MOS管驱动变压器隔离电路分析和应用 今天在研究全桥电路，资料和书上谈到的，大多数基于理想的驱动器（立即充电完成）。这里 一篇幅把MOS管驱动的来龙去脉搞搞清楚。 预计要分几个篇幅： 1.MOS管驱动基础和时间功耗计算 2.MOS管驱动直连驱动电路分析和应用 3.MOS管驱动变压器隔离电路分析和应用 4.MOS管网上搜集到的电路学习和分析 今天主要分析MOS管驱动变压器隔离电路分析和应用和MOS管驱动基础和时间功耗计算。 参考材料： 《Design And Application Guide For High Speed MOSFET Gate Drive Circuits》是一份很好的材料《MOSFET 驱动器与MOSFET 的匹配设计》也可以借鉴。 首先谈一下变压器隔离的MOS管驱动器： 如果驱动高压MOS管，我们需要采用变压器驱动的方式和集成的高边开关。 这两个解决方案都有自己的优点和缺点，适合不同的应用。 集成高边驱动器方案很方便，优点是电路板面积较小，缺点是有很大的导通和关断延迟。 变压器耦合解决方案的优点是延迟非常低，可以在很高的压差下工作。常它需要更多，缺点是需要很多的元件并且对变压器的运行有比较深入的认识。 变压器常见问题和与MOS管驱动相关的问题： 变压器有两个绕组，初级绕组和次级绕组实现了隔离，初级和次级的匝数比变化实现了电压缩放，对于我们的设计一般不太需要调整电压，隔离却是我们最注重的。 理想情况下，变压器是不储存能量的（反激“变压器”其实是耦合电感）。不过实际上变压器还是储存了少量能量在线圈和磁芯的气隙形成的磁场区域，这种能量表现为漏感和磁化电感。对于功率变压器来说，减少漏感可以减少能量损耗，以提高效率。MOS管驱动器变压器的平均功率很小，但是在开通和关闭的时候传递了很高的电流，为了减少延迟保持漏感较低仍然是必须的。 法拉第定律规定，变压器绕组的平均功率必须为零。即使是很小的直流分量可能会剩磁，最终导致磁芯饱和。这条规则对于单端信号控制的变压器耦合电路的设计有着重大影响。 磁芯饱和限制了我们绕组的伏秒数。我们设计变压器必须考虑最坏情况和瞬时的最大的伏秒数。（在运行状态下，最坏情况和瞬时的，最大占空比和最大电压输入同时发生的情况），唯一我们确定的是变压器有一个稳定的电源电压。 对于单端应用的功率变压器来说，很大一部分开关周期需要保留来保证磁芯的正确复位（正激变换器）。复位时间大小限制电路运行的占空比。不过由于采用交流耦合实现了双向磁化，即使对于单端
Shenzhen Sunyuan Technology CO., Ltd. ISO-AMP I/U Converter ISO 系列直流 I-U-S 信号隔离转换器 产品特征 ISO 系列直流I-U-S 电流信号隔离转换器是一种将直流电流信号转换成按比例输出的与负载隔离的直流电压信号的IC ，产品广泛应用在电力、远程监控、仪器仪表、医疗设备、工业自控等各个需要电量隔离测控的行业。 ● 精度等级：0.1级、0.2级、0.5级。 ● 0-10mA/0-20mA/4-20mA 等国际标准信号输入，可输出标准的隔离电压信号0-5V/0-10V ，高负载能力。 ● 全量程范围内极高的线性度（非线性度<2%） ● 采用进口元器件，高度集成化，温度特性较好 型号及定义 通用参数 ISO-A □-P □-O □-S □ 精 度---------- 0.1%，0.2%，,0.5% 电源要求---------- DC5V 、12V 、24V ，±10% 工作温度---------- -25~+70℃ 工作湿度---------- 10~90%(无凝露) 输入信号 存储温度---------- -45~+85℃ A1：0-1mA 存储湿度---------- 10~95%(无凝露) A2：0-10mA 隔 离---------- 信号输入/输出/辅助电源 A3：0-20mA 绝缘电阻---------- ≥20M Ω A3：4-20mA 耐 压---------- 信号输入/输出/辅助电源 A4：用户自定义 3KVAC ，50Hz ，30秒钟，漏电流 1mA 供电电源 耐冲击电压-------- 3KV ， 1.2/50us(峰值) P1:DC24V P2:DC12V P3:DC5V P4:DC15V 外形尺寸及引脚描述： P5:用户自定义 输出信号 O4: 0-5V O5: 0-10V O6: 1-5V O7:用户自定义 输出隔离电源 S1: 9VDC S2: 12VDC S3：15VDC 输入参数 输出参数 单列直插12脚（SIP 12）封装
