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直流电源

直流电压源的设计

前言

在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电源来供电。而整个稳压过程是由电源变压器、整流、滤波、稳压等四部分组成。然而这种传统的直流稳压电源功能简单、不易控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。普通的直流稳压电源品种有很多，但均存在以下几个问题：

1、输出电压是通过粗调(波段开关) 及细调(电位器)来调节。这样，当输出电压需要精确输出，或需要在一个小范围内改变时，困难就较大。另外，随着使用时间的增加，波段开关及电位器难免接触不良，对输出会有影响。

2、稳压方式大多是采用串联型稳压电路，对过载进行限流或截流型保护，电路构成复杂，稳压精度也不高。不能满足特定电压的要求。

3、输出不够稳定，纹波电流过大。

4、普遍采用电压调节或者稳压电路调节，输出电压稳定，电源供电不稳定。

5、传统的直流稳压电源通常采用电位器和波段开关来实现电压的调节，并由电压表指示电压值的大小。因此，电压的调整精度不高，读数欠直观，电位器也易磨损。

而基于单片机控制的直流电压源能较好地解决以上传统稳压电源的不足，并且数控直流电压源与传统稳压电源相比具有操作方便、电压稳定度高的特点。而且纹波电压低，电压调节精确，输出电压大小采用数字显示，直观易读。同时，电路大部分使用集成电路，从而使调试简单、性能优良、故障率低、使用寿命长。

本设计的直流稳压电源主要由单片机系统、键盘、数码管显示器、D/A转换电路、直流稳压电路等几部分组成。系统输出由单片机通过D/A，控制驱动模块输出一个稳定电压；采用独立式键盘，设置直流电压源的输出电压，并由按键控制输出电压步进增减，设置步进等级可达0.1V；输出电压值由数码管显示。工作过程中，电压源的输出电压由单片机输出驱动LED显示。本论文设计制作的直流电压源，可以达到每步0.1V的精度，输出电压范围0~9.9V，最大电流可达1A。

第一章总体设计

1.1 设计任务与要求

设计并制作有一定输出电压调节范围和功能的直流电压源，基本要求如下：

通过键盘来设置直流电源的输出电压，输出电压值由数码管显示，由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减。设置步进等级可达0.1V，并可由数码管显示实际输出电压值和电压设定值。

主要技术指标：

（1）直流电压源的电压输出范围为0~9.9V

（2）步进电压值为0.1V

（3）输出纹波电压不大于10mv

（4）输出电流为1A

1.2 设计方案论证[1]

实现某一种系统功能或者技术指标具有多种可行的设计方案，每一种设计方案都具有它自己的优点和缺点。

电源输出电压的调整方式有连续调整和步进调整两种，前者适合采用模拟电路来实现，后者适合采用数字电路来实现。由于设计要求电源输出电压的调整方式为步进方式，因此这里选用数字电路来实现输出电压的控制。

按照工作原理，数字集成电路可以划分为标准逻辑器件、微处理器和可编程逻辑器件。标准逻辑器件是传统数字系统设计中使用的主要器件，但是它的集成度较低，器件功能确定，使用它设计系统导致电路使用器件数量多，同时更改设计困难。

微处理器和可编程逻辑器件都可以克服上述缺点。可编程逻辑器件工作速度快，但是实现信号处理比较麻烦。微处理器的工作速度比可编程逻辑器件要慢，但是容易实现信号处理。由于数控电源属于低速工作系统，所以它适合使用微处理器来实现输出电压的控制。AT89C51单片机在一块芯片上集成了计算机的主要功能部件，它的指令系统又是按照工业控制的要求设计，因此这里采用AT89C51单片机实现控制电源输出电压的步进调整。

1.3 整体硬件电路组成框图

直流电压源的硬件电路组成框图如图1-1所示，它包括显示电路、键盘电路、单片机电路、数字/模拟转换电路、功率放大电路[2]。

图1-1 数控直流稳压电源的硬件电路组成框图

该直流电压源的输出电压数值由键盘控制，通过键盘把需要输出的电压值以步进方式输入到单片机中。输出电压在完成步进调整以后，直接向负载施加所需要的电压值。

直流电压源的数据显示采用数码管电路来实现，显示电路既可用来显示输出的电压值，也可用来显示键盘电路的调整过程。在该部分电路设计中，单片机与显示电路之间的数据传输采用串行通行方式；电路中的两个数码管用来显示输出电压的个位和小数位。

在使用键盘完成输出电压调整后，输出电压对应的数据被送到数字/模拟转换器，数字/模拟转换器产生输出模拟电压。数字/模拟转换器输出的模拟电压随着它的输入数据的变化而变化，从而实现输出电压的步进调整。数字/模拟转换器的输出模拟电压不一定满足要求，如果不满足输出电压的要求，将需要添加一个电压放大器。

电压放大电路可以将使得输出电压满足设计要求。对负载来说，由戴维南定理知，整个数控电压源可以等效为一个理想电压源和一个电阻的串联电路。由于电源内阻的存在，当负载电阻变化时，回路电流将发生变化，从而使得电源的输出电压发生变化。为了减小负载变化对输出电压的影响，输出电阻应该尽量地减小，或者加大输出电流的额定值，因此选择输出额定电流较大的运算放大器。

要完成D/A转换、电压放大及单片机的正常工作必须有供电电压，低漂移的运放LM358必须要求正、负双电源供电，还有VREF电路的基准电压等，需要不同的直流

电压值，因此需要设计一个辅助电源。辅助电源的设计可以通过集成三端稳压器来实现，可以为单片机电路、数字/模拟转换电路、电压放大电路提供所需的工作电压[3]。

供电电源原理电路图如图1-2所示：

第二章硬件设计

2.1 硬件电路设计

该直流电压源主要分为辅助供电电源部分、D/A转换部分、电压放大部分和控制部分。具体地说是用整流滤波电路以及三端稳压器实现辅助供电电源部分，D/A转换器将数字信号转换成模拟信号，运算放大器实现电压的放大，而用单片机控制整个电源的工作。系统原理图如图2-1所示。交流输入经变压、整流、滤波后，输出两个较大电流，同时送入三端固定稳压器。在滤波后有两个输出，以及三个三端固定稳压器的三个输出，作为辅助电源。其中三端固定稳压器选用最大输出电流为1A的芯片：78L15、79L15、78L05， D\A转化器选用DAC0832芯片，运算放大器选用OPA548芯片，而单片机选用ATMEL公司的AT89C51。该电路设计简单，应用广泛，精度较高等特点。

一、硬件方框图

图2-1 系原理框图

二、具体功能

1．AT89C51的振荡器和时钟电路：给单片机提供指令时序。

2. 电源电路：为整个系统提供需要的电源电压。

3．按键电路：设有6个按键，4个步进增、减键，输入电压设置键以及输入电压确定键。输出电压设置键是开始设置输出电压，然后通过步进增、减键来设置输出电压，调整好输出电压后按下确定键，确定输出电压值。

4．电压控制单元电路：通过DAC0832将数字量转换成模拟量，由REF02提供基准电压，运放LM358输出，因为输出电压不满足课题设计的电压输出范围，所以通过运算放大器OPA548将电压放大，使最终输出电压满足课题设计要求。

5. 数码管显示电路：该系统使用2个数码管，可以显示个位数和一个小数位，采用动态扫描驱动方式。

三、主要设计

基于单片机控制的直流电压源模型采用单片机AT89C51作为主控制器，系统电压调节范围为0～9.9V,最大输出电流1A。数码管显示有2位：个位和一个小数位显示,显示输出电压以及电压设定值。键盘设有6个键,设置键、确定键、4个步进增、减键。设置键、确定键用于输出电压值的设置和确定,步进增减键用于调节输出电压数值。

电源开机设定值为系统设置的初始值，6个按键的作用如下：

S1------每按键一次电压增加1V

S2------每按键一次电压减少1V

S3------每按键一次电压增加0.1V ，同时可作为设置键使用

S4------每按键一次电压减少0.1V，同时可作为设置键使用

S5------开始设置输出电压值

S6------设置好输出电压值后，按此键确定输出电压值

S3、S4可以不通过设置和确定键直接调整电压值，S3为电压“+”、S4为电压“-”，按一下S3，当前电压增加0.1V，按一下S4，当前电压减小0.1V。通过S3、S4增、减按键可以直接调节电压输出值，但是若两次调整的输出电压值相差很大，因为步进值较小，则调整起来比较麻烦。所以除了直接通过S3、S4步进值为0.1V的增、键来设置输出电压外，还设计了步进值较大的电压增减键，使用起来会更方便。

