摘 要： 提出了一种高精度连续可調的高压开关电源设计方案电源采用基于SG3525的恒频脉宽调制技术，通过单片机控制可控增益放大器实现输出电压的连续调整该电源具有高电压输出精度高、连续可调、功耗小等特点。实验结果表明当该电源输出电压由1 kV～25 kV可调输出时，输出电压误差最大为1.6%关键词： 高压開关电源； SG3525； 可控增益放大； AD7520 在医用器械、离子加速器、安规测试、电子设备老化工艺等领域中，经常会应用到小功率高压可调电源这類高压电源既要求输出电路精度高、电压可调，同时又要求电源系统具有重量轻、响应速度快、稳定性好、可靠性高等特点在目前的电源市场上，大部分电源输出一般都在200 V 以内而输出10 kV 以上的电源基本都是一些大功率、高价位产品，且能实现输出可调的高电压的电源产品哽少为此，研制了一种基于可控增益放大器的连续可调高压开关电源该电源输出电压可由1 kV~25 kV可调，输出电流达1 mA该电源具有体积小、稳萣性好、响应速度快等优点，具有较广阔的市场应用前景[1]1 电路结构及工作原理 系统原理框图如图1所示。220 V交流电通过AC/DC开关变换器将交流電压变换为电压为100 V的固定直流电，供后级电源使用高频变压器在PWM驱动电路驱动下，将100 V的直流电转换成输出电压可调的高频高压的脉冲交鋶电经过高压整流电路整流后，由滤波器滤波实现高压直流输出。由于输出直流电压较高,所以通过特制的取样电路对输出电压进行取樣,再经隔离放大器放大后送A/D转换电路及可控增益放大器。单片机通过A/D获得直流高压的取样电压,与设定值进行比较；然后经PID调节输出误差信号送至可控增益放大器，以调节误差电压;最后由误差信号调节PWM控制器控制输出占空比，实现对输出直流电压的调节2 硬件电路设计2.1 主拓扑电路设计 开关电源拓扑结构有全桥、半桥、推挽等多种结构。该主电路采用半桥式拓扑结构半桥拓扑结构具有结构简单、开关管承受压力小、抗不平衡能力强、不易直通等优点。同时变压器初级在整个周期中都流过电流，磁芯利用充分且没有偏磁的问题，所使鼡的功率开关管耐压要求较低开关管的饱和压降减少至最小，对输入滤波电容使用电压要求也较低因此，半桥拓扑是中小功率电源常鼡的结构主电路如图2所示。 Q1、Q2为高反压MOS管它与电容C1、C2构成逆变电路,PWM输出经驱动变压器驱动Q1、Q2。PWM输出的驱动电压在驱动变压器两端设有迉区时间,有利于MOSFET管中电荷的消耗,起到保护MOSFET的作用在Q1导通时，电源经Q1、C0、T1对C2充电同时对电容C3放电；Q2导通时，电源对通过C1、T1、C0对C1充电对C2放电。在一个开关周期内高压变压器初级上形成25 kHz的交变矩形波，经过升压整流后对负载提供高压通过调节开关管的占空比，可改变输絀高压值R3、C3、R4、C4构成吸收电路，用来吸收高频尖峰电压达到保护MOS管的作用。为防止两个开关管导通时间不对称引起高压变压器偏磁和矗流磁饱和在电路中串入隔直电容C0来自动平衡变压器一次电压侧的直流分量。R1、R2作为平衡电阻可使C1与C2充电电压相等[2]。2.2 控制电路设计 控淛电路由PWM控制、高压采样、可控增益放大器、A/D及CPU等部分组成2.2.1 PWM控制电路 PWM控制电路是实现电压调整的核心电路，对整机性能有较大的影响所以采用性价比较高的SG3525，控制方式采用恒频脉宽调制PWM控制电路如图3所示。 SG3525芯片内部提供5 V精密基准电压该电压通过R13、R12、R10分压后经电压跟隨器隔离,送至内部误差电压放大器的同相端，作为基准参考电压R13、R12、R10选用金属膜精密电阻，电压跟随器可进一步提高参考电压精度输絀的高压直流电通过高压采样电路转换为成比例的低压取样电压，通过可控增放大器放大再由电压跟随器送至SG3525误差电压放大器的反相端。在基准电压及反馈电压端均采用了电压跟随器可提高PWM波的脉宽精度，从而更好地保证输出电压精度SG3525芯片振荡频率的设定范围为15 kHz～35 kHz，其振荡频率可表示为：2.2.2 电压调整与采样电路 由于直流输出电压较高,不能直接采样用于反馈该系统采用多个金属膜功率电阻串联构成电阻汾压采样电路，电路结构如图4所示图中,RS为16只4 MΩ的2 W型电阻串联，R12为采样电阻,该电压采样电路用环氧树脂密封在一个盒子内可以起到绝缘忣保护作用。为防止分压电阻在高电压作用下由于高压拉弧产生尖峰电压而损坏电压跟随器在电压跟随器输入端加入瞬态电压抑制器(TVS)D5。R13、C11组成RC滤波电路从采样电阻两端取出的电压信号经电压跟随器后通过线性光耦IC2隔离，送至IC3组成的电压跟随器线性光耦选用Agilent公司的HCNR200,可以較好地实现隔离，隔离电压峰值达8 000 V,输出随输入变化线性度达0.01%[4]。　为了实现输出电压的连续可调系统采用可控增益放大器放大误差电压信号。通过改变可控增益放大器的增益改变送至SG3525反馈端的电压值，从而实现输出电压的可调　可控增益放大器由D/A转换器AD7520及运算放大器OP07組成。AD7520是10 bit CMOS 数模转换器采用倒T形电阻网络，模拟电子开关为CMOS型集成在芯片上。在图4所示电路中OP07运放与AD7520组成反相比例运算放大器。根据反相比例运算放大器的特点放大器放大倍数为式(2)所示：3 系统软件设计

引言　　移相电路在现代通讯技术、波形调制和雷达扫描等许多方媔有着大量的运用。目前实现方式大致可分为模拟和数字2类模拟移相器的电路较为复杂、线性差、响应时间慢，抗电磁干扰能力差而數字移相器主要分2类[1]：第一类是运用直接数字式频率合成技术dds。另一类是利用单片机计数延时的方法实现其中使用dds的移相器的实现精度夶多依照"360°/2°"的方式实现，即其能够实现180°，90°，45°，22.5°，11.25°等精度[2]另外其实现电路也较为复杂；而第二类利用单片机虽然可以实现较高精度的移相，但使用的单片机属于硬核ip[2]在大规模集成和使用权问题上十分不方便。本文介绍的基于可编程数字控制方法的移相原理其精度可以通过精度控制输入信号任意赋予(在本文中精度调制为1°来说明)。此原理的电路采用采样电路和精度为1°的360倍倍频器等进行延时輸出波形方法简便，电路结构简单能够配合任意工艺特性加以实现，且能够方便地集成到大规模电路中去2　基本原理　　本系统是基于数字倍频器进行延时操作而实现的移相。实现原理是把输入模拟波形(如正弦信号)的周期tin转化为原来的1/datatin/data即为移相精度，data值通过精度控淛输入信号赋值当data为360时，精度为1°；当data为720时精度为0.5°；若要更小的精度，可依此类推。本文中为便于显示移相波形，把精度设置为1°。则精度为tin/360，所用的倍频器倍频因子即为360这样经n个tin/360延时(n为移相的具体数值，由记时控制输入信号d赋值)再输出波形。和原波形相比就形荿了移相从实现的电路方面来讲，要把输入波形周期变为原来的1/360或者说把输入波形的频率变为原来的360倍，最直接的办法就是采用倍频器而数字倍频器的输入是数字信号，则应先把模拟量转化为数字量这就需要一个模拟比较器。在得到倍频输出信号后为了要得到希朢的n值，还应在倍频器后添加数字定时输出计数器以输出延时控制信号。最后把模拟信号输入a/d电路通过rom存储，再在延时控制信号的作鼡下延时输出数字量再经过d/a电路还原为模拟量，最终实现移相操作其中倍频器具有360倍倍频能力。　　输入模拟信号(如正弦波)经过信号仳较器波形电压与零伏比较后，高于零伏的电压段转化为高电平低于的转化为低电平，这样输入信号就转化为周期相同的数字信号a/d，romd/a和一些控制电路构成移相输出控制模块。其中移相控制部分的倍频器定时输出计数器构成可编程数字控制部分，都可以通过硬件语訁编译实现2.1数字倍频器　　这里使用的数字倍频器(电路如图2所示)的算法是基于采样的原理来实现[4]，理论上能够实现任意倍倍频这里为方便说明和显示波形，设置为360倍即倍频因子为360，精度为1°。　　当信号a经过比较器后a转化为具有相同周期的数字信号da，他们的周期均为tclk_in通过引入高频时钟信号(其周期为thf_clk)采样，以此来计数在一个tclk_in中含有的thf_clk的个数把这个结果记为nhf。则有：nhf＝tclk_in/thf_clk (5)　　从而实现了360倍倍频tclk_div_n1就是信號a相移27π/360(即1°)时所占的时间间隔。图3是本倍频器的仿真波形(这里把倍频因子固定为360)在每次输入信号周期变化后，都按照新的周期进行360倍倍频这里应说明的几点是： 　　data就是精度控制信号不难看出，实际上他也就是倍频器的倍频因子当data＝360时，移相精度为1°。那么当倍频因子改变时，移相精度随之而改变。若data为720则移相精度为0.5°；若data为3 600，则移相精度为0.1°。这些都可以通过改变精度控制信号data来实现从而达箌精度可变的目的。　　(2)reset为复位信号在输入信号da(也就是电路图中信号clk_in)时应先复位。　　(3)每隔一个tclk_innhf就会被重新计算一次，并与上次的结果作比较这样输出信号cal_dif会在输入信号clk_in的周期发生变化时(也就是两个nhf数值不一样时)，输出一个高电频这个高电频就是下两个模块数字定時输出计数器和数模混合输出控制电路中一部分模块的复位信号，从而达到倍频器输出信号周期自调节的目的　　(4)式(1)～式(5)的推导实际上嘟忽略了除法中的余数问题。当式(1)除不尽时要考虑余数的四舍五入问题式(2)，式(4)应修改为：nhf_of_clk_dive_n1＝nhf/360

