时，就可保障APF 正常工作时，DC ∕ DC 转换电路而停止工

作。此外，由于电容器的存在，保证了在电网出现突然供电异常

时，开关电源和驱动电源输入电压不会马上低于DC ∕ DC 转换电

路输出电压而造成，DC ∕ DC 转换电路无法正常的发挥功能。在

DC ∕ DC 转换电路会在电容电压低于DC ∕ DC 转换电路输出电

压的情况下开始工作，控制电路和驱动电路会接受来自直流母线

的电能，当电压恢复至安全值后，DC ∕ DC 转换电路停止工作。

单端反激式变换电路是对DC ∕ DC 转换电路在有源电力滤

波器工作时的一种补充。DC ∕ DC 转换电路的功能具有局限性，

只能够在电网出现供电异常的情况下，为控制电路和驱动电路

供电供电，导致其在实际工作中输出容量不足，效率低下的问题

出现。与驱动电源相比，单端反激式变换电路的输入电压范围更

广，对于工业电压等级的APF，直流母线电压在正常工作时约为

750V。而电网断电后，直流母线电能回馈到控制、驱动电路，电压

逐渐降至安全值，但DC ∕ DC 转换器是否能在此过程中输出较稳

定的约200 V 直流电压成为未知数。对此需保证DC ／ DC 变换器

在断续电流模式( 和连续电流模式(CCM) 两种模式下都能安全

工作。

对于工业电压等级的APF 而言，对于DC ／ DC 转换电路的开

关器件的选择非常的苛刻，而在单端反激式电路中则能够轻易满

足其要求。才外为满足DCM 和CCM 两种工作模式的需要，在单端

反激式电路设计中变压器采用EC3521 型磁芯、变比120:55:4，

在整体电路中，个别输出电路用于电压反馈控制，此外，利用

UC3844 脉宽调制芯片的控制芯片实现对稳压控制和峰值电流控

制的稳定输出。在设计中保障直流母线电压低于控制电压（约为

180V），以此保证在驱动信号不确定或者缺失时而不至于损坏开

关器件。

2 实验分析

选用磁芯EI33，频率40kHz．变比97:12:12:12:12:12:12:7，

初级电感量4.2mH ∕ 1kHz ；APF 功率单元为750V，输出电流60A

的七路输出的多路变压器用于测试该设计的有效运行性能。实验

过程中，在正常工作中APF 的功率单元为750V，在正常运行过程

中将电网电压突然跌至为0，其中DC ∕ DC 转换电路的输出设定

值为180V，DC ∕ DC 转换电压在电网突然停电的情况下，开始工

作，直流侧电能回馈到控制电路和驱动电路，经过一段时间后，直

流侧电压降至安全值，DC ∕ DC 转换电路停止工作。经现场进行

调试验证，采用交流电网和APF 功率直流母线双电源供电方式，

未出现因电网电压故障而导致器件损坏情况的发生，此外在电网

故障排除以后，有源电力滤波器(APF) 能够有效的运行。实验结

果表明：该电源方案，即该电源初级输入采用交流电网和APF 功

率直流母线双电源供电方式，其中驱动电源和直流母线反馈电源

均采用单端反激式DC ／ DC 变换电路。具有实现简单、工作可靠、

成本低的特点。

4 结论

有源电力滤波器(Active Power Filter，简称APF) 的控制

电源包括控制器用电源和功率器件驱动电源两部分，对控制电源

的要求非常的高，不仅需要其能够提供稳定安全的电压以供系

统正常的运行，此外对于零器件的选择和使用上也要求求经济性

和安全性，依据APF 供电电源的要求，为IGBT 驱动电源设计了一

种基于单端反激拓扑的多路输出DC ∕ DC 电源，为控制器选用了

通用开关电源。该系统电源初级输入采用交流电网和APF 功率直

流母线双电源供电方式，其中驱动电源和直流母线反馈电源均采

用单端反激式DC ／ DC 变换电路。由本文的研究结论我们不难发

现，采用用交流电网和APF 功率直流母线双电源供电方式的电源

初级输入，别且驱动电源和直流母线反馈电源均采用单端反激式

DC ／ DC 变换电路的有源电力滤波器对控制电源具有非常明显

的优势，适合在电网，尤其是工业用电网中的推广应用，具有非常

巨大的推广意义。

参考文献

[1] 刘进军，刘波，王兆安. 基于瞬时无功功率理论的串联混合型

单相电力有源滤 波器[J]. 中国电机工程学报1997（12）：

37-41.