S5为输出电压值的设置键，S6为输出电压值的设置好的确定键，S1、S2、S3、S4是调整输出电压的步进键，再按下S5设置键时，通过S1、S2、S3、S4来调整输出电压，同时S1是每按一次使电压增加1V，S2是每按一次使电压减少1V，S3是每按一次使电压增加0.1V ，S4是每按一次键使电压减少0.1V，设置好输出电压后，按下确定键S5。

系统设有自动识别功能,将不接受超出使用范围的设定值。

2.2外围电路模块设计

2.2.1单片机模块[4]

本次设计选用的是 Atmel公司的AT89C51单片机。它是美国 Atmel公司的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的单片机适用于许多较为复杂的控制应用场合[1]。

AT89C51是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，AT89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可降低成本。

图2-2 AT89C51引脚图

一、主要特性

·与MCS-51 兼容

·4K字节可编程闪烁存储器

·寿命：1000写/擦循环

·数据保留时间：10年

·全静态工作：0Hz-24Hz

·三级程序存储器锁定

·128*8位内部RAM

·32可编程I/O线

·两个16位定时器/计数器

·5个中断源

·可编程串行通道

·低功耗的闲置和掉电模式

·片内振荡器和时钟电路

二、AT89C51中断系统[5]

AT89C51有5个中断源：2个是外部中断INT0、INT1（P3.2,P3.3）上输入的外部中断源；3个内部的中断源，它们是定时器/计数器T0、T1的溢出中断源和串行口的发送接收中断。这些中断源可通过分别设置专用寄存器IE 的置位或清0来控制每一个中断的允许或禁止。IE也有一个总禁止位EA，它能控制所有中断的允许或禁止。各中断源的服务程序的入口地址为：

中断源入口地址

外部中断0 0003H

定时器T0 000BH

外部中断1 0013H

定时器T1 001BH

串行口中断0023H

通常在中断入口，安排一条相应的跳转指令，以跳到用户设计的中断处理程序入口。

CPU执行中断处理程序一直到RETI指令为止。RETI指令是表示中断服务程序的结束，CPU在执行完这条指令后，回到被打断处重新执行被中断的程序。

三、部分引脚说明

(1)VCC：供电电压；(2)GND：接地；

(3)RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间；

(4)EA/VPP：外部访问允许,欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平(接地)；

(5)XTAL1﹑ XTAL2:分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器；

(6)P0口：P0口为一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用；

(7)P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故；

(8)P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故；

(9)P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故；

P3口除了作为一般的I/O口之外，更重要的用途是它的第二功能,如表2—1所示：

表2－1 P3第二功能

四、时钟震荡器

AT89C51中有一个构成内部震荡器的高增益反向放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英或陶瓷震荡器一起构成自激震荡器震荡电路如图2-3所示。外接石英晶体（或陶瓷震荡器）及电容C1、C2接在放大器的震荡回路中构成并联震荡电路。对外接电容C1、C2虽然没有非常严格

的要求，但电容的大小会轻微影响震荡频率的高低、震荡工作的稳定性、起震的难易程序及温度稳定性，如果使用石英晶体，常使用30pF±10pF，而如果使用陶瓷谐振器常选择40pF±10pF。此外还可以采用外部时钟，采用外部时钟如图2-4所示。在这种情况下，外部时钟脉冲接到XTAL1端，既内部时钟发生器的输入端，XTAL2悬空。

图2-3 内部震荡电路图2-4 外部震荡电路

由于外部时钟信号是通过一个2分频的触发器后作为内部时钟信号的所以外部时钟的占空比没有特殊要求，但最小高电平持续的时间和最大低电平持续的时间应符合产品技术条件的要求。

在本次课题设计中，AT89C51的震荡电路选择内部振荡电路。

五、AT89C51复位系统

RST/VPD（9脚）复位信号时钟电路工作后，在引脚上出现两个机器周期的高电平，芯片内部进行初始复位，复位后片内存储器的状态如表所示，P1—P3口输出高电平，初始值07H写入堆栈指针SP、清0程序计数器PC和其余特殊功能寄存器，但始终不影响片内RAM状态，只要该引脚保持高电平，89C51将循环复位，RAT/VPD从高电平到低电平单片机将从0号单元开始执行程序，另外该引脚还具有复用功能，只要将VPD 接+5V备用电源，一旦Vcc电位突然降低或断电，能保护片内RAM中的信息不丢失，恢复电后能正常工作。

AT89C81通常采用上电自动复位和开关手动复位，我们采用的是手动复位开关如图2-5所示：

手动开关未按下之前，电容正极处于加电状态，当按键按下去后，VCC与GND导通，电容放电，从而实现放电。

图2-5 手动复位电路

2.2.2 电压控制单元模块

一、D/A转换器概述

D/A（数/模）转换器输入的是数字量，经转换后输出的是模拟量。转换过程是先将AT89C51送到D/A转换器的各位二进制数按其权的大小转换成为相应模拟分量，然后再以叠加方法把各模拟量分量相加，其和就是D/A转换的结果。

1、DAC0832 芯片介绍[6]

特性：

1)分辨率为8位；

2)电流输出，稳定时间为1s

3)单一电源供电（+5V~+15V）

4)低功耗，20mW

DAC0832的引脚如图2-6所示：

图2-6 DAC0832芯片引脚图

各引脚的功能如下：

D0~D7：8位二进制数据输入端，与单片机的数据总线相连，用于接收单片机送来的待转换的数字量；

ILE ：数据锁存允许控制端，高电平有效；

CS ：片选信号，低电平有效；

1WR :第一级输入寄存器写选通控制，低电平有效。当CS =0、ILE=1、1WR =0时，

数据信号被锁存到第一级8位输入寄存器中。

2WR ：DAC 寄存器写选通控制端，低电平有效。当XFER =0，2WR =0时，输入寄

存器传入8位DAC 寄存器中。

XFER ：数据传送控制，低电平有效；

Rf ：内接反馈电阻，Ω=k Rf 15；

I 01：D/A 转换器电流输出1端，输入数字量全1时，I 01输出最大，输出数字量全为0时，I 01输出最小。

I 02: D/A 转换器电流输出1端, I 01+ I 02=常数。 Ucc ：电源电压，Vcc 的范围为+5V~+15V ； Uref ：参考电压，范围在-10V~+10V ； DGND ：数字信号地；

AGND:模拟信号地，最好与基准电压供地。 2、DAC0832 的应用[7]

单片机AT89C51与DAC0832 的接口常和DAC 的具体应用有关，常用作单极性电压输出、双极性电压输出以及程控放大器；工作方式也有单缓冲方式和双缓冲方式。

在本次课题设计中，DAC0832用作单极性电压输出，而且在单极性模拟电压环境下，可以采用如图2-7所示的接线。

由于DAC0832是8位的D/A 转化器，故可得输出电压0υ与输入数字量B 的关系：

256

0REF

V B

-=υ （2-1）式中：016720212627?+?++?+?=b b b b B ；

256

REF

V 为一常数。

显然，0υ和输入数字量B 成正比。B 为0时，0υ也为0，输入数字量为255时，0

υ为最大值，输出电压为单极性。

图2-7 DAC0832在单极性模拟电压环境下的接线图

二、低漂移的运放LM358概述[8]

LM358里面包括有两个高增益、独立的、内部频率补偿的双运放，适用于电压范围很宽的单电源，而且也适用于双电源工作方式，它的应用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运放的地方使用。

LM358的芯片引脚如图2-8所示，内部结构如图2-9所示：

图2-8 LM358的芯片引脚图图2-9 LM358的内部结构

1N-、2N-：反相输入端； 1N+、2N+：同相输入端； 1OUT 、2OUT ：输出端； Vcc ：电源电压；

GND：接地端。

三、REF02芯片概述

REF02是高精度5V电压基准集成电路。REF02的输出电压几乎不随供电电源电压及负载变化。通过调整外接电阻，输出电压的稳定性及温度漂移可降到最小。它的引脚图如图2-10所示：

图2-10 REF02芯片引脚图

部分引脚功能：

V IN：芯片电源脚，电压范围是11.4V至36V；

Vout:电压输出脚；

Trim:外接调整电阻脚，调整输出电压稳定度及温度漂移；

T EMP:输出噪声衰减；

GND:接地端；

REF02芯片的基本应用电路如图2-11所示：

图2-11 REF02芯片的基本引用电路

四、运算放大器OPA548概述[9]

为了能适应较宽的电源电压范围，并能输出较大电流，具备良好的低温漂特性，选用了高电压大电流功率运放OPA548(TO-220-7封装)，可单、双电源供电，双电源供电范围为±4～±30V，连续工作输出电流3A(峰值5A)，在环境温度-40度～+85度范围内输入电压温度漂移为±30μV／℃，并具备输出使能控制、热关断保护、电流限制可调等功能。