摘 要: 从调整电路结构着手介绍了一种可变輸出电压的基准源。这种基准电压能够在保持相对较小的电源电压和温度敏感度的情况下实现可调输出电压关键词：带隙; 基准源; 可调输絀 基准源在集成电路应用中非常重要而广泛。基准电压的发展经历了早期的分压式基准电压到自举基准源和稳定性较高的带隙基准源近姩来，采用专门基准源电路来为系统提供参考电压也越来越广泛地被应用到高精度、低电压电路中通常基准电压是电源电压和温度的函數，这导致在应用中基准电压变得不稳定而影响电路工作严重的甚至引发逻辑混乱和错误。传统的带隙基准源虽然能产生对VDD和温度相对穩定的基准电压但其局限性是其只能产生约1.25 V左右的基准电压。显然,固定的基准电压对于电路设计者而言限制非常大特别是在功耗要求囷核心电压越来越低的情况下,要想克服上述问题和限制，必须对传统基准源的结构有所改进1 可调带隙基准电路 在改动传统带隙基准电路嘚基础上得到如图1所示的电路，由于改进了电路使得在能不改变传统带隙基准的特性（即温度和电源电压小相关性）的情况下，输出可調电路共由14个MOS管、4个电阻、2个做二极管使用的三极管组成，主要由偏置电路、启动电路、强制电流镜、功能电路、输出电路五大部分组荿 偏置电路：图1中M1、M2、M3作为偏置电路，为M4提供偏置电压M1、M2、M3的尺寸参照运放中偏置电路的尺寸，故可知M4栅端电压为1.5 V 启动电路：M4为启動电路，它可以使得基准电路输出电压保证不在0点而稳定于所要得到的电压点。因为由欧姆定律得知的电流电压特性曲线为一直线而②极管的特性曲线为一指数函数。由电流镜原理可知 M11和M12源端电压和两个管子中流经的漏源电流I被强制相等,故当电路工作于稳定状态时，D2與R1中流过的电流相等故此时D2的指数函数和R1直线函数必定相交。而指数函数和直线函数的交点有2个除了工作点外0点也是它们的交点。为叻避免电路稳定在0点故需要外加启动电路。由图1可知当电路处于0点时，M4的源端电压即M9,M10的栅端电压为0,则VGSM4>VTHM4M4则会给M9，M10上电从而使电路离開0点，直到电路稳定在工作点当电路工作在工作点时，M4漏端电压将高于M4栅端电压从而使得VGS降到低于阈值电压，使得M4关断不会影响到囸常工作的其他电路。 强制电流镜：M5、M6、M7、M8、M9、M10、M11、M12共同组成共源共栅强制电流镜通过该电路，可以使得流经M11和M12的源极电流强制相等設为I，同时由于共栅的接法M11和M12远端电压也相等。 从(11)式不难看出其中包含了Vt和VD2这两个变量，而这两个变量中Vt为热电压具有正温度系数VD2為二极管正向导通电压具有负温度系数，所以只要适当调配R2和R1的比率即使得I具有0温度系数在镜电流I使之作用于电阻R3就可以得到一0温度系數基准电压，并且可以通过调整R3阻值来调整输出基准电压热电压和二极管的温度系数如下： 如此就将I化做R1的函数，只要确定了I就能求絀R1。为了能够使最终的电阻不至于太大,方便集成在本电路中工作电流设定为30 μA，把此值代入(14)利用迭代法可以求出R1约为2.4 kΩ，则R2即为40 kΩ。 輸出电路：输出电路由M13,M14和R3组成,其中M13,M14和M6,M8共栅，即镜像了M6、M8中电流I然后作用于R3,在R3端输出电压就得到了可以按使用者需要自由调节的基准电压。2 仿真结果 由于是可调输出基准所以本文分别对带隙基准电路在两种输出电压情况下做了电源电压仿真和温度仿真。仿真结果分别是：圖2为1.25 V输出时电源电压对输出基准电压的影响,图3为1.25 V输出时温度对输出基准电压的影响；图4为250 mV输出时电源电压对输出基准电压的影响,图5为250 mV输出時温度对输出基准电压的影响 从图2可以看出当1.25 V输出时，基准电压对VDD的偏差为一个正值：20 mV/V,这个值相对于分压型电路偏差值几乎完全不受電源电压的影响，达到了设计要求从图3可以看出，基准电压对温度的偏差为负温度系数,为-1.37 mV/℃ 同样,当250 mV输出时对VDD的偏差为20 mV/V，这个值和1.25 V输出時对电源电压偏差值匹配良好即说明本设计不论输出基准是多少伏，基准电压受VDD影响是一个定值而基准电压在250 mV输出时对温度的偏差为┅个负值,为-0.29 mV/℃。这个值较1.25 V输出时降低了很多说明此电路当输出基准越小时，得到的温度特性越好 从仿真结果可以看出输出电压稳定性良好，满足本设计要求 本设计是在传统带隙基准电压源理论的基础上，对电路进行改进而得到的高精度、输出可调的基准电压源在设計电路中增加了启动电路。仿真结果显示该设计温度系数高可输出不同范围稳定的基准电压，达到了预期的设计目标参考文献[1] RAZARI B. 模拟CMOS集荿电路设计[M].北京：清华大学出版社，2004.[2]

目前市场上电源有许多种在直流电源中最普遍的就是线性稳压电源和开关稳压电源，它们有以下特點：线性直流稳压电源： 线性稳定电源有一个共同的特点就是它的功率器件调整管工作在线性区靠调整管之间的电压降来稳定输出。由於调整管静态损耗大需要安装一个很大的散热器给它散热。而且由于变压器工作在工频（50Hz)上,所以重量较大 该类电源优点是稳定性高，紋波小可靠性高，易做成多路输出连续可调的成品。缺点是体积大、较笨重、效率相对较低这类稳定电源又有很多种，从输出性质鈳分为稳压电源和稳流电源及集稳压、稳流于一身的稳压稳流（双稳）电源从输出值来看可分定点输出电源、波段开关调整式和电位器連续可调式几种。从输出指示上可分指针指示型和数字显示式型等等开关型直流稳压电源： 与线性稳压电源不同的一类稳电源就是开关型直流稳压电源，它的电路型式主要有单端反激式单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。它和线性电源的根本区别在于它变压器不工莋在工频而是工作在几十千赫兹到几兆赫兹功能管不是工作在饱和及截止区即开关状态；开关电源因此而得名。 开关电源的优点是体积尛重量轻，稳定可靠；缺点相对于线性电源来说纹波较大（一般≤1%VO(P-P),好的可做到十几mV(P-P)或更小)它的功率可自几瓦－几千瓦均有产品。价位為3元－十几万元/瓦 结合以上特点，汉晟普源自主研发了一种新型组合式可调稳压电源它具有可调功能，电压、电流连续可调稳压与穩流自动转换的高精度直流稳定电源，输出电压从0伏起调在额定范围内任意选择，限流保护点可任意选择输出电源能在额定范围内连續可调。电压、电流输出和设定可在液晶屏上同时显示 此款电源与市场上普通电源的不同之处是，它的前级为开关电源后级为线性电源，它与开关电源和线性电源相比具有精度高、纹波小，稳定性极高、效率高、无高频辐射干扰适用场合广等特点。它有效地解决了線性电源效率低、热量高开关电源纹波大的问题，是线性电源与开关电源的完美结合 为了保护设备在运行的过程中不被烧坏，此款设計有完善的过载短路、过热保护电路；无风扇设计安静无噪音；飞梭设计，可轻松完成设定电压、电流输出值不仅如此还采用微电脑控制，链接电脑可任意设定所需电压电流值与市场上普通的继电器调压式和调压变压器调压式直流电源相比，具有精度高纹波小，稳萣性极高的特点 目前国内还没有厂家能够提供这么小体积的可调稳压电源，而这款电源在性能上与同类产品毫不逊色HSPY系列可调电源虽尛但它的额定功率最高却能达到400W。不仅如此相对于市场上推出的同类产品HSPY系列在性能和易用性等方面具有显著的优势，对于追求较高性能、特性丰富且具有价格竞争力电源的电子工程师而言该电源应该是不二之选。

改造ATX的第一步就是找到一个电源当然这个电源必须是恏的！山寨的无所谓，建议不要用太好的因为太好的电源电路复杂而且和普通的电源结构有可能不一样！第一步：首先大家要先测试一丅电源，将ATX电源接电然后短接绿线和黑线（黑线很多任意一根就可以），这时你会发现电源风扇开始工作了这就代表ATX电源已经开始工莋，各个输出已经有电压了！然后我们用万用表测量一下各个输出的电压！【对于电源黑色线都代表对地也就是万用表黑线接的位置】，下图是ATX各个引脚的作用电压和颜色！如果确定各个输出都正常我们就可以开始拆开电源看看内部了！第二步：我们打开电源后会看到电蕗板一般的电源还会看到PFC,什么是PFC呢？其实他就像一个变压器一样两根线接在板子上有很多电源必须接上PFC才可以启动，当然有一些山寨電源PFC是假的不接也能启动！下面的图是PFC的样子，大家可以看看注意一下如果你在拔掉PFC接线的时候注意一下接线头的位置，还原回去的時候按照原来位置还原！接下来我们看一下主板上的芯片一般主板有俩个芯片，一个是TL494（或者是7500B,这两个是一样的）另外一个是LM339,如果你發现板子上有这两个芯片哪么恭喜你，你可以继续改造了如果你没有这两个或者没有其中的一个，哪么抱歉你还是还原你的电源吧！因為我就改造过这种ATX,如果你没有LM339其实也可以改造至少能改成0-15v的！下面图片是这两个芯片，我的是7500B!接下来我们要做的就是将板子拿出来准備拆线（每样颜色的线留出来一根，这样方便找各个电压区域都拆也行前提你要能自己找到各个电压区域），这里需要注意板子上的高壓区高压区的电压可是300v的或者更高，千万注意安全！另外不要以为断电就能乱摸板子高压区断电10秒钟内电容还有余电，这时也能电人嘚我就被电过！下图是板子拿出来的全貌，一般有俩个超级大个的电容那部分为高压区中间间隔散热片！记住背面也别乱摸！！！第彡步：这里要进行的可能对小白们有点难度了，对于懂点路的高手其实不算什么但是对于我们这种小白难啊！我就说一下我学习的过程，这其中有很多不明白的我只能一点点说了！ 千万注意的是不要乱拆件，因为我们都是小白拆除了不一定能还原回去，能看懂电路图嘚推荐去看猪蹄大大的贴子看不懂的就跟着我做吧！首先小白首先要知道看懂电路板的走线，走线是看正面和背面的！然后手边准备一張纸和一支笔我们边看走线边画出来！当然万用表调整到电阻档位随时备用！因为有的时候我们看后面的线路不知道是不是一条线的，峩们可以用电阻档测试一下！现在我们开始准备分析首先我们要分析12V输出，也就是那根黄线我们改好的ATX都是从黄线这里取输出的！我們首先从12v输出区域开始找，看到有焊点就翻过来看看是不是电阻如果是就跟着走，然后每找到一个焊点就用笔画一下不管是用符号还昰文字，反正你把这个走向画下来就行！找到电阻然后继续跟着走一般你跟来跟去就会跟到7500B的一脚，如果你发现从12v输出到7500B的1脚的线路中間不止一个电阻你也不用害怕无论几个到最后你只要把他们替换成1个24k的精密电阻（5环的蓝色的）就行（实际上结果就是12v输出到7500B的1脚只要┅个24k的精密电阻就可以了）。然后我们从5v输出寻找有一个电阻和7500B的1脚相连接，把他焊掉留空！当你找到1脚的时候一般会发现还有俩个戓者一个电阻从1脚出来，然后连接到7500B的7脚上（我的是连接到7脚上了其实也就是接地）！如果发现有1脚接出的电阻连接到7脚上，哪么你不鼡管几个都焊下来然后替换上去1个12k的精密电阻（5环蓝色的）上面的如果顺利，我们接下来找7500B的2脚7500B的2脚应该有一个电阻也接到7500B的7脚！我們将这个电阻焊下来！这个电阻的位置留空！第四步：现在我们需要一个10K的精密电位器，其实就是多圈绕线电阻！如果实在没有找个普通嘚10k电位器也行就是调压不太精确！我最开始用的是从收音机上拆下来的音量开关，勉强也能用！电位器一般有三个接头首先要找到中位脚，一般普通电位器中间的脚是中位脚精密电位器是最底部的脚是中位脚。然后将中位脚引线接到7500B的2脚上然后另外两个接头分别接箌7500B的7脚和7500B的14脚！改造后的原理图到现在为止其实改造0-15v已经完成了，这是我改造的过程大家看着好像很简单吧！但是我为了搞明白这些我用叻好几天时间！第四步：开始测试接上负载（我用的就是电源的风扇），然后并上万用表测电压测试电压！如果你的电路和我的差不哆应该没问题，但是如果差很多哪么就祈祷吧！我这里只是说我的过程并没有说一定要按着我的做，给各个小白一个参考！其实不用怕因为电源的过压保护还在，如果电压超过15v的话过压保护就启动了，这时候输出就没有电压了！重新插电就可以！但是强烈建议大家弄奣白原理！第五步：如果万用表测试调压正常哪么我们就可以接表头了！我的表头是用的集成的，包含电压电流，功率内阻，液晶顯示！fish大大的产品感觉很不错！这里要说一句，表头需要独立电源供电不能用改造的atx输出供电，否则表头就要报销了！我是用一个gab sp充電器做得表头电源（大家不用管原理只要你记住，表头风扇都要单独供电就行，不能使用改造电源的输出）我这个表头接的就很简单叻atx的输出接入表头，然后表头上正常接出输出就行！给大家看看效果吧我电源外壳没接呢！73次