实验4.6 运算放大器的线性应用 一、实验目的 1．进一步理解运算放大器线性应用电路的结构和特点。 2．掌握电子电路设计的步骤，学会先用电子设计软件进行电路性能仿真和优化设计，再进行实际器件构成电路的连接与测试方法。 3．掌握运算放大器线性应用电路的设计及测试方法。 二、实验仪器与器件 1.双路稳压电源1台 2.示波器1台 3. 数字万用表1台 4. 集成运算放大器μA741 2块 5. 定值电阻若干 6.电容若干 7.DC信号源3块 8.电位器2只 三、实验原理及要求 运算放大器是高放大倍数的直流放大器。当其成闭环状态时，其输入输出在一定范围内为线性关系，称之为运算放大器的线性应用。运放线性应用时选择合理的电路结构和外接器件，可构成各种信号运算电路和具有各种特定功能的应用电路。选择适当个数的运算放大器和阻容元件构成电路实现以下功能： 1. U o=Ui 2．U O= 5U i1+U i2（R f=100k）； 3．U O= 5U i2-U i1（R f=100k）； 4．U O= - (0.1ui+1000∫u idt）（C f=0.1μF）； 5．用运放构成一个输出电压连续可调的恒压源(要求用一个运放实现)； 6．用运放构成一个恒流源(要求用一个运放实现)； 7. 用运放构成一个RC正弦波振荡器（振荡频率为500Hz）。 四、实验电路图及实验数据 1. U o=Ui Ui（V）0.3 0 -0.3 计算Uo(V) 0.3 0 -0.3 测量Uo(V) 0.302 0.001 -0.301
2．U O= 5U i1+U i2（R f=100k）
3．U O = 5U i2-U i1 （R f=100k ）； Ui1(V) 0.3 0.3 -0.3 Ui2(V) -0.1 0.1 0.1 计算Uo(V) 1.4 1.6 -1.4 测量Uo(V) 1.407 1.608 -1.396 Ui1(V) 0.3 0.3 -0.3 Ui2(V) -0.1 0.1 0.1 计算Uo(V) 1.6 1.4 -1.6 测量Uo(V) 1.735 1.533 -1.703
专题五线性稳压源设计 杨涛 09282055 生医0902班 合作者：李勇达 指导教师：任希
题目五：线性稳压源设计 杨涛 09282055 摘要：直流稳压电源通常是输入为频率为50Hz，220V的正弦信号，输出为稳定的直流信号。其组成主要为电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分，将输入的交流信号转变为所需要的直流信号，以电压的形式输出。本文从稳压电路的不同来设计了两种电压源电路：以稳压管作为稳压电路的线性稳压电源和以串联开关型稳压电路来稳压的电压源。 关键词：线性；稳压电源；整流，滤波 1.稳压电源的结构 直流稳压电源的输入通常是交流电网提供的50Hz、220V（单相）或380V（三相）正弦波，输出是稳定的直流电压。直流稳压电源的组成框图如下图1所示，由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。 ～ U O 50Hz 图一直流稳压电源结构框图 电压变压器的作用是降低电压，经220V或380V的电网电压降低到所需要的幅值。整流电路是利用二极管的单向导电性将电源变压器输出的交流电压变换成脉动的直流电压。经整流电路输出的电压虽然是直流电压，但有很大的交流分量。滤波电路是利用储能元件（电感、电容）将整流电路输出的脉动直流电压中的交流成分滤出，输出比较平滑的直流电压。负载电流较小的多采用电容滤波电路，负载电流较大的多采用电感滤波电路，对滤波效果要求高的多采用电容、电感和电阻组成复杂的滤波电路。稳压电路利用自动调整的原理，使输出电压在电网电压波动和负载电流变化时保持稳定，即输出直流电压几乎不变。我们设计的是输入电压为220V、50Hz的单相电网电压，输出为稳定的直流电压的电压源。 2.整流电路 整流电路有很多种我们设计时用到的是单项式整流电路，其电路图如图2，图中变压器将输入的电网电压降低到所需幅值。