OPA548芯片的实物图如图2-12所示：

图2-12 OPA548芯片的实物图

OPA548的基本应用电路如图2-13所示：

图2-12 OPA548芯片的基本应用电路图

在本次课题设计电路中，电阻R1、R2用滑动变阻器Rf代替，Rf的最大阻值为Ω

20，

调节Rf可以改变R2与R1的比值从而改变V0的输出；电阻RCL用滑动变阻器Rlim代替，Rlim的最大阻值为Ω

200，调节Rlim可以改变电流的输出。

五、本电路设计的电压控制单元电路

图2-13 本次设计的电压源控制单元电路

在本次课题设计中，因为之需要输出一路模拟量，所以DAC0832用作单极性电压输出，工作方式采取单缓冲方式。单片机AT89C51的P1口和DAC0832的数据口直接相连，DAC0832的CS与单片机AT89C51的P2.2连接，同时1

WR与单片机AT89C51的P2.3连接，ILE=1，则可以通过单片机AT89C51P2.2 、P2.3的输出状态来控制DAC0832的工作以及是否将数据信号锁存到第一级8位输入寄存器中；2

WR和XFER接地,使得DAC0832的8位寄存器工作于直通方式。

DAC0832是电流输出形式，本课题需要输出模拟电压，需要在其输出端加一个运算放大器构成的电流/电压转换电路，将电流输出转换为电压输出。在本次课题设计中，运算放大器选择芯片LM358。LM358的2脚1N-、3脚1N+分别连接DAC0832的11脚I01和12脚I02，1脚1OUT输出；4脚GND由辅助电源供-15V电压，8脚Vcc由辅助电源供+15V电压。

DAC0832的8脚Uref接参考电压，参考电压由REF02芯片提供+5V基准电压，基准

电压的电路如图2-13所示，在Vout与Trim两个管脚之间接一个阻值为10K的可变电阻R WEN。因为DAC0832的基准电压是+5V，所以在DAC0832的8脚输出电压的分辨率为5V/256 0.02V，也就是说DAC0832输入数据端每增加1，电压就相应的增加0.02V。

由于DAC0832的基准电压是+5V,所以由LM358输出端输出的最大电压值为+5V,不满足课题的设计要求，因此需要将电压放大2倍左右，使其输出电压的范围满足数控直流稳压电源的输出要求：0.0~9.9V。将电压放大，没有采用传统的推挽放大电路，而采用了大电流大电压输出运放OPA548芯片，其连续工作输出电流3A(峰值5A)，符合本次课题要求输出1A电流的标准。OPA548的连接电路，采用其应用的基本电路，调节Rf可以改变V0的输出，调节Rlim可以改变电流的输出。因为输出电流较大，所以需要给OPA548安装散热板。

2.2.3 按键输入模块

用于计算机系统的键盘通常有两种：一类是编码键盘，即键盘上闭合键的识别有专用硬件识别。另一类是非编码键盘，即键盘上键入及闭合键的识别由软件实现。因为在本次课题的设计中，输入电压值的设定需通过按键实现，同时需要通过按键来实现步进值的调整，但是需要按键来实现的功能比较简单，不需要太多的按键，因此采用的是基于中断方式的独立式非编码键盘电路，键盘电路使用AT89C51单片机的外部中断1，通过软件来消除键抖动影响。独立式键盘所需要的硬件电路结构和软件结构都比较简单，应用它不仅可以向单片机输入开关量的控制信号，而且也可以输入数据。

本电路设计7个按键,设置键、确定键、4个步进增减键、复位键。设置键、确定键用于输出电压值的设置和确定,步进增减键用于调节输出电压数值，复位键用于将输出电压值回复到初始值，6个按键的作用如下：

S1------每按键一次电压增加1V

S2------每按键一次电压减少1V

S3------每按键一次电压增加0.1V ，同时可作为设置键使用

S4------每按键一次电压减少0.1V，同时可作为设置键使用

S5------开始设置输出电压值

S6------设置好输出电压值后，按此键确定输出电压值

S3、S4可以不通过设置和确定键直接调整电压值，S3为电压“+”、S4为电压“-”，按一下S3，当前电压增加0.1V，按一下S4，当前电压减小0.1V。通过S3、S4增、减

按键可以直接调节电压输出值，但是若两次调整的输出电压值相差很大，因为步进值较小，则调整起来比较麻烦。所以除了直接通过S3、S4步进值为0.1V的增、键来设置输出电压外，还设计了步进值较大的电压增减键，使用起来会更方便。

S5为输出电压值的设置键，S6为输出电压值的设置好的确定键，S1、S2、S3、S4是调整输出电压的步进键。在按下S5设置键时，通过S1、S2、S3、S4来调整输出电压，S1、S3为电压“+”、S2、S4为电压“-”：按一下S1，当前电压增加1V；按一下S2，当前电压减小1V。按一下S3，当前电压增加0.1V；按一下S4，当前电压减小0.1V。设置好输出电压后，按下确定键S5即可。

系统设有自动识别功能,将不接受超出使用范围的设定值。

本电路设计的按键输入电路如图2-14所示：

图2-14 按键输入电路图

按键S1~S6的一端分别与单片机AT89C51的P3.2~P3.7连接

2.2.4 LED显示模块

一、LED显示器的结构[10]

常用的LED显示器为8段（或7段，8段比7段多了1个小数点“dp”段），如图2-15所示。每一个段对应一个发光二极管。这种显示器有共阳极和共阴极2种。如图2-16所示：通常此公共阴极接地。当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示。同样，如图2-17所示，共阳极LED显示管的发光二极管的阳极连接在一起，通常此公共阳极接正电压，当某个发光二极管的阴极接低电平时，发光二极管被点亮，相应的段被显示。

图2-15 “8”字型数码管

引脚图

图2-16 共阴极数码管原理

图

2-17 共阳极数码管原理

图为了使LED显示器显示不同的符号或数字，就要把不同段的发光二极管点亮，这样就要为LED显示器提供代码，因为这些代码可使LED相应的段发光，从而显示不同字型，因此该代码称之为段码（或称为字型码）。

本次电路中这采用的是共阴极LED数码管显示，所以这里只介绍共阴极数码管的段码与字型的关系，如表2-2所示。

表2-2 段码与字型的关系

二、LED显示器工作原理

由N各LED显示块可拼接成N位的LED显示器。N个LED显示块有N位位选线和8 N 根段码线。段码线控制显示字符的字型，而位选线为各个LED显示块中各段的公共端，它控制改LED显示位的亮或暗。

LED显示器有两种方显示方式：静态显示和动态显示。

1、静态显示是将共阴极联到一起接地，每位的显示段（a-dp）分别与一个8位的锁存器输出相连。由于显示的各位可以相互独立，各位可以互相显示，只要在该位的段选线上保持段选码电平，该位就能保持相应的显示字符；并且由于各位由一个8位锁存器控制段选线，故在同一时间内每一位显示的字符可以不同，但这种显示方式占用锁存器较多。

2、动态显示是将所有位的段选线相应的并联在一起，由一个8位的I/O口控制，形成段选线的多路复用。而各位的阴极分别由相应的I/O口控制，实现各位的分时选通。要LED能够显示相应的字符，就必须采用动态扫描方式，只要每位显示的时间足够短，则可造成多位同时显示的假象，达成显示的目的。在数字电路中常常要把数据或运算结果通过半导体数码管、液晶数码和荧光数码管，用十进制数显示出来。

三、本次设计LED显示模块的电路

本次设计的LED现实模块电路如图2-18所示:

图2-18 数控直流稳压源的电路的电路原理图

直流电源空开及电源线选型

1.直流空开选型：根据ABB、西门子等空开厂商提供的数据：空开的额定工作电流： I＝Imax*1.5， Imax：是设备正常工作时的最大工作电流。 1.5：为厂商提供的空开正常工作时的电流裕量。我们的设备工作在恒功率情况下，再结合局方的一次电源输出的最小工作电压为42V，所以空开正常工作的最大额定工作电流为： I=P/42*1.5， 42：是指局方一次电源正常工作时输出的最小电压为42V， 1.5：是电流的裕量，保证在42V时空气开关也能够正常工作。 P：为设备功率。电流I就是设备正常工作时通过空开的最大工作电流，即需要选择的空开的额定工作电流。注：如果空开长期工作在额定电流以上，将会降低器件的可靠性,使整个系统工作在不可靠状态下，不利于设备运行。将会大大缩短空开使用寿命。同时，空开长期工作在不可靠状态下，将会导致整个系统掉电。将空开额定电流增加，以提高空开的可靠性，是可以保证系统正常工作的前提。如果不更换空开，将会降低空开的可靠性，可能会使整个系统掉电。 2.电源线选型：电源线径可以根据电流及压降（△U）来计算： S=∑I×2L/（r×△U）其中： S：电源线截面（mm2） ∑I：流过的总电流数 L：该段馈电线的计算长度（M） △U：该段馈电线的允许压降（V） r：馈电线的导电率；用铜质时r=54.4，铝质时r=34 △U的取值如下：从电池到直流电源：△U≤0.2V 直流电源：△U≤0.2V 从直流电源到直流配电柜：△U≤0.8V 从直流配电柜到交换机机架：△U≤0.4V 例如，单个外围模块电流约3安培，如果从直流配电柜直接引铜线，距离约15米。则线径计算如下： L=15M ∑I=3A