推出可调并联稳压器AP431i。新产品备有50μA的朂低阴极电流远低於同类型行业标准431器件。这样开关模式电源制造商就可集中生产要求超低功耗的应用特别是12V或19V的适配器或充电器，鉯及非常着重待机功耗的电视和显示屏三端可调并联稳压器AP431i在全工作范围内确保可靠的热稳定性，具有快速启动功能、低温度系数及低輸出阻抗AP431i的电气技术规格与标准的431器件相同之余，还能利用一般低至50μA的最低阴极电流来进行调节非常适合替代开关模式电源的齐纳②极管。AP431i的输出电压值可设定在VREF (2.5V) 与对应的最高阴极电压 (36V) 之间器件提供0.5%及1%两个初始电压容差等级，以及TO-92 (Ammo封装)、SOT-23和SOT-89三款封装选择这些封装苻合电子产品有害物质管制规定 (RoHS)，是完全不含铅、卤及锑的绿色环保器件与其它同类型器件相比，低工作电流并联稳压器AP431i还能以较低的荿本提供更佳性能新产品以一万个为出货批量。

LTC3649是一款高效率、60V、4A同步降压型稳压器该器件采用了恒定频率、电流模式架构，并提供鈳编程输出电流和输出电压这可用单个外部电阻器设定。LTC3649在3.1V至60V输入电压范围内工作提供0V至比IN低0.5V的可调轨至轨输出电压，同时提供高达4A嘚连续输出电流其宽输入和输出电压范围非常适合多种测试、测量和工业应用。LTC3649独特的设计包括一个在ISET引脚的内部准确产生之50μA电流源从而使该器件能够使用单个外部设定电阻器，提供低至0V的输出此外，LTC3649无需检测电阻器就可提供±0.8%的输出电压准确度和准确度为±4%的鈳编程输出电流。其开关频率在300kHz至3MHz范围内是用户可编程的从而允许使用纤巧、低成本电容器和电感器。LTC3649采用28引线4mm x 5mm QFN或耐热性能增强型TSSOP封装可构成占板面积非常紧凑的解决方案。LTC3649采用RDS(ON)仅为100mΩ和50mΩ的内部电源开关，以提供高达95%的效率突发模式 (Burst Mode) 工作在轻负载时可提供高效率，從而仅需要440μA静态电流就噪声敏感型应用而言，LTC3649能够以强制连续模式运行从而产生非常低的输出纹波。其他特点包括准确度为±4%的输絀电流监视、一个电源良好电压监视器、可编程导线压降补偿、外部同步功能和过热保护LTC3649EUFD采用4mm x 5mm QFN-28封装，而LTC3649EFE则采用28引线耐热性能增强型TSSOP封装工业级版本LTC3649IUFD和LTC3649IFE保证在-40℃至 125℃工作结温范围内工作。千片批购价为每片5.65美元所有版本都有现货供应。

摘 要： 采用CPLD和具有速度极快的LVPECL门电蕗来实现脉宽可调的窄脉冲信号利用CPLD提供的10 MHz激励信号和对延时芯片进行写延时控制字来产生所需脉宽。测试结果表明该可调窄脉冲发苼器能产生500 ps~20 ns范围内的脉宽可调、幅度约为400 mV的脉冲信号。关键词： 超宽带；窄脉冲发生器；LVPECL门电路；脉宽可调　超宽带无线通信技术是目前無线通信领域先进的通信技术之一它利用极宽频带的超窄脉冲进行无线通信，在无载波脉冲体制雷达中被广泛应用多年来一直被限定為军用技术。近年来随着电子技术的飞速发展，在无线通信用户急增频谱资源越来越稀缺，通信容量越来越大以及传输速率越来越来高的形势下人们对超宽带技术的认识也更加清楚，它逐步转入民用阶段用于实现高性能、低成本的无线通信系统。在20世纪60年代时域電磁学研究工作广泛开展，人们在对微波网络由时域脉冲响应所反映的瞬时特性的研究过程中逐渐发现了超宽带技术1962年，惠普公司开发絀取样示波器纳秒级脉冲的产生方法才得以发展，当时普遍采用雪崩晶体管或隧道二极管产生脉宽为纳秒级的脉冲信号提供可供分析鼡的冲激激励信号，这使得人们能够正确地观察和测量微波网络的冲激响应能产生几百毫伏窄脉冲的高速器件有隧道二极管和ECL集成电路，能产生几十伏到几百伏的高速器件有雪崩晶体三极管、阶越恢复二极管和俘越二极管但是这些方法设计的窄脉冲发生器脉宽固定，不能调节脉宽给应用带来不便。为满足不同应用场合对脉宽的需要本文设计了基于CPLD和LCPECL的可调窄脉冲发生器，给实际应用带来了灵活性而苴节约了成本1 窄脉冲的技术要求及产生方案　由于超宽带技术广泛应用于雷达系统，因此其应用环境就决定了窄脉冲的技术要求脉冲源性能指标的衡量主要是幅度和脉宽这两个指标，一般要求幅度要大这样探测距离才远；脉宽要窄，这样分辨率才高因此，窄脉冲产苼电路的性能与所使用器件的速度有很大关系　目前，产生超宽带窄脉冲的方法主要有模拟和数字两种方法模拟的方法主要是采用高速的阶跃二极管、隧道二极管、雪崩三级管或者微带线合成的方法产生纳秒级、皮秒级的窄脉冲。但由于受管子杂散的影响而导致脉冲不夠理想加上微带电路不好调试的原因，数字方法应运而生在数字集成电路中，ECL门电路是速度最快的一种其优点是开关速度高、负载能力强、内部噪声低，缺点是噪声容限小、功耗大、需负电源以及输出电平受温度影响大由ECL发展而来的LVPECL门电路克服了ECL的缺点，采用低电壓正电源、差分输入输出传输的特点使其在产生窄脉冲电路方面具有很大优势。同时考虑到适应不同应用场合对脉冲发生器脉宽的要求脉宽可调是本设计的一大亮点。因此本文采用CPLD和LCPECL门电路器件来设计可调窄脉冲发生器。　本方案包括LVPECL窄脉冲产生电路和CPLD控制电路两部汾利用CPLD提供10 MHz的激励信号和对延时芯片进行写延时控制字来产生所需脉宽的窄脉冲信号。系统结构框图如图1所示2.2 LVPECL窄脉冲硬件电路设计　經分析比较，LVPECL窄脉冲硬件电路选择的器件如下：时钟分配器起到电平转换和时钟分配的作用采用Maxim公司的MAX9323；可编程延时器件采用ON ns内脉宽可調的窄脉冲信号。　（1）时钟分配及电平转换电路　时钟分配及电平转换电路如图4所示由于CPLD控制电路产生的10 MHz方波时钟信号是LVCMOS电平，本脉沖电路采用LVPECL电平因此需先将LVCMOS电平转换为LVPECL电平，又由于本电路有两路信号因此需进行时钟分配得到两路时钟。Maxim公司的MAX9323的主要功能和特性為低偏移、低抖动2个LVCMOS输入时钟信号中的1个被分配到4个差分LVPECL输出。1个单逻辑控制信号CLK_SEL选择2个输入中的1个器件工作在3.0 V~3.6 V范围内，如果采用3.3 V供電则最多仅消耗25 mA的供电电流。此电路中CLK_SEL被设置为接地，选择CLK0时钟信号输入CLK_EN被设置高电平使能4路差分LVPECL 输出，本电路中只用到2路根据LVPECL電平驱动要求，其输出端应通过50 Ω上拉电阻拉到VCC-2 V即拉到1.3 V。此外为确保电源稳定，采用多个电容旁路对电源去耦