MOSFET驱动变压器设计详解 今天在研究全桥电路，资料和书上谈到的，大多数基于理想的驱动器（立即充电完成）。这里 一篇幅把MOS管驱动的来龙去脉搞搞清楚。 预计要分几个篇幅： 1.MOS管驱动基础和时间功耗计算 2.MOS管驱动直连驱动电路分析和应用 3.MOS管驱动变压器隔离电路分析和应用 4.MOS管网上搜集到的电路学习和分析 今天主要分析MOS管驱动变压器隔离电路分析和应用和MOS管驱动基础和时间功耗计算。 参考材料： 《Design And Application Guide For High Speed MOSFET Gate Drive Circuits》是一份很好的材料《MOSFET 驱动器与MOSFET 的匹配设计》也可以借鉴。 首先谈一下变压器隔离的MOS管驱动器： 如果驱动高压MOS管，我们需要采用变压器驱动的方式和集成的高边开关。 这两个解决方案都有自己的优点和缺点，适合不同的应用。 集成高边驱动器方案很方便，优点是电路板面积较小，缺点是有很大的导通和关断延迟。 变压器耦合解决方案的优点是延迟非常低，可以在很高的压差下工作。常它需要更多，缺点是需要很多的元件并且对变压器的运行有比较深入的认识。 变压器常见问题和与MOS管驱动相关的问题： 变压器有两个绕组，初级绕组和次级绕组实现了隔离，初级和次级的匝数比变化实现了电压缩放，对于我们的设计一般不太需要调整电压，隔离却是我们最注重的。 理想情况下，变压器是不储存能量的（反激“变压器”其实是耦合电感）。不过实际上变压器还是储存了少量能量在线圈和磁芯的气隙形成的磁场区域，这种能量表现为漏感和磁化电感。对于功率变压器来说，减少漏感可以减少能量损耗，以提高效率。MOS管驱动器变压器的平均功率很小，但是在开通和关闭的时候传递了很高的电流，为了减少延迟保持漏感较低仍然是必须的。 法拉第定律规定，变压器绕组的平均功率必须为零。即使是很小的直流分量可能会剩磁，最终导致磁芯饱和。这条规则对于单端信号控制的变压器耦合电路的设计有着重大影响。 磁芯饱和限制了我们绕组的伏秒数。我们设计变压器必须考虑最坏情况和瞬时的最大的伏秒数。（在运行状态下，最坏情况和瞬时的，最大占空比和最大电压输入同时发生的情况），唯一我们确定的是变压器有一个稳定的电源电压。 对于单端应用的功率变压器来说，很大一部分开关周期需要保留来保证磁芯的正确复位（正激变换器）。复位时间大小限制电路运行的占空比。不过由于采用交流耦合实现了双向磁化，即使对于单端MOS管驱动变压器也不是问题。
DCDC电源设计方案 1、DC/DC电源电路简介 DC/DC电源电路又称为DC/DC转换电路，其主要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以内的电压变换过程称为DC/DC转换。常见的电源主要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5V15V，数字电路常用3.3V等。结合到本公司产品，这里主要总结24V以下的DC/DC电源电路常用的设计方案。 2、DC/DC转换电路分类 DC/DC转换电路主要分为以下三大类： （1）稳压管稳压电路。 （2）线性(模拟）稳压电路。 （3）开关型稳压电路 3、稳压管稳压电路设计方案 稳压管稳压电路电路结构简单，但是带负载能力差，输出功率小，一般只为芯片提供基准电压，不做电源使用。比较常用的是并联型稳压电路，其电路简图如图(1)所示， 选择稳压管时一般可按下述式子估算： (1)Uz=Vout;(2)Izmax=(1.5-3)I Lmax(3)Vin=(2-3)V out 这种电路结构简单，可以抑制输入电压的扰动，但由于受到稳压管最大工作电流限制，同时输出电压又不能任意调节，因此该电路适应于输出电压不需调节，负载电流小，要求不高的场合，该电路常用作对供电电压要求不高的芯片供电。 有些芯片对供电电压要求比较高，例如AD DA芯片的基准电压等，这时候可以采用常用的一些电压基准芯片如MC1403,REF02,TL431等。这里主要介绍TL431、REF02的应用方案。 3.1TL431常用电路设计方案 TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准电压源。它的输出