直流电源试题

单选题 1．高频开关电源的更新周期为：（A） A. 12年； B. 13年； C. 14年； D. 15年。 2．直流配电设备的更新周期为：（D） A. 12年； B. 13年； C. 14年； D. 15年。 3．有监控模块的高频开关电源系统,当整流器输出电压极不正常, 并已确定监控模块故障,此时此刻的应急处理可尝试下述方法:(B) A.必须更换监控模块 B.断开监控模块工作电源,或拆除监控模块 C.更换所有整流模块 D.更换蓄电池组. 4．洲际DMA10-48/100电源模块输入接线为（B）。 A.三相火线＋零线＋保护地线； B. 三相火线＋保护地线； C. 三相火线；单相＋保护地线。 5．洲际DMA10-48/100电源模块的工作绿灯和告警黄灯同时常亮表示整流模块（C）。 A. 有告警故障； B. 已限流； C. 工作在均充状态； D.风扇故障。 6．DMA10-48/100电源模块的菜单告警显示码Ff应表示为（C）。 A. 交流频率超出范围； B. 微处理器故障； C. 风扇工作不正常； D.整流模块限流。 7．关于“均流”的描述，下列说法正确的是。(A)

A、均流指的是所有模块输出电流完全相同； B、当模块输出电流在半载或半载以上时，均流效果越好； C、当电源系统处于限流状态时，是不均流的； D、均流指的是浮充状态下的均流。 8．电池容量常用符号表示，单位是（B） A. V,Ah； B. C,Ah ； C. V,A ； D. C,A。 9．阀控铅酸蓄电池极柱端子用红色环氧密封的为极，蓝色环氧密封的为极。(D) A．红极，蓝极；B.阳极，阴极；C.负极，正极；D.正极，负极。 10．阀控铅酸蓄电池单体的浮充电压宜随环境温度升高而将整流器的浮充电压(B) A.调高； B.调低； C.不用管； D.不知道。 11 把10KV高压电源变换到380V/220V低压的电源设备是（B ） A.高压开关柜 B.降压电力变压器 C.低压配电设备 D.低压电容器屏 12 在高低压配电系统中，高低压电器，一般是根据工作电压来划分的，划分临界电压为（D ） A.48V B.220V C.380V D.500V 13 三相交流市电电源供电中，受电端子上电压变动范围（A ） A.323~418 B.300~400 C.187~242 D.180~240 14 蓄电池的能量是指在一定放电制度下，蓄电池所能给出的电能，通常用（C ）表示。 A.安时（Ah） B.千瓦（KW） C.瓦时（Wh） D.千伏安（KVA）

可编程直流线性直流电源

[金力通]可编程线性直流电源特点 2, 3和4路独立输出 4组LED显示：小数点后三位(GPD-2303S/3303S/4303S) 最小分辨率： GPD-2303S/3303S/4303S (1mV/1mA) GPD-3303D (100mV/10mA) 数字面板控制(旋转编码开关，带指示灯的硅胶按键) 友善的用户操作，粗调/微调音量控制 4组保存/调取锁键功能输出ON/OFF 追踪串联/并联模式智能型温控风扇，有效降低噪声轻巧的设计 PC软件&USB驱动 USB标准接口 GPD-系列可编程线性直流电源秉承了GW Instek在电源研发生产领域一贯的技术品质优势。数字面板控制、超大显示屏、明亮的LED指示灯、高输出分辨率、4组设置存储器、USB远程控制、智能型温控风扇等显著优势不胜枚举。不仅操作简单，支持多种面板设置，最重要的是它还具有合理的价格。凭借这些优势，GPD-系列必将成为电源市场上闪亮的新星。规格 GPD-2303S GPD-3303S GPD-4303S 输出通道CH1CH2CH1CH2CH3CH1CH2CH3 电压0~30V0~30V0~30V0~30V 2.5/3.3/5.0V0~30V0~30V 0~5V 5.001V 电流0~3A0~3A0~3A0~3A0~3A0~3A0~3A 0~3A 0~1A 定电压模式变动率电压变动率≤0.01% + 3mV 负载变动率≤0.01% + 3mV (额定电流≤3A) ≤0.02% + 5mV (额定电流＞3A)涟波&噪声≤1mVrms (5Hz~1MHz) 恢复时间≤100ìS (负载改变50%，最小负载0.5A) 温度系数≤300ppm/℃

DC-DC电源模块选型

DC/DC模块电源以其体积小巧、性能卓异、使用方便的显着特点，在通信、网络、工控、铁路、军事等领域日益得到广泛的应用。怎样正确合理地选用DC/DC模块电源呢，笔者将从DC/DC模块电源开发设计的角度，谈一谈这方面的问题，以供广大系统设计人员参考。 DCDC的意思是直流变（到）直流（不同直流电源值的转换），只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器。具体是指通过自激振荡电路把输入的直流电转变为交流电，再通过变压器改变电压之后再转换为直流电输出，或者通过倍压整流电路将交流电转换为高压直流电输出。 1 电源模块选择需要考虑的几个方面额定功率封装形式温度范围与降额使用隔离电压功耗和效率 2 额定功率一般建议实际使用功率是模块电源额定功率的30～80%为宜（具体比例大小还与其他因素有关，后面将会提到。），这个功率范围内模块电源各方面性能发挥都比较充分而且稳定可靠。所有模块电源均有一定的过载能力，但是仍不建议长时间工作在过载条件下，毕竟这是一种短时应急之计。 3 封装形式 DC/DC变换器的外形尺寸和输出形式差异很大。小功率产品采用密封外壳，外形十分纤小；大功率产品常采用quarter-brick 或half-brick的形式，电路或暴露，或以外壳包裹。在选择时，需要注意以下两个方面：第一，引脚是否在同一平面上；第二，是否便于焊接。SMT 形式的变换器必须要符合IEC191-6:1990标准的要求，该标准对SMT器件引脚的共面问题做出了严格限定。如果变换器不能满足这个要求，就需要为其设计专门的焊接装配工艺，这会增加装配时间，提高生产成本。模块电源的封装形式多种多样，符合国际标准的也有，非标准的也有，就同一公司产品而言，相同功率产品有不同封装，相同封装有不同功率，那么怎么选择封装形式呢？主要有三个方面：① 一定功率条件下体积要尽量小，这样才能给系统其他部分更多空间更多功能；② 尽量选择符合国际标准封装的产品，因为兼容性较好，不局限于一两个供货厂家；③ 应具有可扩展性，便于系统扩容和升级。全部符合国际标准，为业界广泛采用的半砖、全砖封装，与VICOR、 LAMBDA等着名品牌完全兼容，并且半砖产品功率范围覆盖50～200W，全砖产品覆盖100～300W。 4 温度范围与降额使用

直流电源系统

直流电源系统 1 工作范围本泵站一套直流电源系统，主要包括1组阀控式密封铅酸蓄电池、充电装置、绝缘监视装置、直流系统监控装置、配电及保护器具、监视仪表及报警信号等。中标方应负责完成该泵站直流电源设备的设计、制造、包装、运输、培训和交货及安装调试、试运行期间的技术指导；提供设备安装、调试所需的仪器和专用工具；提供所需的备品、备件。直流电源系统馈电回路：控制回路为8 回；合闸回路为8 回。 2 产品符合的规范和标准 GB/T3859.1-1993 《半导体变流器基本要求的规定》 GB/T3859.2-1993 《半导体变流器应用导则》 DL/T459-2000《电力系统直流电源柜定货技术条件》 3 基本参数额定输入电压：三相：380V 交流电源频率：50Hz 直流额定电压：230V 直流标称电压：220V 充电装置输出直流额定电流：20A 蓄电池额定容量：100Ah。稳流精度：± 1% 稳压精度：± 0.5% 纹波系数：w 0.5% 噪声：w 55dB 防护等级：》IP30 4 特性 4.1 概述除非另有规定，设备的电气特性应符合GB标准有关条款的要求。导线的安装应符合GB 标准有关条款的要求。