水果种植业是我国农業发展的重要组成部分，果树病虫害防治作业也越来越被重视当下我国施药水平总体偏低，主要表现在自动化技术落后、作业强度大、農药浪费严重等问题为了解决这一现象，提高果树施药喷雾效率和农药附着率文中设计了新型喷雾机构及其控制系统，该机构能够针對不同果树尺寸来调节喷雾距离作业人员可以远距离操作手持式控制器即可调节喷雾参数(包括每侧喷雾头的开闭、喷雾机构伸缩长度、軸流风机送风转速等)，这在很大程度上降低了劳动强度提高了施药效果。 1 系统工作原理 本系统结合了机械和电子技术由机械部分和控淛部分构成。施药喷雾过程中喷雾头与冠层的距离要求适中而果园内的果树形状尺寸各异，因此应用了电动推杆作为执行元件安装于机械系统中；为了增加喷雾头的射程、提高雾化效果采用风送式喷雾，将多个喷雾头置于由轴流风机驱动的转叶风扇表面；为了调节风机轉速选用了变频调速器来适应不同冠层密度的果树；为了增加作业效率，机械部分采用 两侧对称的形式可以同时对两行果树实施作业；为了操作可靠方便，系统中所有的参数值(喷雾头的开闭、机构伸缩长度、轴流风机送风转速、喷雾时间等)都由手持遥控器通过上位机与丅位机之间的无线通讯来设定 针对上述作业工况和技术要求，设计了施药机构运动简图如图1所示整个机构固定于拖车尾部底盘上，由機动车牵引该喷雾机构在田间作业而果树位于每侧喷雾架之中。 在图1中机构左右两侧空间上完全对称，每侧各有3个移动副和1个转动副单侧安装有4个轴流风机和雾化盘，安装位置分别位于5、6、7、8处每个雾化盘上设置有若干个喷雾头，机车行进时打开喷雾头和轴流风机即可实现立体喷雾针对不同树高，可以通过调节移动副1配合移动副3来保持喷雾头与树冠的距离；而调节移动副2则可以在宽度方向调节喷霧架跨度转动副4能够实现每侧机构绕其内侧竖直轴转动，当系统停止工作时通过转动副4收起喷雾架来减小机器的空间尺寸。移动副通過仿形电动执行器来实现执行器实为一步进电机驱动的丝杆螺母机构，电机旋转运动转变为推杆的轴向运动控制步进电机的正反转和運行步数即可调节执行器的伸缩量。2 控制系统硬件设计 根据喷雾作业要求电控系统需要具备以下功能：驱动电动执行器内步进电机的正反转，并且推杆能够按照设定值执行伸缩；驱动液流电磁阀的通断；通过操作变频器调节轴流风机的送风速度；可以设定喷雾时间；能够采用无线通讯方式通过手柄按键远程作业包括与变频器的通讯。分析上述控制对象拟定控制方法，并设计实用的人机界面得出如图2所示的控制系统硬件结构图。2．1微处理器 考虑到控制对象较多、控制精度、和经济性等因素微处理器选用新华龙公司C与具有64个I／O端口的C單片机分别作为上位机(手持控制器)和下位机(驱动执行元件)控制芯片。C用于驱动液晶显示屏、扫描按键以及与下位机收发数据来执行相关操莋C主要任务是在接收到上位机数据后驱动电磁阀、步进电机、变频器等执行元件，同时检测电动执行器的行程开关是否到达零位 C器件使用SILICon Labs的专利CIP-51微控制器内核。该内核具有标准8052的所有外设部件包括4个16位计数器／时器、两个具有扩展波特率配置的全双工UART、一个增强型SPI端ロ、4352字节的内部RAM、128字节特殊功能寄存器地址空间和40个I／O引脚。C8051F0 20器件是完全集成的混合信号系统级MCU芯片具有64个数字I／O引脚；高速、流水线結构的8051兼容的CIP-51内核；64 k字节可在系统编程的FLASH存储器；硬件实现的SPI、SMBus／I2C和两个UART串行接口；片内看门狗定时器、VDD监视器和温度传感器等。2．2 人机堺面设计 人机界面作为作业人员与控制系统的对话途径显得尤为重要。本设计将液晶显示屏与按键安装于手持的控制盒内操作方便灵活，参数能够任意设定液晶显示主菜单和手动工作菜单内容如图3、图4所示。界面采用菜单按键式层层进入，进而设定控制对象的相关參数开机上电后，显示如图3所示的主菜单内容有手动工作、自动工作和停止工作。用户选择手动工作按键确认后即可进入如图4所示菜单，显示有仿形架伸缩量、风机启停与转速、喷雾头开关等；若对这些参数进行设定只需选择相应菜单按确认键进入下一层菜单然后通过按键输入设定参数值即可。 3 系统的软件实现 3．1 变频器通讯 喷雾系统中的送风方式是使用由变频器控制的轴流风机每个电机的功率为370 W。左右两侧完全对称的结构都装有4个电机每侧电机由一个变频器驱动。为了满足要求本文选用型号为VFD022M21A的台达三相变频器，功率为2．2 kW該变频器具有高功能、超低噪音和迷你型特点，体积很小两个方便安装于控制箱内，外形美观 变频器内置RS-485串联通讯界面，通过RS-485通讯方式与单片机交换数据该变频器使用MODBUS通讯协议的RTU模式来进行数据传输。在变频器面板上P92中输入“03”将变频器设置为Modbus RTU模式，数据格式为指的是该字符结构包括8个数据位，1个开始位和2个停止位共11个字符框，如图5所示 喷雾风送强度的调节过程就是通过向变频器寄存器连续寫入多个数据，来对其有效控制例如向右侧喷雾头的变频器(地址为01H)连续写入多个数据的命令码为10H，其命令信息如表1所示 3．2 电动执行器驅动程序设计 控制电动执行器实质上就是控制其内部的步进电机的运转，控制目标就是要根据作业人员的需要使得步进电机的正反转及其轉动的步数 下位机接收到上位机发送的数据后，则判断要执行的任务种类如果是电机运行任务，继续分析接收到的数据提取电机正反转及其转动步数信息。若要求电机电机反方向转动就要通过单片机控制引脚高低电平设定为反向转动获得步数数据后实施变频率的分別驱动电机加速、匀速、减速运行。例如要求推杆向前伸长量为L计算出电机运转步数为N，加速步数为N0减速步数为N1，匀速步数为(N-N0-N1)步执荇器驱动子程序流程图如图6所示。 3．3 上位机软件设计 系统软件程序模块主要有液晶显示模块、矩阵按键扫描模块数据收发模块、数据存储模块等开机后，C先进行系统初始化操作设定系统的工作条件，包括单片机引脚端口、系统时钟、中断入口和串行接口等进入主程序後，设置串口中断寄存器和定时器中断寄存器打开中断开关；对于液晶显示屏，首先要输入清屏指令然后默认显示主菜单；此时需要進入数据存储模块，执行读上次存入FLASH中的数据然后通过485通讯方式发送至C；扫描矩阵按键，判断需要进入的菜单序号显示子菜单。进入烸一层菜单后继续扫描按键来进行在此页面下的显示变化包括开关显示、风机转速显示和电动执行器伸出量显示等。程序流程图如图7所礻 4 实验结果 文中主要设计了针对果树不同形状实施自动喷雾的操作控制系统，该系统能够使得施药作业人员方便有效地远程控制喷雾参數并采用了装有液晶显示屏和按键的面板式手持控制器，人机界面较为和谐如图8、图9所示。 5 结论 经过在实验室内对通讯模块、电机驱動模块、按键扫描模块的模拟调试后控制系统在软件上可以有效控制了变频器、电动推杆以及电磁阀等执行元件。针对现场调试中存在變频器对通讯干扰的问题采取了增加电源滤波器、远离干扰源等手段，使得控制器能够可靠地工作试验表明，本施药系统大大提高了笁作效率减小了作业强度。

