直流穩壓電源設計要求

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直流穩壓電源設計要求范文第1篇

關鍵詞：直流穩壓電源 線性電源 開關電源 基本類型

一、線性直流穩壓電源

（一）晶體管串聯式直流穩壓電源。其在線性放大狀態工作，具備反應快，電壓穩定度高，負載穩定度高，輸出紋波電壓小，噪聲較小等特點。針對電路技術而言，其控制電路使用元件較少。針對調整管的開關特性，濾波器的高頻性能等要求較少，因此可靠性較高。其最大缺點是工作效率較低。只能通過降低調整管上的壓降，減少調整管上的損耗來提高效率。具體解決策略為：一是PNP和NPN晶體管互補：串聯式穩壓電源輸出電源電流較大時，通常調整管都要接成共集電極的達林頓組合管。因為在晶體管電參數相同情況下在保持電流放大倍數相等的情況下，互補連接的組合調整管的集射極壓降減少了，因而電源的效率得到提高；二是偏置法：一般共集電極組合管集射間的壓降一定程度上取決偏置電流。采用偏置連接法當輸出電流一定時可以有效的提高電源效率；三是開關穩壓器作前置予調節：在輸入-輸出電壓差比較大，輸出電流也比較大的場合，采用開關穩壓器作串聯式穩壓器的前置予調節也是提高電源效率的有效辦法。開關予調節還可以設置在電源變壓器的原邊。

（二）集成線性穩壓器。集成穩壓器在早期市場上應用較多，產量較大，主要分為半導體單片式集成穩壓器、混合式集成穩壓器兩類。兩類集成穩壓器的電路形式、封裝、電壓、電流規格各不相同。集成穩壓器分為定電壓、可調、跟蹤、浮動集成穩壓器多種。然而無論何種形式，其大都由基準電壓源、比較放大器、調整元件即功率晶體三極管和某種形式的限流電路組成。部分集成穩壓器內部還有邏輯關閉電路和熱截止電路。集成穩壓器與由分立元件組成的穩壓器比較，集成穩壓器的優點非常明顯，成本低，體積小，使用方便，性能好，可靠性高。

（三）恒流源網絡穩壓電源。恒流網絡穩壓是串聯穩壓電源的基本特點之一，其能夠有效提高電源穩定性，在集成穩壓器中應用較為廣泛。分立元件組成的串聯穩壓器大都應用了恒流技術。應用晶體管場效應管與恒流二極管等元件能夠實現恒流。恒流二極管在分立元件的串聯穩壓器中應用較為便利。

二、開關直流穩壓電源

開關直流穩壓電源主要指功率調整元件以“開、關”方式工作的直流穩壓電源。早期的磁放大器開關直流穩壓電源是利用鐵芯的“飽和”、“非飽和”兩種狀態進行“開、關”控制，是一種低頻磁放大器。此期間出現的可控硅相控整流穩壓電源也屬于開關直流穩壓電源。之后，高頻開關功率變換技術得以迅猛發展，出現了變換器方式的高頻開關直流穩壓電源。

（一）去除工頻變壓器。去除工頻電源變壓器而采用直接從電網整流輸入方式，是開關電源減少體積和重量的重要舉措之一。去除工頻變壓器已成為當代先進開關電源的基本特點。無工頻變壓器的開關電源與各種有工頻變壓器的直流穩壓電源相比，其具有體積小、重量輕、效率高等優點。開關電源的電路形式已實現多種多樣。從調制技術來看，其包括脈寬調制型、頻率調制型、混合調制型幾類，其中脈寬調制占絕大多數。目前出現了完全無變壓器的開關電源，即連高頻變換器都不需要。這種電源的最大特點是體積還可比現在的無工頻變壓器開關電源小的多，而且沒有繞制的變壓器等器件，能夠集成電路工藝制作。

（二）提高開關電源頻率。現代開關電源的最顯著特點是開關頻率不斷提高，無論是晶體管開關電源、可控硅開關電源、場效應管開關電源，均在實現向高頻化方向發展。隨著功率IGBT和MOSFET的出現，開關電源的工作頻率已從早期典型的20KHz逐步提高到兆赫范圍甚至G赫范圍。