主要元器件（包括高频开关模块、整流模块、断路器等）应采用国际知名品牌。 4.2 噪声限制布置在中控室的设备其噪声在中控室处测量应小于50dB设备在正常工作时，距离设备1m处所产生的噪声应小于55dB 4.3 绝缘电阻和介电强度交流回路外部端子对地的绝缘电阻应不小于10MQ; 不接地直流回路对地的绝缘电阻应不小于1MIQ; 500V以下、60V及以上端子与外壳间应能承受交流2000V电压1min； 60V以下端子与外壳间应能承受交流500V电压1mi n。 4.4 电磁兼容性本系统设备的浪涌抑制能力（SWC）抗无线电干扰（RI）能力及抗静电干扰（ESD）能力应满足IEC61000-4《电磁兼容性试验和测试方法》的要求。 4.5 电磁干扰防护本系统设备的正常运行应不受电磁干扰的影响，中标方应在设备的输入端口加装吸收干扰的元件。 4.6 其它（1）试验报告和证书 1）中标方应在合同生效后30 天（日历天数）提供与合同设备有关的所有最终试验报告的复印件，该报告应装订成册作为永久资料使用。 2）中标方应在直流电源设备出厂试验验收后30 天（日历天数）内提供下列报告（包括出厂试验记录）和证书给业主：直流电源设备的整套出厂试验报告；直流电源设备出厂检验证书。（2）互换性中标方提供的合同设备的相同部件，其尺寸和公差应完全相同，以保证各设备部件之间的互换性。所有的备品备件的材料和质量应与原设备相同。（3）电源 1）业主提供电源交流380V系统电压变化范围80%-115%Un 频率变化范围48-52Hz 中标方提供的所有设备应能在上述相应的范围内正常运行，当输入电压下降到低于下限值时，设备应不致损坏。 2）内部直流稳压电源应有过压、过流保护及电源电压不正常的报警信号能防止损坏其它

直流电源测试规范

1.0目录建立ITECH直流电源电性能规格测试规范，确定直流电源电性能规格测试的测试项目，测试方法，结果判定。为本公司所有直流电源电性能规格测试提供一致性的测试依据，确保直流电源实际技术指标性能符合设计要求，客户要求，相关国际标准要求及品质要求。 2.0适用范围适用公司所有产品的直流电源电性能规格测试。例外： 1.客户有特殊要求或规格书有列出要求不同于本标准时，按客户的要求或规格书列出的要求进行测试。 2.此标准所列出的试验方法和结果判定同相关国家／国际标准不一致时，以相关国家／国际标准为准。 3.0参考文件 3.1 安捷伦电源测试标准 3.2 TEK电源测试标准 4.0职责 5.0名词解释无 6.0工作流程 6.1研发部填写“产品送测通知单”→电性能测试→安规与电磁兼容测试→可靠性测试→测试报告整理 6.2电性能规格测试 6.2.1电流连接线

6.3.2测试连接图

6.3.3测试步骤 <1>设备如上图所示连接，根据待测电源的不同电压（110V/220V）调整交流源的输出电压。 <2>数字万用表设置如下: a)直流电压 b)自动量程 <3>待测物(电源)设置 a)电流设置:0.02A b)电压初始设置:0.1V <4>温机20分钟 <5>打开待测物开关状态为ON <6>记录万用表测量值为待测物的实际测量值，根据此值与设定值电压计算出设定值误差，记录数据。 <7>记录待测物的回读值，根据此值与实际测试值计算出回读值误差，记录数据。 <8>根据待测物的电压额定值和表格6.2.2调整待测物的电压。 <9>重复6到第8步，直到完成待测物（电源）电压100%FS。 <10>待测物设定电压、回读电压精度测试完成，关闭所有测试设备。 6.4设定值和回读值精度测试(电流) 6.4.2测试连接图

开关电源参数(精)

开关电源基本参数的概念及常见术语一．描述输入电压影响输出电压的几个参数。 1．绝对稳压系数。 A．绝对稳压系数：表示负载不变时，稳压电源输出直流变化量△U0与输入电网变化量△Ui之比。既： K=△U0/△Ui。 B．相对稳压系数：表示负载不变时，稳压电源输出直流电压Uo的相对变化量△Uo与输出电网Ui的相对变化量△Ui之比。急： S=△Uo/Uo / △Ui/Ui 2. 电网调整率。它表示输入电网电压由额定值变化+-10%时，稳压电源输出电压的相对变化量，有时也以绝对值表示。 3. 电压稳定度。负载电流保持为额定范围内的任何值，输入电压在规定的范围内变化所引起的输出电压相对变化△Uo/Uo（百分值），称为稳压电源的电压稳定度。二．负载对输出电压影响的几种指标形式。 1．负载调整率（也称电流调整率）。在额定电网电压下，负载电流从零变化到最大时，输出电压的最大相对变

化量，常用百分数表示，有时也用绝对变化量表示。 2．输出电阻（也称等效内阻或内阻）。在额定电网电压下，由于负载电流变化△IL引起输出电压变化△Uo，则输出电阻为 Ro=|△Uo/△I L| 欧。三．纹波电压。 1．最大纹波电压。在额定输出电压和负载电流下，输出电压的纹波（包括噪声）的绝对值的大小，通常以峰峰值或有效值表示。 2．纹波系数Y（%）。在额定负载电流下，输出纹波电压的有效值Urms与输出直流电压Uo之比，既 y=Umrs/Uo x100% 3．纹波电压抑制比。在规定的纹波频率（例如50HZ）下，输出电压中的纹波电压Ui~与输出电压中的纹波电压Uo~之比，即：纹波电压抑制比=Ui~/Uo~ 。注：噪声不同于纹波。纹波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关频率同步的成分，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的0.5%以下；噪声是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频成分，也用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的1%左右。纹波噪声是二者的合成，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的2%以下。四．冲击电流。冲击电流是指输入电压按规定时间间隔接通或断开时，输入电流达到稳定

Cisco Nexus 7000 系列直流电源模块

产品手册 Cisco Nexus 7000 系列直流电源模块产品概述 Cisco Nexus? 7000 系列交换机支持专为数据中心 (DC) 环境设计的电源。Cisco Nexus 7000 3.0 kW 直流电源模块可从 1500W 扩展到 3000W，Cisco Nexus 7000 6.0kW 直流电源可从 1500W 扩展到 6000W。这些直流电源可为Cisco Nexus 7000 系列提供容错和负载分担功能以及对热插拔直流电源的全面支持（图 1 和图 2）。图 1. Cisco Nexus 7000 3.0kW 直流电源模块图 2. Cisco Nexus 7000 6.0 kW 直流电源模块每个 Cisco Nexus 7000 系列系统均容纳多个电源，可同时为系统和数据中心设施提供容错能力。Cisco Nexus 7000 系列提供各种交流和直流电源选项，可满足企业和运营商客户的不同需求。双路输入 3.0 kW 和四路输入 6.0 kW 直流电源已经针对运营商中心局部署进行优化。该直流电源提供多路输入支持，使客户可以自定义输出功率来满足其应用需求。

6.0 kW 直流电源使用热插拔直流电源线进行连接，可快速简便地安装电源，而无需占用直流接线板。3.0 kW 直流电源不随附直流电源线。6.0 kW 电源随附直流电源线。如果是 6.0 kW 电源，直流电缆既支持直接连接到直流电输入源，也支持在连接到输入源的距离超出电缆长度的情况下连接到中间电源接口单元。 Cisco Nexus 7000 系列直流电源接口单元 (PIU) 是为 Cisco Nexus 7000 系列直流电缆需要连接到现有直流电源线路的环境所提供的可选设备；可提供 16 个双极端子连接。PIU 支持一个或两个 Cisco Nexus 7000 6.0 kW 直流电源模块，每个电源使用两根直流电源线，总共有四根电源线连接到 PIU（图 3 和图 4）。Cisco Nexus 7000 3.0 kW 直流电源模块不支持 PIU 和直流电源线。图 3. Cisco Nexus 7000 系列 6.0kW 直流电源、直流电缆和 PIU 图 4. Cisco Nexus 7000 系列直流 PIU 特性和优势 Cisco Nexus 7000 3.0 kW 和 6.0 kW 直流电源模块提供专门设计的功能，可通过通用备件、热插拔功能和更高的能效简化数据中心环境的运营并降低运营成本。Cisco Nexus 7000 系列还支持多个功率冗余方案、交流和直流混合运行模式及实时功率信息。下面的列表介绍了主要特性： ●跨 Cisco Nexus 7000 9 插槽、10 插槽和 18 插槽交换机与 Cisco Nexus 7000 系列系统通用的电源，可实现通用备件灵活性（仅 6.0 kW 直流电源） ●能效高于 91%，可减少因转换而损耗的电能