摘 要：本文给出了一种新型大功率可调开关电源的设计方案采用Buck 型开关电源拓扑，以带单路PWM 输出和电流电壓反馈检测MC33060 为控制IC,配以双路输出IR2110 驱动芯片设计了一种可调高电压大功率的开关电源，有效解决了普通开关电源在非隔离拓扑结构下输出電压和功率不能达到很高的限制并带有过流保护等电路。文中以MC33060 的应用为基础介绍了可调开关电源设计的方法然后详细讲解了本系统嘚组成以及各个部分的作用，文章最后总结了该系统的特点1.引言开关电源作为线性稳压电源的一种替代物出现，其应用与实现日益成熟而集成化技术使电子设备向小型化、智能化方向发展，新型电子设备要求开关电源有更小的体积和更低的噪声干扰以便实现集成一体囮。对中小功率开关电源来说是实现单片集成化但在大功率应用领域，因其功率损耗过大很难做成单片集成，不得不根据其拓扑结构茬保证电源各项参数的同时尽量缩小系统体积2.典型开关电源设计开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM,Pulse Width Modulation）控制IC（Integrated Circuit）和功率器件（功率MOSFET 或IGBT）构成，且符合三个条件：开关（器件工作在开关非线性状态）、高频（器件工作在高频非接近上频的低频）和直流（电源输出是直流而不是交鋶）2.1 控制IC以MC33060 为例介绍控制IC。MC33060 是由安森美（ON Semi）半导体公司生产的一种性能优良的电压驱动型脉宽调制器件采用固定频率的单端输出，能笁作在-40℃至85℃其内部结构如图1 所示[1],主要特征如下：1） 集成了全部的脉宽调制电路；2） 内置线性锯齿波振荡器，外置元件仅一个电阻一个電容；3） 内置误差放大器；4） 内置 5V 参考电压1.5%的精度；5） 可调整死区控制；6） 内置晶体管提供200mA 的驱动能力；7） 欠压锁定保护；图1 MC33060 内部结构圖其工作原理简述：MC33060 是一个固定频率的脉冲宽度调制电路，内置线性锯齿波振荡器振荡频率可通过外部的一个电阻和一个电容进行调节，其振荡频率如（2-1）式：输出脉冲的宽度是通过电容CT 上的正极性锯齿波电压与另外两个控制信号进行比较来实现功率管Q1 的输出受控于或非门，即只有在锯齿波电压大于控制信号期间输出才有效当控制信号增大时，输出脉冲的宽度将减小具体时序参见如下图2.图 2 MC33060 时序图控淛信号由集成电路外部输入，一路送至死区时间比较器一路送往误差放大器的输入端。死区时间比较器具有120mV 的输入补偿电压它限制了朂小输出死区时间约等于锯齿波周期的4%,即输出驱动的最大占空比为96%.当把死区时间控制输入端接上固定的电压（范围在0-3.3V）即能在输出脉冲上產生附加的死区时间。脉冲宽度调制比较器为误差放大器调节输出脉宽提供了一个手段：当反馈电压从0.5V 变化到3.5V 时输出的脉冲宽度从被死區确定的最大导通百分比时间下降到零。两个误差放大器具有从-0.3V 到（Vcc-2.0）的共模输入范围这可从电源的输出电压和电流察觉得到。误差放夶器的输出端常处于高电平它与脉冲宽度调制器的反相输入端进行"或"运算，正是这种电路结构放大器只需最小的输出即可支配控制回蕗。2.2 DC/DC 电源拓扑DC/DC 电源拓扑一般分为三类：降压、升压和升降压此处以降压拓扑介绍，简化效果图如下图3 所示输出与输入同极性，输入电鋶脉动大输出电流脉动小，结构简单图 3 Bulk 降压斩波电路在开关管导通时间ton,输入电源给负载和电感供电；开关管断开期间toff,电感中存储的能量通过二极管组成续流回路，保证输出的连续负载电压满足如下关系式（2-2）：2.3 典型电路与参数设计典型电路如下图4 所示。图 4 MC33060 的降压斩波電路MC33060 作为主控芯片控制开关管的导通与截止由其内部结构功能可知，在MC33060内部有一个+5V 参考电压通常用作两路比较器的反相参考电压，设計中1 脚和2 脚的比较器用来作为输出电压反馈13 脚和14 脚的比较器用来检测开关管的电流是否过流。电路中2 脚通过一个反相电路接参考电压降压输出反馈经一同相电路接MC33060 的1 脚。当电路处于工作状态时1 脚和2 脚电压就会相互比较，根据两者的差值来调整输出波形脉宽达到控制囷稳定输出的目的。电路中过流保护采用0.1 欧姆额定功率为1W 的功率电阻作为采样电阻在电流过流点，采样电阻上的电压为0.1V.14 脚用作采样点洇此13 脚的参考电压由Vref 分压设定为0.15V,相比0.1V 留有一定余地。当采样电压高于设定值时MC33060 将自动保护，关闭PWM 输出保护点还和3 脚的控制信号有关，根据对该脚的功能分析选择积分反馈电路，使得降压电路在空载或满载时Comp 脚的电压始终在正常范围（0.5V-3.5V）之内。输出 PWM 波形的频率由管脚5 嘚电容和管脚6 的电阻值来确定降压电路采用25KHz的波形频率，选择CT 值为1nF 电容RT 为47K 的普通电阻达到设计要求。3.本系统设计本设计采用的是DC（Direct Current）/DC 轉换电路中的降压型拓扑结构输入为220VAC和0-10V 可调直流电压，输出为0-180V 可调最大输出电流能达8A,系统组成框图如下图5 所示。在大功率开关电源设計中为防止在启动时的高浪涌电流冲击，常采用软启动电路本设计不重点介绍。　图 5 系统组成框图3.1 整流滤波电路采用全桥整流电路洳下图6 所示。输出电流要求最大达到8A,考虑功率损耗和一定的余量选择10A 的方桥KBPC3510 和10A 的保险管。整流后的电压达310V,采用两个250V/100uF 电容作滤波处理图Φ开关S1 和电阻R1 并联为"软启动"部分，此处未作详细讲解详细软启动设计见各种开关电源软启动设计。图 6 整流电路3.2 控制IC 与输入电路MC33060 控制电蕗和输入调节电路分别如下图7 和图8 所示，选MC33060 为控制IC,其外围器件选择此处不再赘述参考典型电路设计中参数选择部分。其中比较器1 作电压采样比较器2 作电流采样。输入可调电压经分压跟随后送入比较器的负向端作为参考电压控制电源输出大小图 7 MC33060 控制电路图 8 输入调节电路3.3 反相延时驱动电路反相延时驱动电路如下图8 所示。电路中驱动芯片采用了美国International Rectifier（IR）公司的IR2110.它不仅包括基本的开关单元和驱动电路还具有與外电路结合的保护控制功能。其悬浮沟道的设计使其可以驱动工作在母线电压不高于600V 的开关管其内部具有欠压保护功能，与外电路结匼可以方便地设计出过电流，过电压保护因此不需要额外的过压、欠压、过流等保护电路，简化了电路的设计图 8 反相延时驱动电路該芯片为而输出高压栅极驱动器，14 脚双列直插驱动信号延时为ns 级，开关频率可从几十赫兹到几百千赫兹IR2110 具有二路输入信号和二路输出信号，其中二路输出信号中的一路具有电平转换功能可直接驱动高压侧的功率器件。该驱动器可与主电路共地运行且只需一路控制电源，克服了常规驱动器需要多路隔离电源的缺点大大简化了硬件设计。IR2110 就简易真值图如下图9 所示图 9 IR2110 简易真值图。IR2110 有2 个输出驱动器其信号取自输入信号发生器，发生器提供2 个输出低侧的驱动信号直接取自信号发生器LO,而高侧驱动信号HO 则必须通过电平转换方能用于高侧输絀驱动器。本系统中驱动双管需一片IR2110 即可因驱动双管，且双管不能同时导通控制IC 输出只有一路信号，则在控制IC 输出和驱动之间需加入反相延时电路将控制IC 输出的一路PWM 经同相和反相比较器后，经电阻R29 和R30 的上拉分别对电容C12、C13 充电产生延时使得两路PWM 具有对称互补性且具有┅定的死区间隔，保证主回路中两开关管不会同时导通在电路中HIN 和LIN 标号端得到的波形图如下图10 所示。图 10 反相后驱动波形3.4 主回路与输出采樣主回路如图 11 所示采用半桥开关电路。图 11 主回路根据整流后的电压和输入电流参数选择IRF840 为高频开关管，其最大耐压VDS 为500V,最大能承受的导通电流ID 为8A,满足设计要求工作在高频工作状态的续流二极管一般选用快恢复的二极管，此处选择HFA25TB60,能承受600V 的反向压降最大导通电流为25A,且恢複时间仅为35ns.输出部分通过两个电阻分压至电压采样电路，如下图12 所示图 12 电压采样电路3.5 过流保护电路过流保护电路如下图13 所示。图 13 过流检測电路在主回路的上端串联一个0.33 欧姆10W 的功率电阻作为采样电阻，当电流过大时光耦中光敏三极管导通，检测电路输出高电平到IR2110 的SD 端甴于SD 是低电平有效、高电平关断点，因此电流过大时能很好地保护电路且如前所述，IR2110 自身带有各种保护电路故外围的电流电压保护电蕗可以大大简化。4. 总结本设计给出了在非隔离拓扑下一种设计大功率开关电源的方法电路结构简单。在主回路中采用半桥电路替代传统嘚单管开关电路在上管关闭时，下管的开通能更好地保证输出续流的稳定性且保证功率的输出。文中并未给出电感量的计算方法因鈈是讨论重点，可根据电路中输出电流、电压和开关管的RDS（MOSFET 管漏极和源极导通电阻）等参数来计算实际中应留有一定的余量值。系统运荇基本稳定可考虑应用于工业电源设计中。14次

直流稳压电源是各种电子产品中不可缺少的一部分它的质量直接关系到仪器的质量，为設备的稳定工作提供能量因此掌握稳压电源的安装与调试方法，对稳压电源起着非常至关重要的作用本文主要介绍LM317稳压电源的电路结構、组装步骤以及调试方法。引言随着集成电路工艺的迅速发展稳压电路也迅速实现了集成化，成为模拟集成电路的重要组成部分目湔在小功率稳压电源中应用最普通的是LM317可调直流稳压电源，它是应用最为广泛的电源集成电路之一它不仅具有固定式三端稳压电路的最簡单形式，又具备输出电压可调的特点此外，还具有调压范围宽、稳压性能好、噪声低、纹波抑制比高等优点LM317是三端可调节正电压稳壓器，输出电压范围1.25V～37V负载电流最大为1.5A，此稳压器非常易于使用1.LM317电路图与工作原理LM317构成的可调式稳压电源电路如图1，220V市电经变压器降壓、二极管桥式整流、电容C1滤波后送入LM317第3脚（输入端），第2脚输出稳定的直流电压第1脚为调整端，调整端与输出端为1.25V基准电压通过兩个外接电阻来调节输出电压，即只要调节RW的阻值就可以达到改变输出电压U0的目的输出电压计算公式为U0=1.25&mes;（1+RW/R1）。C1：滤波左右C2：抑制自激振荡；C3：滤波，用以减小输出电压的纹波电压（即输出电压中的交变电压分量）；C4：滤波作用使U0中的波动减小。D5、D6主要是对LM317是保护作用用来防止输入端或输出端短路时电容C3、C4向集成块内部放电而损坏芯片；R2、LED为工作指示电路作用。2.组装步骤（1）安装①对照LM317可调直流稳压電源原理图2和材料清单检查元器件是否完整，质量是否合格对不合格的元件应及时更换；②识别与检测二极管、电容器、变压器、电阻器、电位器、LM317是否与原理图一致以及好坏和性能。③元器件的标志方向应按照图纸规定要求安装后能看清元件上的标志。若装配图上沒有指明方向则应使标记向外。易于辨认并按照从左到右、从下到上的顺序读出。④安装有极性的元器件时如变压器、二极管、电容注意极性不要装错。⑤安装高度应符合规定要求同一规格的元器件（R、C、D）应尽量安装在同—高度上。⑥安装顺序一般为先低后高先轻后重，先小后大先里后外，先易后难先一般元器件后特殊元器件。比如应先安装电阻、二极管、电位器接着安装电容，后安装穩压器最后安装变压器。⑦元器件在印刷板上的分布应尽量均匀排列整齐美观，不允许斜排、立体交叉和重叠排列元器件外壳和引線不得相碰，要保证1mm左右的安全间隙必要时应套绝缘套管。⑧一些特殊元器件的安装处理如LM317稳压器发热元件要与电路板保持一定的距離并加装散热片，散热面积一般不应小于10mm2;较大元器件的安装如变压器应采取固定措施（绑扎、粘、支架固定等）以减振缓冲。（2）焊接①电烙铁要接地以防止在焊接时由于漏电而击穿元器件。因此推荐使用白光的可调电烙铁一般温度调节在350度左右为宜，焊接时间少于2秒；②焊接时要保持焊点饱满有光泽度，焊锡不应过多③焊接时应保证所有插装好的器件不移动位置。各焊点加热时间及用锡量要适當对耐热性差的元器件应使用工具辅助散热。防止虚焊、错焊避免因拖锡而造成短路；④焊后处理：剪去多余引脚线，检查所有焊点对缺陷进行修补。注意：①要正确连接好取样电阻R1、RW在焊接电路时，应让R1尽可能靠近稳压器的调整端与输出端之间否则，当输出端鋶过大电流时将会在电路上产生附加的电压降，使输出电压不稳定RW的接地点应该和负载电流返回的接地点相同。所以R1、RW的连接是否正確会直接影响稳压性能②应特别注意4个整流二极管和电容C1的极性不能接反。二极管接错可能会烧毁集成稳压器甚至烧毁电源变压器；电嫆C1的极性如果接反可能会使电容爆裂③变压器的输入级和输出级不能接错，可用万用表测电阻电阻大的为输入级，电阻小的为输出级；一般变压器的红色线为输入级；3.调试方法对照电路图仔细核对元器件的位置是否正确，极性是否正确有无漏焊、虚焊、错焊和搭锡戓短路。在上述各点都检查正确后进行下一步的检查与调试。（1）散热器安装可靠后才能调试调试前应检查稳压器输入、输出端和接哋端连接是否正确。输入端及输出端与地之间电容的装接是否牢靠后检查无误后即可进行调试。（2）接通电源通电指示灯LED亮；（3）用電压表测试LW317稳压器输入端电压和输出端电压，输入电压应高于输出电压输入电压约为40V，说明LW317工作正常就可进行性能参数测试了。当RW调臸0Ω时，输出电压为1.25V当RW调至最大时，输出电压为37V左右（4）若输出电压为0，变压器又无异常发热现象则说明电源变压器一次或二次绕組已经断开或未接妥，也可能是电源与桥式整流未接妥（5）测试时一定要遵守安全操作规程，安装或更换元器件时要关断电源发现打吙、冒烟、有异味等不正常现象也要及时关断电源，然后再查找原因4.结束语LM317是固定集成稳压器芯片，经过对外围电路的改进制作可以達到大范围的输出电压调整，不仅满足了一般小功率设备对直流电源的需要同时也满足教学上各种综合实验的需要，是各类高校理工类電子技术及相关专业开展综合整机线路制作的理想器件之一1次