（三）控制電路實現集成。早期開關電源的控制電路由分立元件構成，電路設計和調試維修都較為復雜，不利于開關電源的推廣應用。為了適應開關電源的迅速發展，集成化的開關電源控制電路被研制成功，而且功能日益完善。開關電源控制電路集成化，極大地簡化了開關電源的設計，提高了開關電源的電性能和可靠性，并且具有體積小、成本低等優點。

（四）關鍵元器件高頻化。為適應開關電源快速發展需要，開關電源應用的主要元器件也在快速發展，高頻化是其基本目標。開關電源中的開關元件-功率晶體管、可控硅、場效應管等均在提高工作頻率上發揮著重要作用。特別是功率管IGBT復合管，MOSFET場效應管的出現，最為引人注目，其不僅把開關頻率提高到1MHz-lGHz，并且具有開關特性好、驅動功率小、不存在二次擊穿、避免熱奔等特殊優點。此外，大電流肖特基勢壘的出現極大地改善了低電壓電流開關電源的整流效率，其具有開關速度快、反向恢復時間短，正向壓降地等優點。在濾波過程中，電容器等器件也要在材料、結構工藝諸方面進行研制，以適應開關電源高頻化需求。

（五）實現全數字化控制。開關電源的控制已從模擬控制，模數混合控制，發展為全數字控制階段。全數字控制是未來的發展趨勢所在，并且已在許多功率變換設備中得到廣泛應用。然而，過去數字控制在DC/DC變換器中應用較少。近年來，開關電源的高性能全數字控制芯片已經逐步開發應用，歐美已有多家公司開發并制造出開關變換器的數字控制芯片及軟件。全數字控制數字信號與混合模數信號相比能夠標定更小量，芯片價格較低；針對電流檢測誤差能夠實現精確數字校正，電壓檢測更為精準；能夠實現快速靈活的控制設計等。

直流穩壓電源設計要求范文第2篇

關鍵詞：變壓；整流濾波；穩壓；

中圖分類號：S611 文獻標識碼： A

1、引言

直流穩壓電源是電子技術常用的設備之一,廣泛的應用于教學、科研等領域。傳統的直流穩壓電源功能簡單、難控制、可靠性低、干擾大、精度低且體積大、復雜度高。普通直流穩壓電源品種很多, 但均存在以下問題: 當輸出電壓需要精確輸出, 或需要在一個小范圍內改變時(如1. 05～ 1. 07V ) ,困難就較大。二是穩壓方式均是采用串聯型穩壓電路, 對過載進行限流或截流型保護, 電路構成復雜,穩壓精度也不高。

傳統的直流穩壓電源通常采用電位器和波段開關來實現電壓的調節,并由電壓表指示電壓值的大小. 因此,電壓的調整精度不高,讀數欠直觀,電位器也易磨損.而基于單片機控制的直流穩壓電源能較好地解決以上傳統穩壓電源的不足。隨著科學技術的不斷發展,特別是計算機技術的突飛猛進,現代工業應用的工控產品均需要有低紋波、寬調整范圍的高壓電源,特別是在一些高能物理領域,急需電腦或單片機控制的低紋波、寬調整范圍的電源。

從上世紀九十年代末起，隨著對系統更高效率和更低功耗的需求，電信與數據通訊設備的技術更新推動電源行業中直流/直流電源轉換器向更高靈活性和智能化方向發展。在80年代的第一代分布式供電系統開始轉向到20世紀末更為先進的第四代分布式供電結構以及中間母線結構，直流/直流電源行業正面臨著新的挑戰，即如何在現有系統加入嵌入式電源智能系統和數字控制。

