### 开关稳压电源设计知识点解析 #### 一、设计方案论证 **1. DC-DC主回路拓扑的选择** 本设计中选择了全桥式拓扑结构作为DC-DC变换器的主要拓扑形式。该拓扑适用于大功率场合，不仅能满足输出功率的要求，而且能够通过实现软开关技术有效地降低开关损耗，从而提高效率。全桥式主电路拓扑结构如下： - **全桥式主电路拓扑结构**：采用四个功率开关管Q1、Q2、Q3、Q4组成全桥电路，其中Q1和Q4、Q2和Q3分别组成两组对角线开关管，可以实现能量的双向流动，适合于较高功率的应用场景。 **2. 控制方法及实现方案** - **常规PWM控制方式**：在这种控制方式下，斜对角的功率开关管（例如Q1和Q4）同时导通或截止，这种方式虽然简单易行，但由于开关管在开关过程中会产生电流尖峰和电压尖峰，导致开关损耗较大，限制了开关频率的提高。 - **移相PWM控制方式**：此方式结合了谐振变换技术和常规PWM变换技术的优点，通过利用开关管的结电容和高频变压器的漏感作为谐振元件，使得开关管能够在零电压条件下开通或关断，从而显著降低了开关损耗，提高了效率。这种控制方式还具有控制简单、无需额外的吸收电路、电流和电压应力小等优势。 #### 二、提高效率的方法及实现方案 为了提高开关稳压电源的整体效率，设计中采用了以下几种策略： - **加入辅助谐振网络**：在移相全桥主电路中加入辅助谐振网络，确保两个桥臂都能够实现软开关，从而减少开关损耗，提高整体效率。 - **采用高效控制电路电源**：控制电路的电源采用UC3842芯片组成的开关电源，相比传统的线性电源，这种电源能够显著降低供电损耗。 - **使用脉冲变压器驱动电路**：通过使用脉冲变压器代替多路驱动电源，简化了电路结构，同时也减少了电路损耗。 - **选择低导通压降的功率器件**：在电路中选用导通压降低的功率开关和整流二极管，如IRF3710和MUR1020等，以降低导通损耗。 #### 三、电路设计与参数计算 **1. 主回路器件的选择及参数计算** - **功率器件的选择**：根据输入电压范围（15~21V），整流滤波后的直流电压大约为20~30V。考虑到设计裕量和导通压降的需求，选择IRF3710（64A/100V,导通电阻0.025Ω）作为主开关管S1-S4；输出整流二极管选择MUR1020（20A/100V,导通压降0.15V），这些器件都具备较低的导通压降，有助于减少导通损耗。 - **主变压器参数计算**：主变压器是开关稳压电源中的关键组件之一，其参数设计直接影响到电源的性能和效率。在具体设计中，需要根据输入电压范围、输出电压需求以及所需功率等因素，精确计算主变压器的匝数比、磁芯材料、线圈尺寸等参数，以确保其能够在高效稳定的状态下工作。 通过精心设计的拓扑结构、高效的控制方法以及优化的器件选型，可以有效提升开关稳压电源的性能和效率，满足现代电子设备对于高效率、高性能电源的需求。

本文设计的稳压电源采用性能稳定常用的PWM 芯片SG3525 来进行反馈调整稳压，并通过51 单片机来设定输出电压，功放电路采用MOS 管搭建的双端推挽方式，提高了电源效率。系统测试和运行结果表明，该稳压电源使控制更加智能化，能够长期高效，稳定的工作。 开关稳压电源是一种广泛应用在各种领域，特别是农业自动化中的高效能源转换装置。本文重点讨论了基于SG3524（实为SG3525，可能是笔误）的开关稳压电源设计，该设计旨在提高电源效率和稳定性，以适应农业电气设备的需求。 SG3525是一款高性能的脉宽调制（PWM）控制器，常用于电源管理，它能通过反馈机制调整输出电压，确保电源的稳定。与传统的PWM芯片相比，SG3525拥有更强的驱动能力，提供图腾柱式输出，简化了驱动变压器的设计，降低了外围电路的复杂性。 电源的核心部分是功放电路，这里采用了MOS管构建的双端推挽结构。这种设计可以提升电源效率，因为两个MOS管交替导通，减少了导通压降造成的能量损失。