直流稳压电源的项目设计方案

直流稳压电源的项目设计方案（一）设计目的 1、学习直流稳压电源的设计方法； 2、研究直流稳压电源的设计方案； 3、掌握直流稳压电源的稳压系数和阻测试方法；（二）设计要求和技术指标 1、技术指标：要求电源输出电压为±12V（或±9V /±5V），输入电压为交流220V，最大输出电流为I omax =500mA，纹波电压△V OP-P ≤5mV，稳压系数Sr≤5%。 2、设计基本要求（1）设计一个能输出±12V/±9V/±5V的直流稳压电源；（2）拟定设计步骤和测试方案；（3）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数；（4）要求绘出原理图，并用Protel画出印制板图；（5）在万能板或面包板或PCB板上制作一台直流稳压电源；（6）测量直流稳压电源的阻；（7）测量直流稳压电源的稳压系数、纹波电压；（8）撰写设计报告。 3、设计扩展要求（1）能显示电源输出电压值，00.0-12.0V； (2) 要求有短路过载保护。（三）设计提示 1、设计电路框图如图所示稳压电路若使用分离元件要有取样、放大、比较和调整四个环节，晶体管选用3DD或3DG等型号；若用集成电路选78XX和79XX稳压器。测量稳压系数：在负载电流为最大时，分别测得输入交流比220V增大和减小10%的输出Δvo，并将其中最大一个代入公式计算Sr，当负载不变时，Sr=ΔVoV I / ΔV I V O 。测量阻：在输入交流为220V，分别测得负载电流为0及最大值时的ΔVo，r o = ΔV O /ΔI L 。纹波电压测量：叠加在输出电压上的交流分量，一般为mV级。可将其放大后，用示波器观测其峰－峰值△V OP-P ；用可用交流毫伏表测量其有效值△V O ，由

第十章直流电源答案

科目:模拟电子技术题型:填空题章节:第十章直流电源难度:全部 ----------------------------------------------------------------------- 1. 稳压电路的主要作用是稳定输出电压。 2. 在直流电源中，在变压器副边电压相同的条件下，若希望二极管承受的反向电压较小,而输出直流电压较高，则应采用倍压整流电路。 3. 在直流电源中，负载电流若为200mA ，则宜采用电容滤波电路。 4. 在负载电流较小的电子设备中，为了得到稳定的但不需要调节的直流输出电压，则可采用硅稳压或硅二极管稳压电路或集成稳压电路。 5. 为了适应电网电压和负载电流变化较大的情况，且要求输出电压可以调节，则可采用串联晶体管稳压电路或可调的集成稳压器电路。 6. 在电容滤波和电感滤波二者之中，电感滤波选用大电流负载。 7. 在电容滤波和电感滤波二者之中，电容滤波的直流输出电压高。 8. 具有放大环节的串联型稳压电路在正常工作时，调整管处于放大工作状态。 9. 具有放大环节的串联型稳压电路在正常工作时，若要求输出电压为18V ，调整管压降为6V ，整流电路采用电容滤波，则电源变压器次级电压有效值应为 20 V 。 10. 单相桥式整流电路，变压器的副边电压是U 2，则输出电压的平均值 U 0 = 0.9 U 2 。 11. 单相桥式整流电路，变压器的副边电压是U 2，加入电容滤波器后，则输出电压的平均值 U 0 = 1.2U 2 。 12. 小功率直流电源一般由电源变压器、整流、滤波、稳压四部分组成。 13. 直流电源能将电量变为直流电量，实质上是一种能量转换电路。 14. 单相半波整流电路和桥式整流电路相比，在变压器次级电压相同条件下，桥式整流电路的输出电压平均值高了一倍。 15. 若变压器次级电压有效值为U 2，每个整流管的反向峰值电压记作U RM ，则半波整流电路的U RM = 22U 。 16. 若变压器次级电压有效值为U 2，每个整流管的反向峰值电压记作U RM ，则桥式整流电路的U RM = 22U 。 17. 串联反馈式稳定压电路主要包括调整电路、取样电路、比较放大和基准电路四个部分。 18. 串联反馈式稳定压电路主要包括调整电路、取样电路、比较放大和基准电路四个部分。 19. 串联反馈式稳定压电路主要包括调整电路、取样电路、比较放大和基准电路四个部分。 20. 串联反馈式稳定压电路中，取样电路一般由电阻接成串联形式来实现。题型:选择题章节:第十章直流电源难度:全部 ----------------------------------------------------------------------- 1. 在单相桥式整流电路中，若有一只整流管接反，则 B 。

电源基础知识(电源的基本参数)

四、电源的基本参数 1电压 2输入电压就是市电电压。国内电压是220V，但电网电压并不是时刻稳定在220V，而是有一定的波动。采用被动PFC 的电源，可以适应的电网电压一般是在180~264V 之间，当电压突然降低到180V 以下时，电源会出现重新启动的现象；电压偏高，则会导致电源保险烧毁。第15 页部分电源可以承受电压的缓慢下降，甚至电压缓降到180V 以下时，也可以正常工作，但此时电源的负载能力也将下降，难以达到额定功率的输出。采用了主动PFC 电路的电源，适应电压可以扩大到90~264V，在此区间均可正常使用。需要指出的是，不是所有主动PFC 电源，都是宽电压设计。 4.1.2 输出电压就是电源输出给电脑使用的直流电压。 ATX 电源输出的直流电压有+5V、+12V、-12V 、+5VSB、+3.3V。同样，电源所输出的直流电压也会有一定的波动。我们允许输出电压有一定的波动，但不能超过INTEL 所界定的范围，正电压允许在基准值上下5%之内波动，而负电压允许在上下10%之内波动，如+5V 的正常范围是4.75~5.25V，而-12V 的正常范围是-10.8~-13.2V 。要求电源在空载、轻载、典型负载与满载状态下，各路输出电压均在允许范围内。当超过此范围，电脑运行就有可能出现问题。检测电源的输出电压需要使用万用表等设备，软件检测的结果往往并不精确。电源输出电压的稳定性，是电源的一个重要指标，但绝不是判断一款电源优劣的唯一指标。电源性能指标非常繁多，电压的稳定性只是其中一项。只要电源输出在合理的范围内，对电脑配件都不会造成负面影响，这时电压的波动范围在1%和5%的意义是一样的，过分地关注波动的大小是不必要的。但波动的相对大小，侧面反映了电源的负载能力，波动率相对越小的电源，其实际的最大输出功率可能越大，毕竟，输出电压超出规定范围时的输出功率是没有益处的。相对来说，电压偏高比电压偏低更具有危险性，电压偏低至多引起电脑工作的不正常，而电压偏高则可能烧毁硬件。一

DC电源模块方案

DC/DC电源模块方案 DC/DC电源模块又称为DC/DC转换电路，其关键功能就是进行输入输出电压转换。一般我们把输入电源电压在72V以内的电压变换进程称为DC/DC转换。多见的电源关键分为车载与通讯系列和通用工业与消费系列，前者的使用的电压一般为48V、36V、24V等，后者使用的电源电压一般在24V以下。不同应用领域规律不同，如PC中常用的是12V、5V、3.3V，模拟电路电源常用5V 15V，数字电路常用3.3V 等，现在的FPGA、DSP还用2V以下的电压，诸如1.8V、1.5V、1.2V 等。目录 1.DC/DC电源模块的介绍 2.DC/DC电源模块的作用 3.DC/DC电源模块的发展 1.DC/DC电源模块的介绍

新型的模块为完全封装的DC/DCPOL数字电源模块，它能使用PMBus和完全封装的方式，将数字电源解决方案的所有长处结合在一起。使用内部数字控制器，PMBus能被用来设定各种参数，以满足特定应用的需要。各种参数能被监测并储存在板上内存中，在现有最先进的模块中，几乎所有分立元器件都被集成进模块中。长处包括缩短上市时间、精简印刷电路板上器件，以及增强长期确实性。这种完全封装的方式，封装的底部能提供面积更大的散热焊盘，能强化散热能力，封装边缘上的引脚，还具有理想的焊点焊接检测功能。此模块可以工作在3.3V、5V、12V总线输入电压下，提供0.54V~4V的降压输出，具有单一电阻设定，以及高达12A的输出电流能力，完全封装的数字电源模块可提供多元组合，以符合广泛的应用需要。 2.DC/DC电源模块的作用 DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这