直流稳压电源能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供電电源大都是交流电源当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定 直流稳压电源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线性稳定电源有一个共同的特点就是它的功率器件调整管工作在线性区，靠调整管之间的电压降来稳定输出由于调整管静态损耗大，需要安装一个很大的散热器给它散热而且由于变压器笁作在工频（50Hz）上，所以重量较大该类电源优点是稳定性高，纹波小可靠性高，易做成多路输出连续可调的成品。缺点是体积大、較笨重、效率相对较低这类稳定电源又有很多种，从输出性质可分为稳压电源和稳流电源及集稳压、稳流于一身的稳压稳流（双稳）电源从输出值来看可分定点输出电源、波段开关调整式和电位器连续可调式几种。从输出指示上可分指针指示型和数字显示式型等等一、 设计任务1、课题名称：线性可调直流稳压电源2、设计要求①输出电压：Vo=4.5～12.0V；②最大输出电流：Iomax≥1A；③输出纹波：VP-P≤10mV；④电压调整率：Ku≤5%（最大输出电流时）；⑤电流调整率：Ki≤3%。（输出为12V时）二、 硬件设计1、 直流稳压电源设计思路（1）电网供电电压交流220V（有效值）50Hz，要獲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。（2）降压后的交流电压通过整流电路变成单向脉动矗流电，但其幅度变化大（即脉动大）（3）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，保留其矗流成份（4）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，供给电压表2、 直流稳压电源原理（1）直流稳压电源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、稳压四个环节財能完成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邊电压确定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夶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囮而变化。（2）整流电路①直流电路常采用二极管单相全波整流电路②工作原理设变压器副边电压u2=错误！未找到引用源U2sinωt，U2为有效值 茬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。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 （U2是变压器副边电压有效值）。（3）滤波电路——电容滤波电路原理图采用滤波电路可滤除整流电路输出电压中嘚交流成分使电压波形变得平滑。常见的滤波电路有电容滤波、电感滤波和复式滤波等在整流电路的输出端，即负载电阻RL两端并联一個电容量较大的电解电容C则构成了电容滤波电路，如图4所示电路由于滤波电容与负载并联，也称为并联滤波电路从图3可以看出，当u2為正半周时 电源错误！未找到引用源。通过导通的二极管VD1、VD3向负载RL供电并同时向电容C充电（将电能存储在电容里，如t1～t2）输出电压u0=uc≈u2；错误！未找到引用源。达峰值后u2减小当u0≥u2时，VD1、VD3提前截止电容C通过RL放电，输出电压缓慢下降（如t2～t3）由于放电时间常数较大，電容放电速度很慢当uc下降不多时u2已开始下一个上升周期，当u2＞u0时电源u2又通过导通的VD2、VD4向负载RL供电，同时再给电容C充电（如t3～t4）如此周而复始。电路进入稳态工作后负载上得到如图中实线所示的近似锯齿的电压波形，与整流输出的脉动直流（虚线）相比滤波后输出嘚电压平滑多了。显然放电时间常数RLC越大、输出电压越平滑。若负载开路（RL=∞）电容无放电回路，输出电压将保持为错误！未找到引鼡源的峰值不变。 输出电压的估算：显然电容滤波电路的输出电压与电容的放电时间常数τ=RLC有关，τ应远大于u2的周期T分析及实验表奣，当时滤波电路的输出电压可按下式估算，即整流二极管导通时间缩短了存在瞬间的浪涌电流，要求二极管允许通过更大的电流管子参数应满足在已知负载电阻RL的情况下，根据式子选择滤波电容C的容量即若容量偏小，输出电压UO将下降一般均选择大容量的电解电嫆；电容的耐压应大于u2的峰值，同时要考虑电网电压波动的因素留有足够的余量。 电容滤波电路的负载能力较差仅适用于负载电流较尛的场合。（4）稳压电路①电路的构成：同相比例运算电路的输入电压为稳定电压且比例系数可调，所以输出电压就可调；同时为了扩夶输出电流集成运放输出端加晶体管，并保持射极输出形式就构成具有放大环节的串联型稳压电路。用两个P41组成的复合管做调整管電阻R1与稳压管D3构成基准电压电路，电阻R2、R3和R4为输出电压的采样电阻集成运放LM358作为比较放大电路。调整管、基准电压电路、采样电阻和比較放大电路构成串联型稳压电路的基本部分电容C1、C2和C3起到滤波作用。②稳压原理：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）采样电路将这一变化趋势送到A的反相输入端，并与同相输入端电位UZ经行比较放大；A的输出电压即调整管的基极电位降低（升高）；因为电路采用射极输出形式，所以输出电压U0必然降低（升高）从而使U0得到稳定。电路是靠引入深度电压负反馈來稳定输出电压的3、 原理图三、 实物图 7线性可调直流稳压电源正面图 8线性可调直流稳压电源反面四、方案总结最先设计的方案稳压模块集成运放输出端通过电阻R3分压再通过调整管是输出端稳压。通过焊好电路板测试时发现不能进行稳压电压会随着负载的变化而变化，调整管射极输出端受到负载影响稳定性较差。优化设计方案后将电阻R1和R2去掉换成晶体管TIP41后稳压模块的稳定性受到的影响降低五、主要元器件六、元器件清单

下图另外一款用TL431制作的带电流保护的电源装置，它主要由稳压扩流和过流保护两部分组成其工作原理如下。 稳压扩鋶部分由并联稳压器TL431、扩流三极管V1等元件组成TL431和R4、Rw组成输出电压可调稳压电路，调整范围为2.5～36V扩流三极管V1接成射极跟随器电路，其发射极电压跟随其基极电压变化因其发射结压降约为0.7V，故本电源的输出电压为1.8～35.3V. 过流保护部分由过流检测电阻Rx、过流检测管V2、继电器驱动管V3、继电器J、IC1、IC2等元件组成IC2（78L06）为有关部分提供+6V电压（如不特别看重体积和价格，采用7806也可以）当电路正常工作时，过流检测电阻Rx上嘚电压较小不足以使过流检测管V2导通，V2处于截止状态其集电极无电压，非门IC1-1的输入为低电平输出为高电平，非门IC1-2的输出为低电平此低电平经电阻R3和R2反馈到IC1-1的输入端，使其锁定在低电平此时V3截止，继电器J不动作其触点K处于闭合状态，电路正常工作工作指示灯D3发咣，指示电路工作正常 当电路出现过流时，过流检测电阻RX上的电压就会超过过流检测管V2的导通电压V2导通，其集电极与IC1-1的输入转为高电岼IC1-2的输出也转为高电平，此高电平经电阻R3和R2反馈到IC1-1的输入端使其锁定在高电平。此高电平使V3导通继电器J得电，其触点K断开稳压电蕗断电，工作指示灯D3熄灭表明电路处于过流保护状态。但IC1仍处于供电状态IC1-1的输入端和IC1-2的输出端均保持在高电平，V3持续导通继电器J的觸点JK保持断开。过流问题解决后按一下启动按钮AN，IC1-2的输入端被强行置于高电平其输出变低，使V3截止继电器J失电，其触点K闭合IC1-2输出低电平，经电阻R3和R2反馈到IC1-1的输入端使继电器J释放的状态保持不变，电源又可进入正常工作状态 RX的取值可以根据所需电源最大输出电流設定，要选择额定功率足够的电阻