[2] 吕利明，肖建平，钟智勇，等．高频开关电源单端反激变压器的

原理与设计方法叨．磁性材料及器件，2006，37 ：36-38．

[3] 刘建宝，赵录怀，邹晓松．基于双极型模式的新型定频积分有

源滤波器[J]．电力电子技术，2004，38(2) ：32—33．

[4] 钱挺，吕征宇，胡进，等．基于单周控制的有源滤波器双环控

制策略[J]．中国电机工程学报，2003，23(3) ：34—37．

[5] 钱挺。吕征字．新型有源滤波器的双向互补控制方案[J]．中

第8篇：直流稳压电源电路的设计范文

【关键词】Logidyn D；供电电源；基准电压

1.引言

衡钢89分厂连轧机、张减机核心传动均采用Logidyn D控制，然而在使用中多次因Logidyn D供电电源不稳定，造成热轧线全线停机，有时甚至造成直流传动系统Logidyn D的TCU、DCS、通讯板等核心部件全部烧毁，直接经济损失达100多万元。为防止此类事故再次发生，我们对Logidyn D的供电电源设计制作了一套保护系统。

2.系统分析设计

Logidyn D对供电电源的稳定性要求相当高，正常工作电压为5V,允许波动的范围为4.8V-6V，当超出正常工作电压的20%(6V)时会烧坏所有TCU、通讯板等；低于4.8V时会造成Logidyn D工作不稳定。

针对以上情况，为保护Logidyn D核心部件，我们设计了一套Logidyn D电源的保护系统，以防止5V电压的突然升高而损坏Logidyn D的核心部件。

3.系统工作原理

3.1 系统构成方框图与原理图

3.2 系统工作原理

(1)B为220V/15V变压器，经Z桥式整流、稳压块7812输出电压为直流12V，C1、C2、C3、C4为滤波电容。

(2)稳压块7812输出的12V的直流电压，经过电阻R1、R2分压，在比较器LM339的反相输入端V1提供5.57V的基准电压，被检测的电压经输入电阻R3加在比较器LM339的同相输入端V2。

(3)K为屏蔽启用开关，连接a启用监控、连接b作屏蔽。正常工作时比较器输入端电压V1>V2，输出端电压Vo为低电平0V，一旦V2>V1（被检测的电压高于基准电压）时，比较器输出电压Vo翻转为高电平12V，12V电压经过D5反馈作用于比较器LM339同相输入端，使V2>V1恒成立，从而锁定比较器LM339输出电压为12V，直至确认故障停电复位后才恢复。

(4)当Vo＝0V时，三极管S8050截止，线圈J1、J2失电常闭，保证直流稳压电源交流侧220V正常供电，一旦V2>V1（被检测的电压高于基准电压）时，这时Vo＝12V，此时三极管S8050导通，线圈J1、J2同时得电相应常闭触点J1、J2断开从而切断主电源，同时R9、D4线路接通，红色发光二极管D4闪烁，作报警指示。故当直流5V电压异常而高于5.57V的基准电压时因为有了可靠的双重保护，故不会损坏Logidyn D的核心部件。

(5)因为考虑到由于J1线川的意外损坏，或者其触点粘死的可能性还是存在的，故此电路中增加了与J1功能完全一样的J2，当直流5V电压异常而高于5.57V的基准电压时因为有了J1、J2的双重保护，故能可靠切断主电源而保护Logidyn D的核心部件。

(6)图中D3为续流二极管，为线川J1、J2释放能量提供回路。

3.3 防止5V电压低于4.8V的措施

因为LOGIDYN系统DC5V供电低于4.8V时会造成Logidyn D工作不稳定，故我们采取了如下措施：

(1)LOGIDYN系统DC5V供电电流达到30A，所以我们将线路重新设计与布置，尽可能的缩短线路以减少线路压降。

(2)增大线径，将原来6mm2的线换成10mm2的线，以进一步减少线路压降。

(3)在交流220V电源侧增加一台UPS稳压电源，能有效的保证直流5V电压的精度。

3.4 防干扰措施

在设计以上保护电路中，我们重点考虑了2个技术问题：A：能可靠动作而切断主电源（设计了D5反馈自锁电路与J1、J2双重保护电路）B：保证5.57V基准电压的精度与采取防干扰措施防止LM339误动作：

如果出现误动作会造成连轧机卡轧等事故。故我们在电路中采取以下措施：

(1)在稳压块7812前后都设计了滤波电容C1、C2、C3、C4以保证直流12V的质量与提高抗干扰性能；选用了性能较好的电阻R1、R2从而保证了5.57V基准电压的精度；

(2)在比较器LM339的同相输入端设计了滤波电容C5（0.1uf），以提高LM339抗干扰性能，防止出现误动作而造成事故。

4.结束语

调试过程中，在系统的直流电源侧人为加入干扰，电路中的接触器J1与J2都能够在很短的时间内动作，断开220V输入电源，对电源的突升起到了双重保护的作用，即切断主电源。

经过多次反复调试，每次都能顺利启动保护动作，实验验证了该装备的可靠性。目前该装置已在89分厂投入使用一年多，未出现LOGIDYN工作不稳定，或烧坏LOGIDYN核心部件的事件。

参考文献

[1]康华光.电子技术基础模拟部分(第四版)[M].北京高等教育出版社,1999.

[2]侯建军.数字电子技术基础[M].高等教育出版社,1996.

第9篇：直流稳压电源电路的设计范文

以“直流稳压电源”为载体，对运用Protel 99SE进行设计电路的方法进行了详细而深入的讲解。

关键词：直流稳压电源；Protel 99SE；设计电路的方法

中图分类号：

TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2015）11018002

0概述

Protel 99SE是电子设计自动化软件之一。它是电子设计工程技术人员设计和制作PCB常用的软件，能进行电路原理图绘制、电子元器件库和封装库制作、PCB设计等工作，功能完善。本文结合“直流稳压电源”电路讲述PCB设计的过程与方法。从电路原理图到PCB大致分为三个步骤，即绘制电路原理图、生成网络表、设计PCB。

1“直流稳压电源”原理图绘制

打开Protel 99SE软件，创建一个名为“直流稳压电源”的设计数据库文件。在“直流稳压电源.ddb”中，新建一个电路原理图文件，命名为“直流稳压电路.Sch”，打开该文件，设置图纸大小、规格等参数。

放置“直流稳压电源”电路需要的元器件，如果在现有的元器件库中没有找到相应的元器件，则需要载入新的元器件库。值得注意的是，如果软件自带的原理图元器件库中无法找到原理图所需要的元器件，则需要重新建一个新的元器件库文件，自己设计元器件。其元器件列表如图1所示。

将放置好的元器件按原理图的要求用导线、I/O端口、网络标号等连接起来，完成原理图的绘制。

绘制好的“直流稳压电源.Sch”如图2所示。

2电气规则检查与生成网络表

电气规则检查（Electrical Rule Check）是Protel 99SE提供的对电路进行电气规则检查，对电路规则、电路连接、网络标号等方面进行检测，确保电路的合理。电气规则检查可检查原理图中是否有电气特性不一致的情况。如果出现不合理的电气冲突现象，Protel 99SE会按照设计者的设置以及问题的严重性分别以错误（Error）或警告（Warning）等信息来提示设计者注意。其操作方法是执行菜单命令Tools＼ERC打开如图3所示的“Setup Electrical Rule Check”对话框。

该对话框包括Setup和Rule Matrix两个选项卡，它们主要用于设置电气规则的选项、范围和参数，然后执行检查。

网络表（Netlist）是各类报表中较为重要的一个，是电路原理图与PCB间的桥梁，是自动布线的基础。网络表的内容从主要为原理图中元件的数据（元件编号、元件类型或封装信息）以及元件之间网络连接的数据。执行菜单命令Design＼Create Netlist，弹出“Netlist Creation”对话框，如图4所示。

网络定义结束

网络定义以“（”开始，以“）”结束，将其内容包含在内。定义网络首先要定义该网络的各个端口。

3PCB设计

首先，新建一个PCB文件，确定电路板的边界、板层、布局、布线等要求。然后定义电路板的形状和大小。

然后加载网络表、按设计要求布局、布线。完成布线后，对元器件和走线做一些调整，为了方便调试和维修，对相应的线路进行敷铜。敷铜通常指以大面积的铜箔去填充布线后留下的空白区，可以铺GND的铜箔，也可以铺VCC的铜箔。包地则通常指用两根地线（TRAC）包住一撮有特殊要求的信号线，防止它被别人干扰或干扰别人。PCB图如图5所示。

敷铜是以大面积的铜箔去填充布线后留下的空白区，对于短路或容易烧毁的元器件，可以铺GND的铜箔，也可以铺VCC的铜箔（但这样一旦短路容易烧毁器件，最好接地，除非不得已用来加大电源。

4结语

Protel 99SE是电子类专业尤其是硬件设计工作者进行电路设计与制作的必备技能，需要长期的实践。

参考文献