在家用電器和其他各類電子設備中，通常都需要電壓穩定的直流電源供電。但在實際生活中，都是由220V 的交流電網供電。這就需要通過變壓、整流、濾波、穩壓電路將交流電轉換成穩定的直流電。濾波器用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般傳統電路由濾波扼流圈和電容器組成，若由晶體管濾波器來替代，則可縮小直流電源的體積，減輕其重量，且晶體管濾波直流電源不需直流穩壓器就能用作家用電器的電源，這既降低了家用電器的成本，又縮小了其體積，使家用電器小型化。

2、方案論證與比較：

方案一: 采用單級開關電源，由220V交流整流后，經開關電源穩壓輸出。但此方案所產生的直流電壓紋波大，在其后的幾級電路中很難加以抑制，很有可能造成設計的失敗與技術參數的超標。

方案二：并聯式穩壓電源，電路簡便易行，所用元器件相對較少，當負載電流恒定時穩定性相對較好，其突出優點就是可承受輸出短路。但是效率低于串聯式穩壓電源，輸出電壓調節范圍較小，尤其是在小電流時調整管需承受很大的電流，損耗過大，因而不能采用。

方案三：串聯式穩壓電源，利用可調的三端式集成穩壓器先提供穩壓電壓和小電流，再通過三極管擴流的方式使之提供大功率。由于集成穩壓器通常內部已有各種保護電路，輔助電路就可以簡化。其次想采用經典的分立式元件形式，因為在理論課及實驗室中看到的大多是這種電源，并且具體電路形式很豐富，可借鑒的結構也較多。

比較以上幾種方案，決定采用方案三，即經典的串聯式穩壓電源，穩扎穩打，力爭做好。

3、硬件電路的組成與設計

直流穩壓電源一般由電源變壓器、整流濾波電路及穩壓電路所組成。

我國電網供電電壓交流220V(有效值)50Hz，要獲得低壓直流輸出，首先必須采用電源變壓器將電網電壓降低獲得所需要交流電壓。降壓后的交流電壓，通過整流電路變成單向直流電，但其幅度變化大（即脈動大）。脈動大的直流電壓須經過濾波電路變成平滑，脈動小的直流電，即將交流成份濾掉，保留其直流成份。濾波后的直流電壓，再通過穩壓電路穩壓，便可得到基本不受外界影響的穩定直流電壓輸出，供給負載RL。

3.1電源變壓器

電源變壓器的作用是將來自電網的220V交流電壓變換為整流電路所需要的交流電壓。

本設計方案所需要用到的降壓變壓器是將電網交流電壓220V變換成復合需要的交流電壓，此交流電壓經過整流后可獲得后級電路所需要的直流電壓12V。

由于所需的直流電壓比起電網的交流電壓在數值上相差較大，考慮到穩壓部分中的集成穩壓器須在輸入電壓≥10V 時才能使輸出電壓為0.7V～9V。所以，降壓后的電壓設為10V～12V，才能達到要求輸出的電壓為0V～10V，即該部分電路采用變壓器把220V交流市電變為約10V 的低壓交流電，作為電源的輸入電壓。變壓器原輔線圈的匝數比為：

N1/N2 = U1/U2 = 220V/10V≈22/1

電路中的保險絲可起到保護電源的作用，當電流大于0.5A 時，保險絲熔斷，從而防止電源燒壞。電源變壓器的效率為：

其中：是變壓器副邊的功率，是變壓器原邊的功率。

一般小型變壓器的效率如表1所示，因此，當算出了副邊功率后，就可以根據下表算出原邊功率。

表1小型變壓器的效率

3.2整流濾波電路

整流電路將交流電壓變換成脈動的直流電壓。再經濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。

如圖所示，在本設計中采用四個二極管組成橋式整流電路，利用單相橋式整流電路把方向和大小都大小都變化的50Hz的交流電變換為方向不變但大小仍有脈動的直流電。其優點是電壓較高,紋波電壓較小,整流二極管所承受的最大反向交流電流流過,變壓器的利用率高。濾波電路：利用儲能元件-電容C兩端的電壓不能突變的性質,采用RC濾波電路將整流電路輸出的脈動成分大部分濾除,得到比較平滑的直流電。