直流稳压电源一般有哪几部分组成-主要技术指标有哪些-

直流稳压电源一般有哪几部分组成?主要技术指标有哪些? 直流稳压电源的组成直流稳压电源主要由四部分组成：电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。 1.电源变压器电源变压器是一种软磁电磁元件，功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离，在电源技术中和电力电子技术中得到广泛的应用。 2.整流电路整流电路（recTIfying circuit）是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电，这就是交流电的整流过程，整流电路主要由整流二极管组成。经过整流电路之后的电压已经不是交流电压，而是一种含有直流电压和交流电压的混合电压。习惯上称单向脉动性直流电压。 3.滤波电路滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以及由电容，电感组成而成的各种复式滤波电路。 4.稳压电路稳压电路是指在输入电压、负载、环境温度、电路参数等发生变化时仍能保持输出电压恒定的电路。这种电路能提供稳定的直流电源，广为各种电子设备所采用。直流稳压电源主要技术指标直流稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，反映直流稳压电源的固有特性，如输入电压、输出电压、输出电流、输出电压调节范围；

12V直流稳压电源的设计

内容摘要本设计是关于±12V简易直流稳压电源的设计，论题方向是以单相桥式整流及三端集成稳压器为主，设计一台具有实用价值的小容量简易直流稳压电源。要求：输入电压AC220V、输出电压±12V、输出电流1A、容量24W、输入端须设上电指示灯、输出端须具备短路和过流保护功能。按照所学知识和相关指导书及补充的写作要求，综述了目前常用直流稳压电源的分类、各自适用范围及优缺点，完整详细地设计了±12V简易直流稳压电源电路，并对各组成部分的功能及工作原理进行了分析。关键词：直流稳压电源；集成稳压器；小容量；设计；分析

目录内容摘要 ............................................................ I 关键词：直流稳压电源；集成稳压器；小容量；设计；分析 ................ I 引言 .. (1) 1 直流稳压电源的分类 (2) 2 设计规范及任务 (3) 2.1 设计规范 (3) 2.2 设计任务 (3) 2.3 要求掌握 (3) 3 各电路组成的工作原理及设计的采用 (4) 3.1 指示电路 (4) 3.2 变压电路 (4) 3.3 整流电路 (4) 3.4 滤波电路 (5) 3.5.1 结构与符号 (7) 3.5.2 线性三端集成稳压器的分类及型号 (7) 3.5.3 三端集成稳压器的工作原理 (7) 3.5.4 三端集成稳压器的基本应用电路 (10) 4 基本原理 (12) 4.1 电路的基本组成 (12) 4.2 组成部件的功能 (12) 5 各电路组成的元件选择与参数确定 (13) 5.1 指示电路 (13) 5.2 变压电路 (13) 5.3 整流电路 (13) 5.4 滤波电路 (14) 5.5 稳压电路 (14) 5.6 稳压电源的保护电路 (14) 6 电路图及电路的工作原理 (15) 6.1 ±12V简易直流稳压电源电路图 (15)

DC_DC模块电源的选择与应用

DC/DC 模块电源以其体积小巧、性能卓异、使用方便的显著特点，在通信、网络、工控、铁路、军事等领域日益得到广泛的应用。很多系统设计人员已经意识到：正确合理地选用DC/DC 模块电源，可以省却电源设计、调试方面的麻烦，将主要精力集中在自己专业的领域，这样不仅可以提高整体系统的可靠性和设计水平，而且更重要的是缩短了整个产品的研发周期，为在激烈的市场竞争中领先致胜赢得了宝贵商机。那么，怎样正确合理地选用DC/DC 模块电源呢，笔者将从DC/DC 模块电源开发设计的角度，结合近年来爱浦公司模块电源推广使用过程中得到的用户信息反馈，谈一谈这方面的问题，以供广大系统设计人员参考。 DC/DC 模块电源的选择选择使用DC/DC 模块电源除了最基本的电压转换功能外，还有以下几个方面需要考虑： 1．额定功率一般建议实际使用功率是模块电源额定功率的30～80%为宜（具体比例大小还与其他因素有关，后面将会提到。），这个功率范围内模块电源各方面性能发挥都比较充分而且稳定可靠。负载太轻造成资源浪费，太重则对温升、可靠性等不利。所有模块电源均有一定的过载能力，例如爱浦公司产品可达 120～150%，但是仍不建议长时间工作在过载条件下，毕竟这是一种短时应急之计。 2．封装形式模块电源的封装形式多种多样，符合国际标准的也有，非标准的也有，就同一公司产品而言，相同功率产品有不同封装，相同封装有不同功率，那么怎么选择封装形式呢？主要有三个方面：① 一定功率条件下体积要尽量小，这样才能给系统其他部分更多空间更多功能；② 尽量选择符合国际标准封装的产品，因为兼容性较好，不局限于一两个供货厂家；③ 应具有可扩展性，便于系统扩容和升级。选择一种封装，系统由于功能升级对电源功率的要求提高,电源模块封装依然不变,系统线路板设计可以不必改动,从而大大简化了产品升级更新换代，节约时间。以爱浦公司大功率模块电源产品为例：全部符合国际标准，为业界广泛采用的半砖、全砖封装，与VICOR、 LAMBDA 等著名品牌完全兼容，并且半砖产品功率范围覆盖50～200W，全砖产品覆盖100～300W。附表：爱浦公司模块电源封装尺寸与兼容性封装尺寸指标 2"×1"×0.4"2"×1.6"×0.4"2"×2"0.5" 2.4"×2.28"×0.5" (半砖) 4.6"×2.4"×0.5"(全砖) 兼容性符合国际标准符合国际标准符合国际标准符合国际标准符合国际标准功率范围 5～20W 12～20W 25～30W 50～200W 100～300W 输出路数单、双路单、双路单、双、三路单路单路 3．温度范围与降额使用一般厂家的模块电源都有几个温度范围产品可供选用：商品级、工业级、军用级等，在选择模块电源时一定要考虑实际需要的工作温度范围，因为温度等级不同材料和制造工艺不同价格就相差很大，选择不当还会影响使用，因此不得不慎重考虑。可以有两种选择方法：

电源试题

一、填空题 1．通信局的基础电源分交流基础电源和（直流基础电源）两大类。 2．直流供电系统目前使用的是整流器、蓄电池、负载（并联浮充）供电方式。 3．电信电源系统一般由交流供电系统、直流供电系统和（接地）系统组成。 4．在标准温度时，单体阀控铅蓄电池的均衡充电电压应设置在（2.35）V。 5. 铅酸电池放电终止电压一般设定为（1.8）V。 6．蓄电池一般以（10）小时放电率的容量作为电池的正常额定容量。 7．UPS工作方式分为后备式和（在线式）。 8．在线式UPS的输出电压波形通常为（标准正弦波）。 9．监控系统能自动诊断显示出电源故障点或异常部位，并能自动发出（报警）。 10．空调器通常包括（制冷）、通风和电气三个系统。二、单项选择题 1．通信电源设备及重要建筑用电设备用交流电供电时，在设备的电源输人端子处测量的电压允许变动范围为额定电压值的（）。 A、－5%～＋5% B、－10%～＋5% C、－10%～＋10% D、－15%～＋10% 2．DC/AC变换器是（）。 A、直流/直流变换器 B、整流器 C、逆变器 D、变压器 3．为安全供电，专用高压输电线和电力变压器（）。 A、不得让外单位搭接负荷 B、经主管部门批准可以让外单位搭接负荷 C、可以让外单位搭接负荷 D、经主管部门批准可以允许有关单位搭接负荷 4．-48伏直流放电回路全程压降不应大于（）。 A. 2.4伏， B. 3.2伏， C. 4.0伏， D. 4.8伏 5．高频开关型变流电源设备宜放置在有空调的机房，机房温度不宜超过（）。 A、25℃ B、27℃ C、28℃ D、30℃ 6．交流电的频率允许变动范围为额定值的（）。 A、±3% B、±4% C、±5% D、±6% 7．交流电的电压波形正弦畸变率应为（）。 A、3% B、4% C、5% D、6% 8. 为了确保通信不间断供电要配置（）。 A.固定油机组， B. 移动油机组， C. 第二路市电， D.蓄电池组 9．密封铅酸蓄电池在环境温度为25度条件下，浮充工作端电压范围（）V。 A、2.15～2.20 B、2.15～2.25 C、2.20～2.27 D、2.25～2.30 10．蓄电池单独向负荷供电时，蓄电池放电允许最低度值称为（）。 A、浮充电压 B、均衡电压 C、终止电压 D、开路电压 11．电池极板面积越大，容量则（）。 A、越大 B、越小 C、不变 D、由大变小 12．柴油发电机以（）为燃料。 A、汽油 B、柴油 C、煤油 D、原油 13．发电机故障或紧急停机后，在机组未排除故障和恢复正常时（A）。 A、不得开机运行 B、可空载开机一次 C、可空载开机两次 D、可开机送电一次