相比于单端正激式电路和全桥整流式电路，双管推挽电路在保持高效的同时，还降低了输出电压的纹波，提升了输出电压的稳定性。 控制策略方面，文章提到了两种方法：数字芯片方案和嵌入式方案。数字芯片方案虽然可以实现基本功能，但在A/D转换和显示上存在困难。相比之下，嵌入式方案，即使用51单片机进行控制，提供了更灵活的编程空间，易于实现A/D和D/A的控制及采样，以及按键扫描显示。因此，51单片机被选作控制核心。 过流保护是电源设计中的重要环节。文中提出了硬件和软件两种实现方式。硬件方案通过比较器和可控硅控制，虽然逻辑性强，但参数设置要求严格，不易实现。相比之下，软件方案利用单片机监控负载电压，控制SG3525的shutdown端口，实现保护功能，既简单又为未来的智能化保护提供了可能。 为了提高电源效率，设计者关注了功放电路和变压器的选择。功放电路采用低导通压降和快速开关特性的MOS管，减少损耗。而在变压器设计上，选择合适的材料和优化绕制工艺，也能有效地减少能量损失。 基于SG3525的开关稳压电源设计结合了高效的PWM控制、优化的功放电路和智能的保护机制，实现了电源的小型化、高效率和稳定性，对于农业领域的电源需求有着显著的经济和实用价值。这种设计思路不仅可以应用于农业，还可以扩展到其他需要稳定电源的工业和民用领域。

### 稳压电源操作与安全使用指南 #### 一、引言 稳压电源作为电子设备中的关键部件，主要用于提供稳定电压输出，确保电子系统能够正常运行。本指南基于SM1500系列稳压电源的安全使用说明，旨在帮助用户正确安装、使用及维护这些设备，以避免潜在的安全隐患。 #### 二、产品概述 SM1500系列稳压电源包括多个型号，如SM15-100、SM35-45、SM52-30等，这些设备由Delta Elektronika ABV公司生产，并在2012年9月进行了修订更新。该系列产品广泛应用于实验室、工业自动化以及科研等领域。 #### 三、安全须知 1. **重要提示**：在所有操作、服务和维修过程中必须遵守以下安全预防措施。如果不遵守这些安全预防措施或警告，将违反设计、制造和预期用途的安全标准，可能会损害内置保护功能。如果用户不遵守这些要求，Delta Elektronika公司将不对由此产生的任何后果负责。 2. **安装类别**：Delta Elektronika的电源供应器已经评估为安装类别II（过电压类别II），这意味着它们适合于室内安装且不受外界电磁干扰。 3. **主电源输入接地**： - Delta Elektronika电源供应器属于安全等级1仪器。 - 为了最小化触电风险，仪器外壳必须通过三或四导体电源线连接到交流电源主电源，对于单相或三相单元，地线必须牢固连接到电源插座的电气地（安全地）。 - 对于设计用于硬接线连接主电源的仪器，保护接地端子必须先连接到安全电气地，然后再进行其他连接。保护接地导线的中断或保护接地端子的断开会导致潜在的触电危险，可能导致人身伤害。 4. **输出端接地**： - 如果一个单位的输出被指定为最大60V直流，且正负极电源输出之一被接地，则可以认为以下连接是安全的： - 正负极电源输出和感应连接； - 编程/监控/状态信号、互锁、主/从连接、ACF/DCF继电器； - 所有Delta Elektronika接口。 - **警告1**：如果低电压单元的两个电源输出都处于浮动状态，或者输出与外部高交流或直流电压串联，则负极电源输出相对于地的电压可能超过上述警告中规定的安全值！ - **警告2**：尽管高电压单元设置为低于60V的安全电压，但从安全角度考虑，它始终应被视为高电压单元！错误操作、编程错误或外部缺陷可能导致输出电压过高，存在安全隐患。 #### 四、操作注意事项 1. 在使用之前，确保阅读并理解所有安全指导原则。 2. 连接电源前，请检查所有线路连接是否正确无误。 3. 