圖2橋式整流橋電路

直流電壓與交流電壓的有效值間的關系為：

在整流電路中，每只二極管所承受的最大反向電壓為：

流過每只二極管的平均電流為：

其中：R為整流濾波電路的負載電阻，它為電容C提供放電通路，放電時間常數RC應滿足：

其中：T = ms是50Hz交流電壓的周20期。

3.3穩壓電源電路

三端穩壓器各項性能指標的測試

輸入電壓u2受負載和溫度發生變化到影響而發生波動時，濾波電路輸出的直流電壓VI會隨著變化。因此，為了維持輸出電壓VI穩定不變，需要對電壓進行穩壓。穩壓電路的作用是當外界因素（電網電壓、負載、環境溫度）發生變化時，能使輸出直流電壓不受影響，而維持穩定的電壓輸出。穩壓電路一般采用集成穩壓器和一些元件所組成。采用集成穩壓器設計的穩壓電源具有性能穩定、結構簡單等優點。

三端穩壓器的引腳及其應用電路見附錄圖3。

7806為三端式集成穩壓器，這種集成穩壓器的輸出電壓是固定的，在使用中不能進行調整。W78系列三端穩壓器輸出正極性電壓，一般有：5V、6V、8V、9V、10V、12V、15V、18V、24V，輸出電流最大可達1.5A（加散熱片）。若要求輸出負電壓，可選用W79系列穩壓器。圖3是7806的外型和三個引出端，其中：

1―輸入端（不穩定直流電壓輸入端）；

2―輸出端（穩定直流電壓輸出端）；

3―公共端；

圖3三端式集成穩壓器

它的主要參數有：輸出直流電壓Uo=6±5%；最大輸入電壓Uimax=35V； 電壓最大調整率Su=50mV；靜態工作電流Io=6mA； 最大輸出電流Iomax=1.5A；輸出電壓溫漂ST=0.6mV/oC。

3.4穩壓系數的測量(調節輸出電壓為5V時)

按圖所示連接電路， 在u1=220V時，測出穩壓電源的輸出電壓Vo，應改變電源電壓上升和下降10%，分別測量穩壓電源的輸出電壓VO，RL=100Ω。在實驗室調節交流不太方便時,可采用變壓器的次級變換的方法,如①②腳電壓為18V,測量一次,記下VO1.再更換到③①腳測量一次VO2, 將測量的結果填入表5中。則穩壓系數為：

SV=(ΔVO/VO)/(Δu1/u1)

表2

3.5輸出內阻的測量(調節輸出電壓為5V時)

按圖4所示連接電路，保持穩壓電源的輸入電壓不變 ，在不接負載RL時測出開路電壓Vo1，此時Io1=0，然后接上負載RL，測出輸出電壓Vo2和輸出電流Io2，測量結果填入表3中。則輸出電阻為：

RO=-(VO1-VO2)/(IO1-IO2)=(VO1-VO2)/IO2

表3

3.6紋波電壓的測量(調節輸出電壓為6V時)

用示波器觀察Vo的紋波峰峰值，（此時Y通道輸入信號采用交流耦合AC），測量Vop-p的值（約幾mV）。

4、直流電源系統原理圖

直流穩壓電源設計要求范文第3篇

【關鍵詞】穩壓電源；設計；參數

任何電子設備的工作都離不開直流電源，晶體管、集成電路正常工作都需要直流電源供電。提供直流電的方法主要有干電池和穩壓電源兩種。干電池具有輸出電壓穩定便于攜帶等優點但是其容量低壽命短的缺點也十分明顯。而直流穩壓電源能夠將220V交流電轉換為源源不斷的穩定的直流電.它由變壓、整流、濾波、穩壓四部分電路等組成。參考電路如圖1所示。

1.變壓

穩壓電源的輸出電壓一般是根據儀器設備的需要而定的，有的儀器設備同時需要幾種不同的電壓。單獨的穩壓電源，其輸出電壓在一定的范圍內可以調節，當調節范圍較大時，可分幾個檔位。因此，需要將交流電通過電源變壓器變換成適當幅值的電壓，然后才能進行整流等變換，根據需要，變壓器的次級線圈一般都為兩組以上選用合適的變壓器將220V±10%的高壓交流電變成需要的低壓交流電，要滿足電源功率和輸出電壓的需要，變壓器選用應遵循以下原則：

（1）在220V±15%情況下應能確保可靠穩定輸出。一般工程上變壓、整流和濾波后的直流電壓可以按下面情況確定：

一是要考慮集成穩壓電路一般是要求最小的輸入輸出壓差；二是要考慮橋式整流電路要消耗兩個二極管正向導通的壓降；三是要留有一定的余量。輸出電壓過高會增加散熱量，過低會在輸出低壓時不穩定，由此來確定直流電壓.

（2）變壓器要保留20%以上的電流余量。

2.整流

是將正弦交流電變成脈動直流電，主要利用二極管單向導電原理實現，整流電路可分為半波整流、全波整流和橋式整流。電源多數采用橋式整流電路，橋式整流由4個二極管組成，每個二極管工作時涉及兩個參數：一是電流，要滿足電源負載電流的需要，由于橋式整流電路中的4個二極管是每兩個交替工作，所以，每個二極管的工作電流為負載電流的一半；二是反向耐壓，反向電壓要大于可能的最大峰值。

（1）電流負載ID>IL；

（2）反向耐壓為變壓器最高輸出的峰值VD>V2。

3.濾波

濾波的作用是將脈動直流濾成含有一定紋波的直流電壓，可使用電容、電感等器件，在實際中多使用大容量的電解電容器進行濾波。圖中C2和C4為低頻濾波電容，可根據實驗原理中的有關公式和電網變化情況，設計、計算其電容量和耐壓值，選定電容的標稱值和耐壓值以及電容型號（一般選取幾百至幾千微法）。

C1和C3為高頻濾波電容，用于消除高頻自激，以使輸出電壓更加穩定可靠。通常在0.01μF～0.33μF范圍內。

（1）低頻濾波電容的耐壓值應大于電路中的最高電壓，并要留有一定的余量；

（2）低頻濾波電容C2選取應滿足：C2≥（3～5）；RL為負載電阻，T為輸入交流電的周期。對于集成穩壓后的濾波電容可以適當選用數百微法即可；

（3）工程上低頻電容C2也可根據負載電流的值來確定整流后的濾波電容容量，即：C2≥（IL/50mA）×100uF。

4.穩壓

經過整流和濾波后的直流電壓是一個含有紋波并隨著交流電源電壓的波動和負載的變化而變化的不穩定的直流電壓，電壓的不穩定會引起儀器設備工作不穩定，有時甚至無法正常工作。為此在濾波后要加穩壓電路，以保障輸出電壓的平穩性。穩壓方式有分立元件組成的穩壓電路和集成穩壓電路。分立元件組成的穩壓電路的穩壓方式有串聯穩壓、并聯穩壓和開關型穩壓等，其中較常用的是串聯穩壓方式。

（1）串聯穩壓電路

串聯穩壓電路工作框圖如圖2所示，它由采樣電路、基準電壓電路、比較放大電路和調整電路組成。

（2）集成穩壓器

隨著集成工藝技術的廣泛使用，穩壓電路也被集成在一塊芯片上，稱為三端集成穩壓器，它具有使用安全、可靠、方便且價格低的優點。

三端穩壓器按輸出電壓方式可分為四大類：

①固定輸出正穩壓器7800系列，如7805穩壓值為+5V。

②固定輸出負穩壓器7900系列。

③可調輸出正穩壓器LM117、LM217、LM317及LM123、LM140、LM138、LM150等。

④可調輸出負穩壓器LM137、LM237、LM337等。

直流穩壓電源設計要求范文第4篇

關鍵詞：“教學做”一體化；直流穩壓電源；自主探究

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2012）08-0087-02

課程與教學理念

《電子技術基礎與技能》課程 “直流穩壓電源”是中職國家規劃教材《電子技術基礎與技能》第四章的內容。《電子技術基礎與技能》是集理論、技能教學于一身的課程。針對電子技術應用專業的特點，應以在生產一線從事電子產品設計與生產的技能型人才所必需的知識、能力和素質要求為基本依據，以完成一個真實的項目為主線，整合優化本課程的教學內容，設計教學環節與教學方法，提高學生發現、分析和解決問題的能力，從而使學生形成嚴謹的探究意識，提升學生職業能力。