可编程线性直流电源

可编程线性直流电源 IPD-3003SLU 使用说明书

目录一、产品简介 (1) 二、使用须知 (2) 2.1 符号标志 (2) 2.2 注意事项 (2) 2.3 预先检查 (2) 三、产品规格 (3) 四、面板说明 (4) 4.1 前面板 (4) 4.2 后面板 (5) 五、操作说明 (6) 5.1 使用前注意事项 (6) 5.2 输出控制 (6) 5.3 输出电压及电流值设定 (6) 5.4 恒压恒流切换 (6) 5.5 过压(O.V.P.) /过流(O.C.P.)保护 (6) 5.6 LOCK键. (7) 5.7存储/调用数据 (7) 5.8 BEEP键 (7) 5.9 FINE键 (7) 六、远程控制 (8) 6.1 远程控制模式简介 (8) 6.2 远程控制设置 (8) 6.2.1 RS-232接口设置 (8) 6.2.2 USB接口设置 (9) 6.3 编程指令集 (10) 6.4 编程案例 (13) 七、常规维护 (16) 7.1 更换保险丝 (16) 7.2 清洁 (16) 7.3 常见问题 (16)

一、产品简介 IPD-3003SLU可编程线性直流电源是一台单路输出高精度的直流电源供应器。它兼具桌上型和系统型的特性，可根据设计和测试的需求，提供多用途解决方案。其主要特点如下： ●单通道输出，输出功率100W ●加速旋钮编码输入 ●具有恒压和恒流两种输出状态，根据负载情况自动切换 ●具有过压、过流、过温及短路等多重保护，过压过流参数值可设定，过温保护时具有报警功能 ●智能风扇控制，有效降低噪音 ●4位LED显示精度 ●极低的电压和电流纹波≤1 mVrms/ 3 mArms ●可存储/调用六组电压电流数据(包括自动存储一组关机前状态） ●一键锁定功能，有效防止误操作 ●具有输出控制开关，控制更加灵活 ●配备标准USB/RS232接口，符合NI-VISA标准 ●编程指令集符合SCPI

测定直流电源的参数并研究其输出特性

测定直流电源的参数并研究其输出特性【目的要求】 1. 用伏安法测定干电池的输出电压随电流变化的规律，并测定电池的电动势和内阻 2. 测量电池的负载功率特性 3. 学习用作图法处理实验数据【实验原理】 1. 描绘干电池的伏安特性曲线，并测定电源的电动势和内阻由于电表不能看成理想电表，因此电流表外接时，电压的测量为不准确值，此时测得的电源内阻为电源与电流表的串联电阻；电流表内接时，测得的电源内阻为电源与电压表的并联电阻。为减小实验误差采用电流表内接电路，如右图一所示。假设电表为理想电表有： U E Ir =- 测出多组路端电压与电流值，并作出U I -图像，如图二所示。根据图像可得纵轴的截距为电源的电动势。直线的斜率为电源的内阻值。 2. 测量干电池的负载功率随负载变化的规律如图三所示：由于电流表的内阻不能忽略，且和电源内阻相差不大，故本实验采用一定值电阻和一电压表并联的方法测量电流，这样的测量减小电流表在电路中带来的误差。从而用得到的电压与电流值计算R L 上的功率随电阻R L 的变化情况。且此处的0R 可其一定的保护作用【实验仪器】 UT39A 万用表干电池 5.1Ω标准电阻导线面包板开关【实验步骤】 1. 测量干电池的电动势用数字万用表的电压挡直接测量电源的电动势E 2. 描绘干电池的伏安特性曲线（1）按图一连接电路（注意合上开关前，变组箱电阻应最大）（2）调节变组箱组值，测量并记录U I 、值（3）画U I -曲线，通过图线得出E ，r 的值 3. 测量干电池的负载功率随负载变化的规律（1）按图三连接电路，另0R =5.1Ω （2）调节R L 阻值，R L 取0r R +的3～4倍逐渐较小到0r R +的一半左右，记录此时两电压表的读数。并作L L P R -图像，判断变化规律【数据处理】（实验数据来自胡毓文） 1.用万用表直接测得电源电压为E=1.415V

通信直流变换电源模块

通信直流变换电源模块 RT4820S 用户手册

目录通信直流变换模块介绍 (2) 1.1 结构及接口 (2) 1.1.1模块外观 (2) 1.1.2前面板 (2) 1.1.3后面板 (4) 1.2模块工作原理 (5) 1.3模块主要功能 (5) 1.3.1保护功能 (5) 1.3.2 其它功能 (6) 1.4模块性能参数 (7) 1.4.1环境要求 (7) 1.4.2输入特性 (8) 1.4.3输出特性 (8) 1.4.4其他特性 (8) 1.5模块安装尺寸 (9) 1.6包装维护 (10) 1.6.1运输包装 (10) 1.6.2维护 (10) 1.7使用注意事项及处理 (10) 1.7.1模块均流 (10) 1.7.2输出电压设定 (11) 1.7.3分组号设定 (11) 1.7.4地址设定 (11) 1.7.5模块告警现象及处理 (11) 注意事项 (12)

通信直流变换模块介绍 RT4820S型模块额定输入AC220V/DC220V或DC110V电源，输出为DC48/20A；可用于一体化电源系统用作通信电源使用，下面将做系统的介绍： 1．1 结构及接口 1．1．1 模块外观模块的外观如下图：图2-1 充电模块外观 1．1．2 前面板模块前面板如下图所求：指示灯LED 上键(长按5秒取消设置) 下键(长按5秒取消设置) 紧固螺钉

图2-2 充电模块前面板 1）LED显示面板可显示模块电压、电流、告警、地址、分组号、运行方式等信息。若按键无操作超过一分钟，将自动显示模块电压和电流，此时如果存在告警，则显示告警信息。电压显示精度为±0.5V，电流显示精度为±0.2A。 2）指示灯模块面板上有3个指示灯，分别为电源指示灯（绿色）、保护指示灯（黄色）和故障指示灯（红色），见下表。表2-1 面板指示灯说明 3）手动操作按键模块面板上有两个按键，上键和下键。通过按键，可查看模块信息。例如模块输出电压48V、输出电流10.0A、地址2、运行在自动方式、分组号1，按上键或下键将依次显示如图2-3。输出电压48V 输出电流10A 地址2 分组号1 运行在自动模式

直流系统常见接线方式

直流系统常见接线方式直流系统常用接线包括：直流电源系统接线直流馈线接线直流电源系统常用接线方式直流系统电源接线应根据电力工程的规模和电源系统的容量确定。按照各类容量的发电厂和各种电压等级的变电所的要求，直流系统主要有以下几种接线方式。一组充电机一组蓄电池单母线接线特点: 接线简单、清晰、可靠。

一套充电机接至直流母线上，所以蓄电池浮充电、均衡充电以及核对性放电都必须通过直流母线进行，当蓄电池要求定期进行核对性充放电或均衡充电而充电电压较高，无法满足直流负荷要求时，不能采用这种接线。适用范围: 适用于110kV以下小型变（配）电所和小容量发电厂，以及大容量发电厂中某些辅助车间。对电压波动范围要求不严格的直流负荷，不要求进行核对性充放电和均衡充电电压较低，能满足直流负荷要求的阀控型密封铅酸蓄电池组。二组充电机一组蓄电池单母分段接线

蓄电池经分段开关接至两端母线，二套充电机分别接至两段母线。分段开关设保护元件，限制故障范围，提高安全可靠性。适用范围：适用于110kV以下小型变（配）电所和小容量发电厂，以及大容量发电厂中某些辅助车间。对电压波动范围要求不严格的直流负荷。不要求进行核对性充放电和均衡充电电压较低的蓄电池，如阀控型密封铅酸蓄电池组。二组充电机二组蓄电池双母接线

整个系统由二套单电源配置和单母线接线组成，两段母线间设分段隔离开关，正常两套电源各自独立运行，安全可靠性高。与一组电池配置不同，充电装置采用浮充、均充以及核对性充放电的双向接线，运行灵活性高。适用范围：适用于500kV以下大、中型变电所和大、中型容量发电厂。负荷对直流母线电压的要求和对运行方式的要求不受限制。三组充电机二组蓄电池双母接线特点: