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本文介绍了一种基于TOP244Y的12V新型本安电源的设计方案。该系统的核心选用Power Integration公司的开关电源芯片TOP244Y,在开关电源的基础上，外加过压保护电路和过流保护电路，使电压稳定在12V.经过压保护测试和过流保护测试验证，该电源满足本安要求，从而证实了本方案的可行性。 《12V新型本安电源设计方案详解》 随着我国煤矿自动化水平的不断提升，本安电源在矿井安全系统中的重要性日益凸显。本篇文章详细介绍了基于TOP244Y芯片设计的一种12V新型本安电源，旨在确保电源在恶劣环境下能够稳定、安全地工作，以保障矿井的安全运营。 1. 本安电源概述 本安电源是矿井电气设备的核心部件，尤其在煤矿环境中，由于存在易燃易爆物质，必须采用本质安全设备以防止火花引发事故。本安电源的设计要求严格，不仅要提供稳定的电压输出，还要具备过压和过流保护功能，以确保系统的可靠性。 2. 系统设计原则与方案 设计的12V新型本安电源遵循煤矿用直流稳压电源的标准，输入电压为95V~140V，输出纹波电压不超过12V的5%。设计中选用了Power Integration公司的TOP244Y开关电源芯片，通过过压保护和过流保护电路，实现了电源的稳定和安全运行。 3. 硬件电路设计 - 开关电源电路：TOP244Y芯片将127V交流电转换为23V直流电。芯片内置多种保护功能，如欠压、过压保护，可通过调整占空比来稳定输出电压。 - 过压保护电路：当输出电压超过12V时，过压保护电路会启动，通过快速可控硅和光电耦合器控制开关电源芯片的失能，从而切断电源输出，防止过电压风险。 - 过流保护电路：通过比较取样电压和预设阈值，一旦电流超过设定值，过流保护电路将关闭输出，通过MOS管Q8控制电流源，确保系统安全。 4. 性能测试与验证 设计的电源需经过严格的性能测试，包括输入电压的适应性测试、输出电压的稳定性测试以及过压和过流保护的实效性验证，以确保其满足本安标准。 本设计方案的创新之处在于巧妙地结合了TOP244Y芯片的性能和附加的保护电路，确保了电源在煤矿复杂环境下的安全性。这一设计为矿井监控、通讯和仪表自动化系统提供了可靠的电源支持，提升了矿井安全防护能力，对于推进煤矿现代化有着重要意义。

Howland电流泵是一种由麻省理工学院的Brad Howland发明的运算放大器（OPA）电流源，它在电路设计中具有重要的应用。这个电路利用运放的特性，能够提供一个独立于负载电阻的恒定电流输出。对于不熟悉电子工程的人来说，理解这种电流源可能有些困难，但通过逐步解析其基本原理，我们可以更好地了解它的工作机制。 我们从简单的电流镜电路开始。电流镜是一种常见的电路结构，它可以复制电流，其中一个支路的电流与另一个支路的电流保持一致。在运放电流镜中，运放的反相输入（-）和同相输入（+）之间的电压相等，即v-= v+。在这种情况下，运放的输出电流iL并不依赖于负载电阻RL或输入电压vL，而是由Rf+上的电压决定。Rf+的电压必须与Rf-的电压相同，且不受地电位影响。 接下来，我们将电流镜转变为Howland电流泵，通过将Rf+连接到不同的电压点，如vR。在vR=0V时，电路成为一个单运放差分放大器。当vR=VOS（恒定偏置电压）时，输出电压vO会增加，但为了保持v-=v+，v+/vO必须小于1，以防止运放输出达到饱和。为了实现这一目标，Rf+被分解为Rf-Rs和Rs两个串联电阻，这样可以引入正反馈，调整输出电压以保持输入平衡。 在这个电路中，Rs上的电流iL与Rf-Rs上的电流iB分离，由一个电压增益为a的缓冲器实现。运放的输入电压vL可通过以下公式计算：vL = (iI * Rs) / (1 + a)，其中iI是输入电流，a是缓冲器的增益。最终的输出电流iL与vL无关，仅与输入电压vI有关，这是因为正反馈环路会抵消vL的变化。 当负载电阻RL增大导致vL增加时，正反馈环路会放大vL的增量，通过运放的同相比例增益Av+进行补偿，使vO相应增加，从而保持iL不变。这种自举提升的行为确保了vS（Rs两端的电压）保持稳定，进而维持iS（流经Rs的电流）的恒定，即使vL变化，iL也不会受到影响。 在最简单的形式中，Howland电流源可以没有×1缓冲器，但Rf+仍需分为Rf-Rs和Rs，以满足电流源条件。此时，iL和iB共同流经Rs，但仍然可以通过电路分析技术将其分开。反馈路径的总串联电阻Rf保持不变，而Rf/Ri的比例在正反馈和负反馈路径中必须相等，以确保电压自举效应使得iL独立于vL。 Howland电流泵是一个巧妙的电路设计，它利用运放的特性创建了一个能够提供恒定电流的源，该电流独立于负载电压的变化。通过理解其内部的工作原理，包括反馈机制、电阻分压和电压自举，我们可以更好地应用这个电路于各种电源设计和技术应用中。

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杜佐兵_开关电源设计应用与电磁兼容设计-实践中开关电源设计与EMC

基于51单片机的数控直流稳压电源设计

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针对本质安全型电源必须要有多重过流、过压保护的要求,介绍了一种基于LM317稳压器的矿用本质安全型电源电路工作原理,分析了该电路中熔断器、滤波电容、稳压器的设计要求,详细介绍了过流及短路保护电路和过压保护电路的参数计算方法。该电源电路中的过流及过压双重保护设计可为技术人员设计合理、可靠的本质安全型电源提供参考。

文章构建了基于Boost 型变换器的DC/DC 变换器，系统以专用芯片UC3842 作为控制核心，辅以Atmega128 单片机稳定输出电压。

内容概要： 基于STM32的多功能数控电源设计是一款具有多种功能的电源设备，主要包括电压、电流、频率调节，过压、过流保护等功能。该设计采用STM32微控制器作为控制核心，通过编程实现对电源的各项参数的精确控制。原理图、PCB和程序源码等资源可以帮助用户快速搭建和调试自己的数控电源。 适用人群： 1. 电子工程、自动化、通信等相关专业的学生和教师； 2. 从事电子产品研发、生产和维修的工程师； 3. 对电子技术感兴趣的DIY爱好者。 使用场景及目标： 1. 实验室教学：用于电子电路实验、电源系统实验等课程的教学实践； 2. 产品开发：用于研发新型电源产品，如可调直流稳压电源、可编程电源等； 3. 产品维修：用于分析和解决电源设备的故障问题； 4. 科研实验：用于各种需要精确控制电源参数的科研实验。 其他说明： 1. 本设计提供了完整的原理图、PCB布局和程序源码，用户可以根据自己的需求进行修改和优化； 2. 本设计采用了模块化的设计思路，各个功能模块相对独立，便于用户进行功能扩展和升级； 3. 本设计具有一定的通用性，可以应用于不同类型的电源设备，如直流稳压电源、交流调频电源等；