教學理念 鑒于本課程理論實踐一體化的特點，應將“教學做”一體化理念貫穿整個教學過程，如圖1所示。把直流穩壓電源作為一個項目，分成若干個學習單元，每個學習單元又遵循學習規律，小步走，步步遞進，逐步實現，最后達成教學的最終目標。在教學時，應以學生自主學習為主線，通過一個個學習任務驅動，讓學生在做中體會、聯系實際，激發學生的情感參與，增強學生的團結合作意識，培養學生的創新精神。

教學目標及教學重點、難點

教學目標 根據本節課的教學內容及特點，筆者參照布盧姆提出的行為目標分類體系，將本節課的教學目標劃分為如下三個層次：認知領域、動作技能領域及情感領域，如表1所示。

教學重點和難點 教學重點是利用實際電路的安裝和測試，學習電子技術基礎理論知識和方法；教學難點是串聯型穩壓電路原理的探究。

教學資源準備與教學方法

教學資源準備 （1）環境資源：學生在電子電工實訓室上課、學習、實訓。（2）信息資源：在生活、課堂、書本之外通過多渠道獲取整流電路相關信息，如圖書館、互聯網。（3）設備資源：電子電工實訓臺、萬用表、示波器、電烙鐵等。（4）材料資源：萬能板、直流穩壓電源PCB板、焊錫絲、整流二極管、三極管、變壓器、發光二極管、電阻等元器件。

教學方法 （1）項目教學、做中悟理：采用一個教學項目貫穿整個教學過程的方法。整個項目分成四個學習單元，每個學習單元前后聯系，從陌生元器件識別、檢測、特性的研究，到電路的組成、安裝、測試，再到對測試結果進行研究、分析和討論，最后探究電路原理。這樣，做到做中學、做中教、“教學做”一體化，理論聯系實踐，實踐探究理論，培養和提高學生學習電子技術理論和實踐操作技能。（2）自主探究、引導發現：通過本項目的學習，學生不僅要掌握器件檢測、安裝焊接技能，更要掌握電子技術基礎理論，所以，培養學生學習方法和思路顯得尤為重要。自主探究、引導發現的教學方法能更好地發揮學生的主動性，促進知識內化，激發興趣，提升學習能力。

教學過程設計與成果

教學過程設計 （1）根據直流穩壓電源的組成和功能，分成四個學習單元開展教學，如圖1所示。每個學習單元前后聯系緊密，逐個推進，層層深入，最后實現整個教學目標。（2）每個單元具體教學過程設計如圖2所示。（3）直流穩壓電源電路每個單元的學生活動和教師活動如表2所示。

教學評價與反思

教學評價 以就業為導向，實施有效的評價策略，能起到更好地促進學生職業能力發展的效果。每個學習單元為一個階段，每個階段都進行三方面的評價：（1）知識目標達成度評價。根據直流穩壓電源知識目標要求，對學生掌握情況進行評價，可以采用書面試卷的形式考核。（2）技能目標達成度評價。根據直流穩壓電源電路安裝與調試的技能要求，對學生的動手實踐技能進行評價，可以采用自評、小組評、教師評等形式進行。（3）情感態度評價。根據情感態度目標，對學生的參與狀態、協作狀態、思維狀態和情感狀態等進行評價，也可以采用自評、他評、教師評的形式進行。最后進行總體評價，評價出“焊接技術最優”線路板和“性能最優”線路板、“知識掌握最優個人”等。

教學反思 （1）項目教學、做中悟理的教學方法，增強了學生的主體意識，提高了學生的學習積極性，學習效果事半功倍。同時，學生在完成項目的過程中，通過自由討論，互相學習，不僅增進了相互了解，還加強了團隊的合作意識。更重要的是，項目的完成改變了學生的學習模式，提高了學生的自學能力和創新能力。（2）自主探究、引導發現的教學方法，是以一個完整的項目為主線，以學生為主體，以教師為主導的教學法。因此，在完成項目的過程中，教師不僅要教授學生知識和技能，更要讓學生學會自主學習和獨立正確操作。（3）通過學習單元的逐個遞進，不斷地提出問題、分析問題和解決問題，驅動學生主動地去學習，不但可以使學生掌握許多新的基本知識與技能，同時可給他們營造了一種競爭的環境，在完成每個學習單元的過程中，使學生不斷地獲得學習的自信和創新的動力。

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直流穩壓電源設計要求范文第5篇

【關鍵詞】單片機 穩壓電源 連續可調 ADC

經過前期的調查研究統計，發現大多高校的電工實驗設備在進行戴維南定理驗證實驗過程當中當兩個電源同時作用時造成低電壓電源輸出升高的問題，例如我校的電工實驗設備在進行該實驗的過程中，當電源一（6V）與電源二（15V）兩電源同時作用一系統時往往會造成電源一電壓升高從而造成實驗結果不正確。而且大多高校使用的電工實驗設備與我校的電工實驗設備原理相同，都存在上述問題。遂開發出基于STC89C51單片機的數字化控制的電工實驗用可灌入式穩壓電源，使實驗過程中電源一輸出穩定，從而保證實驗結果準確。

該項目最大的特色及創新點是創造性的以單片機為核心，組成數據處理電路，在檢測與控制軟件支持下，通過對電源電壓進行數據采樣與設定數據比較，從而調整和控制電工實驗設備中電源的輸出。

采用模擬電路的可調穩壓電路是用一個多檔開關來控制輸出電壓，而所謂的顯示系統只是再多檔開關的每個檔的旁邊注明電壓值。隨著電子行業的發展，他不耐用的弊端已經使它逐漸離開了歷史的舞臺。

一、系統硬件部分

（一）STC89C51主控部分。

STC89C51主控部分是系統控制核心，主要負責對電工實驗設備的輸出電壓進行采樣并與手動設定的參考電壓進行對比，而后通過控制數字電位器的阻值來實現對穩壓電源的調節，并且對輸出的電壓值進行實時顯示。STC89C51是一種帶4K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用高密度非易失存儲器制造技術工藝，與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，STC的STC89C51是一種高效微控制器。

（二）采樣電路。

圖2 采樣電路

（三）變壓穩壓電路。

變壓電路將工頻220V/50Hz電壓經過降壓、整流、濾波后輸入給穩壓芯片。LM317是應用最為廣泛的電源集成電路之一，它不僅具有固定式三端穩壓電路的最簡單形式，又具備輸出電壓可調的特點。此外，還具有調壓范圍寬、穩壓性能好、噪聲低、紋波抑制比高等優點。LM317是可調節3端正電壓穩壓器，在輸出電壓范圍1.2伏到37伏時能夠提供超過1.5安的電流，此穩壓器非常易于使用，故本設計采用LM317為穩壓芯片。

（四）直流穩壓輸出控制電路。

數字電位器也稱數字可編程電阻器，是采用CMOS工藝制成的數字-模擬混合信號處理集成電路，能在數字信號的控制下自動改變滑動端的位置，從而獲得所需要的電阻值。數字電位器本身就是一個包含控制接口、存儲器和電阻的系統，它是通過軟件和控制接口進行編程的，因此，在調節過程中不會產生電噪音。故本項目采用數字電位器控制輸出電壓。

二、結束語

本系統操作自動化，系統的整個測量過程如數據的采集、傳輸與處理以及顯示等都用微控制器來控制操作，實現測量過程的全部自動化。本設計具有友好的人機對話能力。與此同時，智能直流穩壓電源還通過顯示屏將儀器的測量數據的處理結果及時告訴操作人員，使系統的操作更加方便直觀。

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