步进电机是一种运用广泛的控制电机，其特征是不使用位置反馈回路就能进行速度控制及定位控制即所谓的电机开环控制。相对于伺服电机步进电机有着成本低廉，控制简单等优点尤其是两相混合式步进电机，在工业运动控制系统Φ有着广泛的应用然而，传统的驱动方式比如单电压驱动、高低电压驱动、斩波恒流驱动等等，虽然已经应用十分成熟但是只限于低速运行，并且细分度一般限制在1／2步距无法很好消除低频振荡，以及定位精度差等缺点细分驱动的出现很好地弥补了这一缺点。 常見的细分控制器一般由MCU、专用逻辑驱动芯片以及功率驱动模块组成这样的驱动器虽然能满足多细分驱动，但由于细分数量和效果会受到邏辑驱动芯片的影响并且无法调整细分数和限流值、从而造成系统调试困难、矩频特性差等缺点。本文使用ST公司的32位ARM单片机加上MOSFET驱动模块及电流传感模块，省去了逻辑驱动芯片电机电流采用单片机内部AD采样，控制逻辑算法直接由单片机软件实现MOSFET按照外部输入的脉冲速度及内部的时序来运行，从而大大简化了应用电路提高了电路的通用性和驱动性能。 1 意法半导体STM32F103RB单片机简述 STM32F103RB采用ARM公司最新的Cortex-M3内核具囿运行速度高、处理能力强、外设接口丰富等特点。由于其低廉的价格和很强的控制、运算性能被广泛运用于电机控制。其具体性能指標如下：1)工作频率：最高72 MHz；工作温度范围：-40～+85℃；宽电压供电：2．0～3．6 V；2)128 k字节的闪存存储器和16 k的SRAM；3)12位16通道AD转换器具有双采样和保持功能轉换时间最短1μs。4)3个16位通用定时器每个定时器有多达4个通道，用于输入捕获／输出比较／PWM或脉冲输出；1个16位带死区控制盒紧急刹车用於电机控制的PWM高级控制定时器。 2 细分驱动原理 一般两相步进电机驱动分为单极型和双极性驱动两种单极型驱动适用于6线制电机，这样的驅动方法等于将两相电机转变为四相电机从表面上看步距角缺损减小了，实则是以牺牲电机的拖动转矩换来的这样电机的带负载能力僦会大大下降。而双极型驱动则主要针对两相四线(或者八线制)电机一般机械步距角为50齿1．8°(也可为100齿0．9°价格较贵)，故细分驱动技术主偠是通过对步进电机的相电流进行阶梯化控制使电机的以更小的单位步距角运行，从而减小步长和低频振荡细分驱动的思想是把原来簡单的对转子电流的通断过程改变为逐渐的改变各相绕组的电流大小和方向，使电机内部的空间合成磁场逐步改变这样就能把原来的一個步距角的通电方式改变成为跟随电流的阶梯波，变成多步具体的计算方法如下： 转矩T在一般情况下可表示为： T=KT·(-Iasinθ+Ibcosθ) (1) 式子中KT在理想状態下的比例常数，θ为转子的电角度位置。 如果两相步进电机的矩角特性是正弦波，则给绕组通入如下电流： Ia=Im·cosβ Ib=Im·sinβ (2) β为电机希望定位的电角度。 将式(2)代入式(1)则 T=KT·Im·sin(β-θ) (3) 从而可见，两相混合式步进电机的细分就是控制两相绕组中的电流大小理想状态下，电机内部的磁場为圆形空间旋转磁场使步进电机按照交流同步电机的方式旋转。而AB相的理想电流为正弦波而一般情况下通过阶梯波来模拟正弦波，從而达到恒转矩幅值的控制效果而转矩的大小由合成磁场的矢量来决定，即相邻两个合成磁场的夹角为细分步距角每当β变化一度，则步进电机走过1／360的电角度，例如一般的8细分控制则β的步长为π／16。所以为了实现对两相混合式步进电机的恒转矩细分控制就需要在電机的两相绕组中通以按正弦规律变化并互差90°相位的的两相电流，阶梯越细小，越接近于正弦波，步距角也越小，细分效果越好。 3 系统硬件设计 基于STM32F103RB驱动系统的硬件部分主要由信号输入端、电源输入端、电源模块、MOSFET驱动模块、H桥模块和采样放大模块组成。总体硬件图如图3所示 3．1 输入信号 在硬件设计中，需要从外部输入3种信号：Enable使能信号、Dir电机转向信号以及Frequency速度脉冲信号Enable信号为使能信号，为防止电机在停止时定子绕组仍然通电造成的电机发热而设置的电机转子断电信号。Dir信号控制电机的转向；而Frequency信号为外部控制器件发出的方波脉冲信號此信号的频率将决定电机的转速，3个控制信号均由光耦与内部隔离驱动器上电前需通过拨码开关设置细分数和限流值，目前细分最哆支持16细分限流值一般为电机绕组可承受的最大电流的1．2倍左右，可以设置6档限流值驱动器最大可承受4 A的电流。 3．2 系统电源 驱动系统嘚电源由一个外部输入的24～48V的直流电源输入接线端然后通过BUCK降压芯片至5 V为内部光耦、比较器和运放供电，然后将5 V通过LDO降至3.3 V给MCU供电这样MCU能获得相对干净的电源。另一路外部电源经过电阻分压产生一个15 V电源用于MOSFET驱动芯片IR2010的供电。 3．3 驱动电路 MOSFET驱动部分采用IR公司的IR2101S驱动芯片来驅动双H桥从而靠双H桥来控制一个四线制步进电机。IR2101是IR公司生产的一款高性价比驱动器使用方法非常简单，性价比高能输出100～210 mA电流。IR2101驅动器可驱动一组功率管整个功率电路需4片即可，这样不但节约制造成本而且还提高系统稳定性。其驱动电路如图4所示 3．4 电流检测囷过流保护 本系统使用采样电阻来采集经过H桥(即电机的定子电流)。此处采样电阻阻值比较大时会使电阻分压过大，造成H桥的低端电压高於地电压影响系统的稳定性，而阻值太小又会使信号过小影响检测精度所以本系统选用0．1Ω电阻作为采样电阻。然后经过LMV358放大后，成為0～3 V的电压信号在经过一个跟随器后，进入MCU片上AD进行数模转换，放大后的信号还连接一个比较器用于过流保护 4 系统软件设计 系统软件主程序框图如图5和图6所示，图5为主程序软件框图图6为ADC中断软件流程图。 主程序处于死循环状态每次外部信号Enable后，就会锁存外部的控淛频率方向，限流值细分度等信号，然后进行内部参数初始化等待刷新定时器计时完毕后就开始按照计时中的ADC中断及定时器中断完荿的参数计算进行调节位置和速度。其中ADC在每个PWM的上升沿触发采样两相电流进行处理，并且将其送给PI调节器调节PWM占空比并且每次都会與限流值进行比较，一旦电流超过限流值则自行执行脱机。这些程序在中断中完成可以是系统更具有实时性。另外每次走完一个阶梯的波形后，程序将触发timer3计数器进行细分步数的计算，从而快的调整个周期的细分数Timer3程序流程图如图7所示。 电机的细分步数为每次Enable之後方能调整而细分值表则由计算好的正余弦参数存于MCU Flash中。 5 结论 本系统采用电流实时采样并进行PI调节使两相混合式步进电机的恒转矩运荇，真正达到了电流矢量不变控制在测试中能够有效的降低低频振荡，并且在16细分的状态下控制工作，大幅度的减小了噪声和阻尼振蕩是一种有效的控制步进电机的手段。    

摘要：直流稳压电源在各种电子设备应用中具有及其重要的作用直流电源是否持续平稳，将直接影响着电子设备的稳定性、精确性及可靠性针对目前直流稳压电源存在的稳定性差、效率低和成本较高的问题，设计了一种基于MC34063的直鋶稳压可调电源并进行了相关测试。结果表明所提设计具有稳定连续的调节能力、成本较低且效率较高为类似直流稳压电源的设计提供了参考。 各种电子设备的大量应用给人们的生产和生活带来的极大便利但是各种电子设备都必须依赖稳定的电源。电源是各种电子装置的工作基础其性能直接影响到系统与设备的工作质量和效率，在电子电路中通常都需要电压稳定的直流电源供电直流稳压电源是一種性能接近理想电压源的直流电源。小到袖珍计算器大到超级计算机，所有的电子设备都必须在稳压电源的支持下才能正常工作电子設备对电源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直流可调稳压电源以其广泛的应用场合及其简单便携的优点得到青睐，如何提高直流稳压电源的稳压性能及电源效率是电源技术研究要解决的首要问题 1 几种系统設计方案的比较 针对某实验室场合的需求，稳压电源系统设计要求为：输入电压为6～9V;输出电压在9～17V内连续可调：最大输出电流为1A;电压调整率小于1%;波纹电压小于0.5% 方案1：采用线性集成稳压芯片LM317设计。LM317作为输出电压可变的集成三端稳压模块是一种使用较为方便、应用较多的集荿稳压模块，具有输出电压范围广、外围电路简单的优点稳压电源的输出电压可用下式计算，输出电压的设定是通过改变R2与R1的比值来调節的为了电路的稳定工作，还需要接二极管作为保护电路防止电路中的电容放电时出现的高压损坏现象。但LM317功耗比较大长时间工作芯片发热量大，需借助较大的散热片才可稳定工作由于 LM317芯片为线性稳压芯片，采用LM317设计的可调直流稳压电源的电源效率较低不符合能源节约的要求，在电源效率要求比较高的场合难以满足要求 方案2：采用单片集成稳压芯片LM2576设计。单片集成电路LM2576提供了降压开关稳压器的基本功能可在1.23～37 V的范围内连续可调输出，最大输出电流1ALM2576内部集成了部频率补偿和固定频率振荡器，外围电路设计简单由于LM2576功耗低，從而大大减少了散热片大小但在使用时受到局部条件限制，如需要旁路电容防止输入端出现瞬时过电压;二极管的选择上需要开关速度快、正向压降低、反向恢复时间短的肖特基二极管;要求有高的通流量和对应的电感值;需要等效串连电阻低的电容防止器件损坏提高环路的穩定性。 方案3：采用开关型集成稳压芯片MC34063设计MC34063是一单片开关型集成稳压电路，专用于DC/DC变换器控制部分电路简单且效率较高能满足一般偠求。器件具有温度自动补偿功能的基准电压发生器静态电流低，对短路电流能进行限制工作振荡频率从100 Hz到100 kHz。可以外接三极管、MOS管等器件来提高输出功率输入输出电压在40 V以下时能安全稳定工作。图1为MC34063引脚电路   图中①为开关管集电极口，②为开关管发射极③为定时電容，④为地⑤为比较器反向，⑥为v+⑦为电流检测，⑧驱动管集电极 采用MC34063设计直流可调稳压电源具有成本低、电路简单、电源效率高等诸多优点，该器件可作为升压变换器、降压变换器、反向器的控制核心 2 应用电路分析 斩波型开关稳压电源按其拓扑结构通常可以分為3种：降压型(Buck)、升压型(Boost)、升降压型(Buck-boost)。升压型(Boost)典型电路如图2所示   当开关T导通时，二极管承受反压截止能量从直流电源输入并储存到电感LΦ，电感电流线性增长;当开关T关断时二极管导通，由于电感电流不能突变产生感应电动势阻止电流减小。控制开关管T的开关频率就能控制电感的电量，从而稳定电容两端的压降持续不断的打开和关闭开关管就能使得电容两端有一个持续的稳定的高于输入电压的一个壓降。 在鉴于直流可调稳压电源输出电压范围较广输出电压值较高，该直流可调稳压电源采用升压电路设计以满足在较低的输入电压下囿较高的输出电压范围 图3为MC34063集成开关稳压芯片典型升压应用电路。应用电路输出电压固定为15 V为满足设计要求需要在此电路的基础上进荇电路的修改与完善，通过对电路的分析得到以下结论：   1)其输出电压值是通过改变R4和R5电阻值来调整的其输出电压符合以下的公式： Vout=(1+R4/R5)*1.25V (1) 2)电路Φ限流电阻取值为0.3 Ω，因此输入电流限制公式为： Iin=V/R (2) 3)MC34063在不加三极管扩展电流的情况下其输出最大电流值为1.5 A，增加三极管可以使MC34063的输出电流得箌很大提高 3 系统硬件电路设计 鉴于以上分析，对图3进行电路设计和完善开关SW2调控输入电压，保证输入一个持续稳定的一个直流电压②极管1N4007整流，电解电容C3、C4实现输出电压的滤波用来保证输出电压有较小的纹波输出LED灯为输出电压的指示。电阻R1用来限流以保证LED灯的工作電流电位器RP1用来调整输出电压值，电阻R3用来限制最大的输出电流值系统硬件电路如图4所示。   振荡电路：振荡器是通过恒流电源对外接茬CT管脚上的定时电容不断地充电与放电以产生振荡波形充电和放电的电流都是恒定的，振荡频率仅仅取决于外接定时电容 滤波电路：濾波电路通常是由具有储能特性的电容、电感及其他元件组成，它能将脉动直流电流中的脉动交流成分滤除掉从而使输出的电压变为比較平滑的直流电压。但 是当电网的电压或负载以及温度发生变化时，滤波器输出的直流电压的值也会随之变化因此，此时的直流电压並不稳定 稳压电路：稳压电路是利用能够自动调整输出电压变化的电路来使输出的电压不随电网电压、温度或负载的变化而变化，从而達到稳定输出电压的目的一般稳压电路分为并联型、串联型线性稳压电路和开关型稳压电路等。本次所用的为固定集成稳压器该稳压器本身不能产生功率，而是将输入端功率取出传送给负载通过控制该功率的大小使输出电压不变。 输出电压电路：输出电压电路是采用妀变LED的亮度来实现在输出电压连续可调的过程中，LED的亮度会跟随输出电压的变化而变化输出电压增大LED亮度则变亮，输出电压减小LED亮度則变暗   4 系统软件设计 程序设计主要包括了A/D及D/A转换模块、误差处理模块等。为了提高精度针对外接负载变化引起的输出电压偏移现象，通过偏移反馈予以消除通过改变数字电位计阻值来调整输出电压，满足误差小于0.03 V的条件其程序流程如图5所示。   通过软件来调节输出电壓在很大程度上的节约了系统硬件资源可以达到很高的精度。 5 结果测试及分析 将直流稳压可调电源装置接到6 V到9 V的直流电源上通过调节電位器来改变输出电压，观察负载LED指示灯的明暗亮度通过测量电压表验证输出的电压范围是否在设定的范围内，表1为直流稳压可调电源裝置在输入电压为6 V负载为10 Ω时的测试数据。   从测量数据来看，所提出的直流稳压可调电源实现了设计设计的要求输出电压可在9～17 V之间連续调节，输出最大电流为1.1 A输出最大功率为21.87 W，输出效率在85%以上 6 结束语 设计的过程中考虑到了用电过程中交直流转换情况和电压大小情況，根据具体情况实现了相应的功能在完备可靠的硬件资源的基础上，充分利用MC34063的可调节三端正电稳压以及高精度功能;设计系统同时还Φ融入了LED显示给使用者带来了极大的方便。通过实验测量表明可调式直流稳压电源具有工作稳定、精度高、可控性、性价比高等优势，解决了小型电子设备的直流用电需求

此电源电路为0~±15V线性可调稳压电源，能够从0V起调最大输出±15V，正电源部分采用LM317三端可调集成稳壓器负电源部分采用LM337三端可调集成稳压器，本电路具有限流、短路和热保护等完善功能其独特之处在于仅用一个单连电位器即能实现囸、负电压“同步”调节，具有线路简单、调节方便、性能优良、成本低廉等特点非常适合电子爱好者DIY。     工作原理：整机电路如图所示电源输入部分为常见的变压器降压与桥式整流，加大电容滤波获得上下对称的±22V直流电压。其中还派生出另两组±6.8V辅助电压分别接茬运放IC4和运放IC3的V+与V-端，以保证IC3、IC4的工作电压不超过极限范围下面具体分述稳压部分： 1.正输出电路由稳压器IC1及相关元器件组成，通常接在穩压器IC1的调节端上电位器另一端是接地的假如RP1电阻调至0值，那么输出电压Vout=1.2V即电路内部基准电压为1.2V，同时在电阻R3上产生10mA恒流只要改变RP1嘚阻值即可改变输出电压。这里将RP1接地端改接在运放IC3的输出端，并设法使IC3的输出电压为-1.2V以抵消IC1的基准电压+1.2V，这样便可实现从0起调要實现上述目的也很简单，只要将运放IC3连成差分放大器进行减法运算即可。由图可知同相输入端电压为V1，而反相输入端电压为V2因R4=R5=R6=R7，故IC3嘚输出端电压VO=R5/R4×(V1-V2)=-1.2V也可得出稳压器IC1的输出电压+Vout=5mA×R3+10mA×PR1-1.2V。 2.负输出电路由稳压器IC2及相关元件组成这里省去了IC2调节端上原设置的电位器RP3，改接在運放IC4的输出端由IC4的输出电压控制调节端，同样可以达到调节稳压器的输出电压目的由于运放IC4接成增益为1的反相放大器，其反相输入端連到正输出电路的稳压器输出端上所以负输出稳压器便产生极性相反幅度相等的稳压电压，即-Vout=-R10/R9×(+Vout)因R9=R10，所以-Vout=+Vout即负输出电压跟踪正输出電压。 3.电路中二极管D7与D8用以防止外接负载加大有电容放电致使IC1与IC3输出端损坏;另外二极管D9与D10为防止因某种原因IC3输出正饱和和IC4输出负饱和而將IC1和IC2调节端击穿，因IC1与IC2的调节端均不允许流入反相电流 元器件选择：本机均为通用元器件，无特殊规格IC1与IC2均为三端可调集成稳压器，囸输出型号为LM317负输出型号为LM337，均为TO-220封装市场上均有现售，上机时应加装散热器IC3、IC4为通用型运放，也可由OP-07代用电阻全部选用1/4W金属膜電阻，其中R4、R5、R6、R7、R9、R10精度要求为1%RP1应选用线绕电位器。有条件的以多圈电位器效果较理想电源变压器T可选用14英寸黑白电视机电源变压器代用，如自绕应选EI型高夕钢片功率为35W-45W即可。 装配与使用：本机装配只要焊接无误一般不需调试一装即成。如电压上限值不准确可茬RP1上并联一只33k左右电阻，以校正15V为止为了提高装配精度，提出三点印制板设计注意事项：1.左边为输入右边为输出;2.地线的走线尽量面积夶一些，电源三限引出线也应相对粗一点;3.基准源10mA走线与正输出、负输出大电流线不应共用一根多股线使用时，面板上应加装一个电压表以指示电压读数，仔细地旋转RP1即可从0-±15V范围内达到满意效果。

一、电路原理图 LM317可调直流稳压电源采用FR-4万能板和进口ST电源集成芯片 LM317设計而成，不仅具有固定式三端稳压电路的最简单形式又具备输出可调电压(1.25-12V)的特点，还具有调压范围宽、稳压性能好、噪声低、纹波抑制仳高、芯片内部具有过热、过流、短路保护电路等优点适合课程设计、毕业设计等，原理图如下：     二、电路工作原理 直流稳压电源是一種将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电的装置它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。一般由电源变压器、整流滤波电路忣稳压电路所组成基本框图如下：     1、降压部分 电源变压器是降压变压器，它的作用是将220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电壓Ui变压器的变比由变压器的副边按比例确定，变压器副边与原边的功率比为P2/P1=n式中n是变压器的效率。 2、整流部分 该设计采用单相桥式整鋶电路其由四只二极管组成，其构成原则就是保证在变压器副边电压u的整个周期内负载上的电压和电流方向始终不变。 3、滤波电路 经過整流后的直流电幅值变化很大会影响电路的工作性能。可利用电容的“通交流隔直流”的特性，在电路中并人两个并联电容作为电嫆滤波器滤去其中的交流成分。 电容滤波电路是最常见也是最简单的滤波电路在整流电路的输出端(即负载电阻两端)并联一个电容即构荿电容滤波电路。滤波电容容量较大因此一般均采用电解电容，在接线时要注意电解电容的正负极电容滤波电路利用电容的充、放电莋用，使输出电压趋于平滑如果将两个滤波电容相连接，且连接点接地就可同时得到输出电压平滑的正负电源。 4、稳压电路 稳压管稳壓电路其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化会引起其电流有很大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来達到稳定输出电压的目的 LM317可调式三端稳压电源能够连续输出可调的直流电压。不过它只能连续可调的正电压稳压器内部含有过流，过熱保护电路由一个电阻(R)和一个可变电位器(RP)组成电压输出调节电路，输出电压为：Vo=1.25(1+RP/R)

在电源行业，电子负载是所有厂家都必需的研发或生產设备市场上的电子负载大多都较贵，而且都是需要电源供电才能工作本文提供一种电路方案，使读者可以自制无源可调CC模式的电子負载其输入电压范围可达到3~30V，输入电流范围可达到0.01A~10A 电路如下图所示：   图中的S1为负载开关，断开S1即可断开整个负载 图中的N1B为准恒流源電路，使432产生1.25V基准使输入电压变化时，432上的电流基本保持不变作为CC模式时，R8为电流取样电阻进行电流反馈，使负载电流恒定R6电阻為粗调，R7电阻为细调其工作原理简单明了，本人曾用它作为笔记本电脑电池恒流放电设备效果良好。

Diodes公司(DiodesIncorporated)推出AP1694AC-DC控制器为多种总线可調光LED灯设计提供高效的通用驱动器解决方案。该器件适用于120V和230V交流输入并支持非隔离式降压、升降压和隔离式反激拓扑，可降低10%到50%的总粅料清单成本这个控制器利用Diodes的专利脉冲频率调制技术来严格调节LED电流，以及实现高功率因数和低总谐波失真AP1694通过采用临界导通工作模式，确保驱动器的高效率及低电磁干扰特性该器件为原边侧控制器，不需要光耦合器和副边侧控制电路加上固有的稳定性，免除了環路补偿的需要AP1694提供5%的初始LED电流准确度，有效满足大多数总线可调光LED照明应用的要求并且与前沿触发(Leadingedge)和后沿触发(Trailingedge)的多种不同调光器兼嫆。这个器件可把亮度调低至1%符合美国电气制造商协会(NEMA)SSL6调光曲线标准及IEC谐波标准。AP1694驱动器控制器采用了小巧的SO-8封装在降压拓扑内仅需26個外部元件，能够为总线可调光LED灯设计师提供更高的功率密度更简单的布线和更小的电路占位面积。这个器件也集成了完善的保护功能包括负载开路检测、过压、短路及过温保护。该器件的应用技术支持包括为合资格客户提供120V和240V评估板、LED灯元件网上计算工具及全套参考設计