运算放大器的线性应用 实验目的 1.掌握检查运算放大器好坏的方法。 2.掌握运算放大器组成比例，求和运算，积分运算电路的工作原理以及运算功能。 3.掌握以上各种应用电路的组成及其测试方法。 实验仪器 1.双踪示波器X1 2.函数发生器X1 3.数字万用表X1 4.直流稳压电源X1 5.运算放大器X1；面包板X1；电阻若干；导线若干 实验原理 1.运算放大器是一种包含许多晶体管的集成电路，其作用是把输入电压放大一定倍数后在输送出去，其输出电压与输入电压的比值称为电压的放大倍数。 2.在集成运放应用的电路中，运放的工作范围有两种：工作在线性区（指输入电压U0与输出电压Ud成正比时的输入电压范围）或工作在非线性区。 3.集成运放工作在线性区有两个特点： 虚短：集成运放两个输入端之间的电压接近于零。 虚断：流入集成运放两个输入端的电流可视为零。 4. UM741的引脚图： 实验内容： 基本操作： 将电源1，电源2分别调为12V，将电源1的黑色夹子接在放大器的引脚4（正电源端），将电源2的黑色夹子接在放大器的引脚11（负电源端），接着电源1,2的红色夹子接在一起(接地端)，使电源输出±12V。 (1).运算放大器的好坏检测 实验电路图： 实验步骤： 1.调节信号发生器，并将红色夹子接在放大器的引脚3（同相输入端），使其输入1kHz，
1V峰峰值的正弦波信号Ui，黑色夹子接地。 2.将引脚2用导线接在引脚14（输出端口4），并将示波器的红色夹子接在引脚14上，黑色夹子接地。 3.观察示波器上显示的输出电压U0；比较Ui与U0的大小。 实验结果： (2)反相比例运算放大器 实验电路图： 实验步骤： 1.如图连接电路，在反相输入端接入直流电压Ui。 2.根据下表内容进行测量，并完成表格，绘制传输特性。 实验结果： (3)积分电路 实验电路图： 操作步骤： 1.如上图所示连接电路，并输入峰峰值为2V，f=1kHz的正弦信号。 2.观察并记录示波器上Ui，U0的波形，绘制波形。 实验结果：
电子科学与技术专业课程设计 目录 一、设计目的作用 (1) 二、设计要求 (1) 2.1 直流稳压电源的种类及选用 (1) 2.2 稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求 (2) 2.3 串联型直流稳压电源的设计要求 (2) 三、设计的具体实现 (2) 3.1 系统概述 (2) 3.2 单元电路设计与分析 (4) 3.2.1 降压电路 (5) 3.2.2 整流电路 (5) 3.2.3 滤波电路 (7) 3.2.4 稳压电路 (9) 3.3 元件电路参数计算 (10) 3.4 改进方案 (11) 3.5 电路主要测试数据 (12) 四、总结 (12) 五、附录 (12)
六、参考文献 (14)
设计要求 2.1 直流稳压电源的种类及选用 直流稳定电源按习惯可分为化学电源、线性稳定电源和开关型稳定电源，它们又分别具有各种不同类型： （1）化学电源：平常所用的干电池、铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、锂离子电池均属于这一类，各有其优缺点。随着科学技术的发展，又产生了智能化电池；在充电电池材料方面，美国研制员发现锰的一种碘化物，用它可以制造出便宜、小巧、放电时间，多次充电后仍保持性能良好的环保型充电电池。 （2）线性稳压电源：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,而且由于变压器工作在工频（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、较笨重、效率相对较低。 （3）开关型直流稳压电源：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作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小，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% V ) (P P o-，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。 