定期检查电源线和连接器是否有磨损或损坏。 4. 使用过程中，确保工作环境干燥，避免水或其他液体接触电源设备。 5. 避免在易燃物质附近使用稳压电源，以防发生火灾事故。 6. 维修时，必须断开所有电源连接，防止触电事故发生。 #### 五、维护建议 1. **定期检查**：定期检查设备的接地情况、电缆状况以及外壳是否有损坏。 2. **清洁保养**：保持设备表面清洁，避免灰尘积累导致散热不良。 3. **专业维护**：当遇到无法自行解决的问题时，应及时联系专业人员进行检查和维修。 通过以上内容，我们了解到稳压电源的基本安全操作知识，这不仅有助于提高工作效率，还能有效保障操作人员的人身安全。

在电子工程领域，LDO（低压差线性稳压器）是一种广泛应用于各种电子设备中的线性稳压电源模块。它的作用是将输入电压稳定在设定值，为负载提供稳定的电源供应。LDO线性稳压电源布局布线是一项专业性较强的工作，其设计质量直接关系到整个电路的性能和可靠性。 LDO的设计需要考虑其性能参数，包括输入和输出电压范围、输出电流、静态电流、压差电压和输出噪声等。这些参数决定了LDO的工作条件和应用范围。在布线设计前，必须仔细分析这些参数，并根据实际应用需求进行合理选择。 布线设计时要考虑到LDO的工作原理。LDO通过调整内部晶体管的导通状态，以保持输出电压的稳定。因此，布局布线时需注意晶体管的热管理，避免因过热而影响LDO的性能和寿命。 接着，PCB布局布线的过程中，应确保输入和输出电容的摆放位置合理，以利于电源的稳定性和响应速度。输入输出端口应该远离噪声源，比如高速数字信号电路，以减少噪声对LDO输出的干扰。同时，对于LDO的反馈电阻网络的布局也要足够细致，因为这些元件的布局会影响LDO的稳定性和准确性。 另外，LDO的布局布线要尽量减少走线的长度，特别是输出线的长度，以减小电感效应，提升电源的稳定性。在PCB上走线时，应尽量使用宽而短的铜箔线路，以减小电阻损耗。同时，合理设计PCB的电源层和地层，有助于提升电源的整体性能。 LDO的设计要进行充分的仿真和测试。通过仿真可以预先发现潜在的问题，优化布线设计。而实际测试则能验证设计是否达到了预期的性能指标。在测试过程中，除了关注LDO的稳压性能外，还应关注其温度特性、负载响应和长期可靠性等。 总结而言，LDO线性稳压电源布局布线是一个需要细致规划和严格要求的过程。它涉及到电路的性能、稳定性和可靠性等多个方面。设计人员必须具备深厚的电子电路知识，对LDO的工作原理和性能参数有充分的理解，才能在布局布线中做出合理的设计决策。通过专业的布局布线设计和严格的测试，可以确保LDO线性稳压电源在各种应用中都能发挥出良好的性能。

引言       近年来，随着我国农产品需求量的增加，农业自动化水平的提高，以及大量农业机械、电气照明和温控设备的增加，农业电耗逐年增加，生产成本不断提高。随着电子技术的迅猛发展，开关稳压电源已作为一种较理想的电源为人们所使用，其运用功率变换器进行电能变换，能够在满足各种农业用电的前提下，降低电耗，其高效节能可带来巨大的农业经济效益。然而当前的农业用开关稳压电源，虽然体积小，效率高，但输出电压的纹波较大 ,难以保证输出电压高稳定性，常常影响农用机械和电气设备的连续生产，反而增加了耗能。为此，本文提出一种新的带过载保护的开关稳压电源设计方案，能为农用大型机械和农业照明设备电路提供稳定的电源，具 电源技术在农业领域的应用日益广泛，特别是在农业自动化和电气设备的增多背景下，高效节能的开关稳压电源成为了农业电耗管理的关键。开关稳压电源利用功率变换器转换电能，能在满足农业用电需求的同时，降低能耗，对于农业经济的可持续发展具有重要意义。然而，现有的农业用开关稳压电源存在着输出电压纹波大、稳定性不足的问题，这不仅影响了农用机械和电气设备的连续运行，还可能导致额外的能耗。 针对这一问题，本文提出了一种新的带过载保护的开关稳压电源设计方案，旨在为农用大型机械和农业照明设备提供更稳定、可靠的电源。设计的核心是优化DC2DC主回路拓扑电路，以降低输出电压纹波，提升电源稳定性。方案比较了三种常见的主回路设计方案：单端正激式电路、全桥整流式电路和双管推挽放大电路。单端正激式电路结构简单，但效率不高，全桥整流式电路虽适合高压环境但损耗较大，而双管推挽放大电路在保证较低损耗的同时，输出电压更为稳定，因此被选为最优方案。 在控制方法上，文章探讨了键控、稳压及显示控制的两种策略，即数字芯片方案和嵌入式方案。数字芯片方案虽然理论可行，但在实际操作中控制和显示较为困难；相比之下，嵌入式方案采用51单片机进行控制，配合以7279为核心的按键扫描显示模块，具有编程简便、控制灵活、显示易实现的优点，因此被采纳。在PWM芯片的选择上，文章推荐使用SG3525，因其驱动能力强、性能稳定且外围电路简洁。 此外，设计还包含了过流保护自动控制功能。文章比较了纯硬件实现和软件实现两种方式。纯硬件实现虽然逻辑性强，但参数选择严格，实施难度较大；软件实现则通过单片机监控负载电平，控制SG3525的shutdown端，更便于系统控制和调整，更适合本系统的需求。 这种新型的开关稳压电源设计方案结合了优化的电路拓扑、高效的控制策略和智能的保护机制，旨在解决现有农业电源的不足，为农业电气设备提供更高效、安全的电源保障，具有广泛的应用潜力和良好的发展前景。

线性稳压电源因其设计成熟、成本合理，能满足中小功率电子设备的一般稳压要求，在其基本设计基础上不断的技术改进更拓展了其应用范围。文章阐述了对于多路输出的稳压电源，通过选择一路电压作为主电路的辅助电源，避免了输入电压波动或负载变化对工作状态参数的干扰，维护了主电路放大器独立的工作环境，拓展了输出电路功能又减少了单元电路设计，是对基本设计的一种特色改进。文章中稳压电源的线路分析、核心元件计算，为精确选择或替代元件提供了一定参考价值。

本例介绍的数控直流稳压电源电路 ，采用控制按钮和数字集成电路，采 用LED发光二极管来指示输出电压值，输出电压为 3-+15V共8档可调。最大输出电流为5A。该数控百流稳压电源电路由+l2V稳压电路、电压控制/显示电路和稳压输出电路组成。 《数控直流稳压电源电路设计详解》 数控直流稳压电源是现代电子设备中不可或缺的组成部分，它能够提供稳定、可调节的直流电压，适用于多种应用场景。本篇将详细解析一款采用控制按钮和数字集成电路的数控直流稳压电源电路设计，该电路能够实现3到+15V共8档电压调节，最大输出电流可达5A。 我们来看电路的基础结构，它主要由三个部分构成：+12V稳压电路、电压控制/显示电路以及稳压输出电路。 +12V稳压电路是整个电源的核心，它由电源变压器T、整流桥堆UR、滤波电容器Cl、C2、C6、C7以及三端稳压集成电路IC1组成。电源变压器T将输入的交流220V电压降至合适的电压等级，经过整流桥UR转换为脉动直流电，随后通过电容器进行滤波，最后由IC1（如LM7812或CW7812）进行稳压，输出稳定的+12V电压，供其他部分使用。 电压控制/显示电路则负责电压的调整和显示。它包括控制按钮Sl、复位按钮S2、电阻器R0-R11、电位器RP、电容器C3-C5、施密特触发器集成电路IC2、十进制计数/脉冲分配器集成电路IC3、电子开关集成电路IC4、IC5以及LED发光二极管VL1-VL8。按下控制按钮Sl，电路产生脉冲，通过IC3进行计数，改变输出电压。每个电压档位对应的LED会点亮，直观显示当前输出电压。 稳压输出电路由三端可调稳压集成电路IC6（如LM317）、电阻器R12和滤波电容器C6-C9构成。IC6能够根据外接电阻R12的设定输出不同电压，实现电压的精细调节。 在实际操作中，接通电源开关SO，交流220V电压经过变压器T降压、整流桥UR整流及滤波电容滤波，一部分供给IC6作为输出电压，另一部分通过IC1稳压得到+12V，为IC2-IC5提供工作电源。IC3在接收到脉冲信号后，其输出端依次轮流输出高电平，控制电子开关IC4的开闭，从而改变电阻网络，调节稳压输出电压。复位按钮S2用于将电路返回到+3V的最低电压档。 在元器件选择上，电阻器R1-R12需选择耐热性能良好的金属膜电阻或碳膜电阻，可变电阻器RP选择有机实心类型。电容Cl和C8使用16V的铝电解电容，C2-C6和C9选用独石电容，C7则需要25V的铝电解电容。发光二极管VL1-VL8应选用直径为3mm的型号。整流桥UR选择2A、50V的规格。其他集成电路如IC2（CD4093）、IC3（CD4017或MCl4107）、IC4和IC5（CD4066）以及IC6（LM317）均需选用对应型号。电源开关S0应选250V、5A触头电流负荷的，而S1和S2选用微型动合按钮。 这款数控直流稳压电源电路设计巧妙地结合了数字控制与模拟电路，实现了精确的电压调节与直观的电压显示，广泛适用于实验室、教学、工程设计等领域。了解并掌握这种电路设计，对于提升电子技术的实践应用能力具有重要意义。

一款3~12V可调分立元件直流稳压电源的工作原理涉及到电子电路中的基本概念，包括交流到直流的转换、电压稳定以及反馈控制。电源从220V交流电网获取输入，通过降压变压器B降低电压至12V左右的交流电。这个降压过程是为了确保后续电路的安全和效率。 接下来，经过VD1~VD4组成的桥式整流电路，将交流电转换为脉动直流电。这个过程中，整流二极管在正半周期导通，负半周期截止，使得电流仅在一个方向流动。然后，C1电容起到了滤波的作用，它将脉动直流中的交流成分滤除，使电压趋于平滑，得到大约16V的直流电压，但这个电压仍然是不稳定的。 为了实现电压的稳定，电路采用了晶体三极管VT1和VT2作为复合调整管，以及VT3作为比较放大器。R3和可调电阻RP不仅限制了LED的电流，还与LED一起构成了取样和基准电压电路。16V的直流电压Ui被施加在调整管VT1和VT2的输入端，R1提供基极偏置，使得VT1能够导通并输出电压Uo。 Uo通过取样电路连接到VT3的基极，这里VT3作为一个比较放大器，它的功能是将输出电压Uo与一个固定的基准电压进行比较。如果输出电压Uo高于设定值，VT3的集电极将输出一个误差信号，控制VT1的导通程度，从而使Uo保持在一个预设的范围内，实现了电压的稳定。 在这个设计中，LED的正向导通电压（通常在1.8V到2V之间）被巧妙地用作基准电压的一部分，这样既能提供稳定的参考电压，又可以作为电源的指示灯。电容C2则用于在为收音机供电时抑制可能存在的调制交流噪声。如果需要更大的电流输出，例如负载电流达到或超过300mA，VT1可能需要替换为中功率管如C2073，并添加散热片。同时，电解电容器应选择25V的额定工作电压以应对电压波动。 这款3~12V可调分立元件直流稳压电源的工作原理依赖于电压的整流、滤波、比较放大和反馈控制，通过这些步骤，电源能提供一个稳定的输出电压，适应不同负载需求，并在电路中实现电压调节。在实际应用中，根据负载电流和输出要求，选择合适的元件并考虑散热问题，可以确保电源的稳定和可靠。

模电 直流可调稳压电源设计 Multisim14 仿真报告 利用三极管、二极管基本特性，稳压电源知识设计相应模拟电路。 （1）用集成芯片制作一个0~15V的直流电源； （2）功率≥12W； （3）电源指示灯电流≤10mA； （4）具有过压、过流保护功能； LM317 LM337芯片3087 模电技术在现代电子设计中占有重要地位，它涉及电子元件的基本工作原理及其应用。在直流可调稳压电源设计中，模电技术更是发挥着关键作用。本报告详细介绍了如何利用三极管、二极管的基本特性，结合稳压电源的知识，设计出一个直流电源，并通过Multisim14软件进行仿真。 直流可调稳压电源设计的核心在于提供一个稳定的直流电压输出，并具备一定的功率容量以满足负载需求。本设计要求制作的直流电源输出范围为0~15V，功率不小于12W，这需要在设计时仔细考虑电路的功率密度和散热问题。电源指示灯的设计也是不可或缺的部分，它需要一个电流在10mA以下的稳定工作状态，以便于用户了解电源的工作状态。此外，设计还加入了过压和过流保护功能，以确保电源在异常情况下能够自动切断输出，保护负载和电源本身。 在具体实现方面，本设计采用了LM317和LM337这两款集成芯片。LM317是一款正向可调输出的三端线性集成稳压器，而LM337则是其负向可调输出的对应产品。这两款芯片都能够提供稳定的输出电压，并且具有很好的温度系数，适合用于要求严格的直流电源设计中。3087可能是某种型号的稳压芯片或元件编号，但具体信息需查阅详细数据手册。 本报告采用的仿真软件Multisim14是一款由National Instruments开发的电子电路仿真软件，它能够提供直观的电路设计界面和详尽的电路分析工具，是电子工程设计中常用的仿真工具之一。 在文件名称列表中，我们可以看到一系列文件名，它们包含了报告的各个部分，如引言、设计过程、仿真结果等。这些文件将详细描述整个设计过程，包括理论基础、电路设计、仿真测试和结论等。文件中的图片和文档格式表明，报告将采用图文并茂的方式，使内容更加直观易懂。 根据上述信息，我们可以归纳出以下几个知识点： 1. 模电技术在直流稳压电源设计中的应用。 2. 直流稳压电源的基本要求，包括输出电压范围、功率、电源指示灯设计、过压过流保护等。 3. LM317和LM337集成稳压芯片的功能和特性。 4. Multisim14仿真软件在电路设计和测试中的作用。 5. 仿真报告的构成，包括引言、设计过程、仿真测试结果和结论等内容。 这份仿真报告不仅仅是一个直流稳压电源的设计说明书，它还涵盖了模电技术的应用，电源设计的关键技术点，以及仿真软件在工程设计中的重要性。通过这份报告，工程师和技术人员可以了解如何将理论知识应用于实际电路设计，并通过仿真软件验证设计的正确性和可行性。

标题中的“基于51单片机的数控可调稳压电源Proteus仿真”是一个关于电子工程和微控制器编程的项目。51单片机，全称8051单片机，是Intel公司推出的一种8位微处理器，广泛应用于各种嵌入式系统设计。在本项目中，它被用于构建一个可以数字控制、调整电压输出的稳定电源。 数控可调稳压电源是一种能够精确控制输出电压的设备，通常在实验室、教学或产品研发中使用。通过数字接口，用户可以设置所需的电压值，使得电源适应不同电路的需求。51单片机在此项目中扮演了控制器的角色，处理输入的数字信号并调节电源的输出。 Proteus是Icarus Electronics Design Ltd开发的一款强大的电子设计自动化软件，集成了电路原理图绘制、元器件库、虚拟仿真和PCB布局功能。在这个项目中，Proteus被用来进行电路的虚拟仿真，开发者可以在软件中模拟51单片机控制系统的行为，验证电路设计的正确性，而无需实际搭建硬件。 源码部分可能包含C语言或汇编语言编写的应用程序，这些代码运行在51单片机上，实现对电源输出电压的控制。可能包括读取用户输入、处理数据、控制电源调整器的驱动程序等部分。通过分析源码，学习者可以理解如何编写控制逻辑，以及如何与硬件接口进行通信。 全套资料可能包含项目报告、电路原理图、元器件清单、编程指南等，为学习者提供了全面了解和复现项目所需的所有信息。项目报告可能会详细解释设计思路、工作原理和实现过程；电路原理图展示了所有元件的连接方式；元器件清单列出了需要用到的硬件；编程指南则指导如何编译和烧录代码到51单片机。 通过这个项目，学习者可以深入理解51单片机的编程，掌握数字控制系统的实现方法，以及如何利用Proteus进行电路仿真。对于电子工程师、计算机科学和技术专业学生来说，这是一个宝贵的实践机会，有助于提升他们解决实际问题的能力。此外，此项目也适合初学者作为入门级项目，因为51单片机相对简单易懂，且Proteus的仿真功能使得实验过程更为直观和便捷。