2.2 稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求 （1）稳定性好 当输入电压Usr（整流、滤波的输出电压）在规定范围内变动时，输出电压Usc的变化应该很小一般要求。由输入电压变化而引起输出电压变化的程度，称为稳定度指标，常用稳压系数S来表示：S的大小，反映一个稳压电源克服输入电压变化的能力。在同样的输入电压变化条件下，S越小，输出电压的变化越小， 电源的稳定度越高。通常S约为10-2~10-4。 （2）输出电阻小 负载变化时（从空载到满载），输出电压Usc，应基本保持不变。稳压电源这方面的性能可用输出电阻表征。输出电阻（又叫等效内阻）用rn表示，它等于输出电压变化量和负载电流变化量之比。rn反映负载变动时，输出电压维持恒定的能力，rn越小，则Ifz 变化时输出电压的变化也越小。性能优良的稳压
开关电源隔离驱动变压器设计 因为电子设备的电路变得更为复杂，故要求成熟的电气工程设 计参数具有更加临界的数值。在设计电路的每一个阶段，精确的工程计算是基本的要求。同时，在其零部件设计时，这一点也是同样重要的。所以，必须精心地设计开关电源（SMPS中门脉冲驱动变压器的每一个零部件。 门脉冲驱动变压器在开关电源中被要求用来控制电路之间的 同步动作。这些器件用来为开头电源半导件元器件如高压功率MOSFET或IGBTs提供电脉冲。这种变压器也用作电压隔离和阻抗匹配。门脉冲驱动变压器是用来驱动电子开关器件门电路的基本脉冲变压器。设计这类变压器时，是假定其脉冲的上升、下降和上冲时间都是最佳的值。使用中要辨别它们是门脉冲驱动变压器还是其它变压 在基础门脉冲驱动变压器设计中，存在一系列设计变数，其中 的每个变数由其专项应用决定。它们的一些通用简图及其相应的转换关系见图1所示
1^:2 1 :1 1 : 2 3 1-------- ---------- 3 11-14OT ??? ? 2OT - 2OT2OL 40120T . wuw* a I'ttngon. com -4 2— 4 6 ■4OT (a) (b) (c} Ifll 代&门！ft 11咏冲驳戍变!L器的嗎电Jfi细态 典型的门脉冲驱动变压器是用铁氧体磁心设计制造的，这样可以降低成本。常用磁心的外形大多数是EE EER ETD型。它们都是 由“E”型磁心和相应的骨架组成。这些骨架可以采用表面安装法或通 孔安装法装配。在有些情况下，也采用环形磁心设计制作门脉冲驱动变压器。典型的脉冲变压器设计所要求的参数列于表1。
隔离放大器AD210的应用 隔离放大器在军用电子系统中的选择与应用 admin发表于2008-12-20 11:20 | 阅读218 摘要：依据不同的传输原理对一些信号隔离传输中常用的集成电路进行分类和分析，总结了采用不同原理工作的电路的主要特点，给使用隔离电路的用户提供选择参考。 关键词：耦合传输；隔离放大；集成电路；应用 １引言 在军用电子系统和航空航天电子设备中，尤其是一些应用环境比较恶劣的场合，ＴＬＰ６２１、６Ｎ１４０、ＩＳＯ１２４、ＡＤ２１０等型号的电路和其他一些功能相同的电路得到广泛的应用，这些电路的尺寸、性能、封装外形各具特色，用法也互不相同，但功能和应用的目的却大体相同，它们都用作信号隔离电路。因为它们采用集成元件封装，称作隔离放大器，作为信号传输时对干扰信号的隔离。 隔离电路实现了一种特殊的信号传输方法，它的主要作用是在不影响信号传输的情况下，把相互关联的两部分电路用合适的电子元件隔开，使两部分电路之间没有电气连接，通过选用合适的隔离器件，可以达到传输信号，抑制干扰，保护电路的目的。当一个系统要求目标（本身）电路不对其他的电路产生影响，或／和其他电路不能对目标电路产生影响时，常常要求在两部分电路之间无电气连接，以避免彼此间的相互干扰，如开关量和模拟量的传输，当弱信号的控制系统（如数字计算机）控制强电系统（如伺服电机）时，不但要进行信号传输，也要防止强电系统故障对弱电系统造成损害，常常也要在两部分电路的接口之间加入隔离电路，实现局部电路的保护功能。 ２隔离电路的分类 根据不同的信号特性、不同的设计要求、不同的应用环境及印制板空间的限制等因素，对隔离电路的选择有一些特殊的要求。依据所需传输信号的类型，可把隔离放大器分为两类：模拟信号隔离电路和数字信号隔离电路。模拟信号隔离电路主要用于传输对电压／电流量值变化比较敏感的模拟信号，如温度传感器的电压信号和过程控制中的一些信号等；数字隔离电路用于传输数字信号、开关量等电平信号，如数字式角度变送器的角位移信号。 模拟隔离放大器的生产厂家较少，且产品种类较少。主要有美国ＢＢ（ＢＵＲＮ－ＢＲＯＷＮ）公司、ＡＤ（ＡＮＡＬＯＧＤＥＶＩＣＥ）公司及ＨＰ（惠普）公司。ＢＢ公司的隔离放大器按照隔离原理分为两种：一种是采用变压器进行信号隔离传输的模拟隔离放大器，ＢＢ公司有小部分产品使用这种传输原理工作；另一种是采用电容耦合方式进行信号隔离传输的模拟隔离放大器，ＢＢ公司的大部分模拟隔离放大器都使用这种传输原理工作；ＡＤ公司的隔离放大器全部采用变压器隔离技术的工作原理；ＨＰ公司的隔离放大器全部采用光电隔离技术，用红外线进行信号的隔离传输。
一、实验目的 1．进一步理解运算放大器线性应用电路的结构和特点。 2．掌握电子电路设计的步骤，学会先用电子设计软件进行电路性能仿真和优化设计，再进行实际器件构成电路的连接与测试方法。 3．掌握运算放大器线性应用电路的设计及测试方法。 二、实验仪器与器件 1.双路稳压电源1台 2.示波器 1台 3. 数字万用表1台 4. 集成运算放大器μA741 2块 5. 定值电阻若干 6.电容若干 信号源3块 8.电位器2只 三、实验原理及要求 运算放大器是高放大倍数的直流放大器。当其成闭环状态时，其输入输出在一定范围内为线性关系，称之为运算放大器的线性应用。运放线性应用时选择合理的电路结构和外接器件，可构成各种信号运算电路和具有各种特定功能的应用电路。选择适当个数的运算放大器和阻容元件构成电路实现以下功能： 1. U o=Ui 2．U O= 5U i1+U i2（R f=100k）； 3．U O= 5U i2-U i1（R f=100k）； 4．U O= - +1000∫u idt）（C f=μF）； 5．用运放构成一个输出电压连续可调的恒压源(要求用一个运放实现 )； 6．用运放构成一个恒流源(要求用一个运放实现 )； 7. 用运放构成一个RC正弦波振荡器（振荡频率为500Hz）。 四、实验电路图及实验数据 1. U o=Ui 2．U O= 5U i1+U i2（R f=100k）
3．U O= 5U i2-U i1（R f=100k）； 4．U O= - +1000∫u idt）（C f=μF）； 5．用运放构成一个输出电压连续可调的恒压源(要求用一个运放实现 )； 6．用运放构成一个恒流源(要求用一个运放实现 )； 7. 用运放构成一个RC正弦波振荡器（振荡频率为500Hz） 五. 分析实验数据和波形可知：电路仿真得到的结果要比实测结果更接近于理论计算值，可能原因有1. 实验室中的电子元件有误差 2. 一些电阻在实验室中没有，遂用阻值接近的电阻代替 六. 试验中遇到的故障：在实物搭建第二个电路的时候输入正确的电压值却得不到应得的输出电压，经检查发现第二个运算放大器未接15V的电源 七. 心得体会 在进行电子电路设计的时候，应首先用电子设计软件进行电路性能仿真和优化设计，再进行实际器件构成电路的链接与测试，以缩短设计时间，减少设计成本，并提高成功率。
晶体管扩流5V/3A线性稳压电源设计 一、线性稳压电源 1.1工作原理 电源是各种电子设备必不可缺的组成部分。线性稳压电源具有性能可靠，构造简单，反应速度快，纹波干扰小等特点，在电路中得以广泛的应用。目前，虽然各种开关电源得到了很大的发展，但在性能要求较高的模拟电路，如音响电路、高精度测量等电路中，仍然无法替代线性稳压电源。线性稳压电源主要由工频变压器、整流电路、线性稳压电路等组成，其结构如图1。 图1 线性稳压电源结构图 常用的线性串联型稳压电源芯片有：78XX 系列（正电压型），79XX 系列（负电压型）。例如7805 ，输出电压为5V ）；LM317 （可调正电压型），LM337 （可调负电压型）；1117 （低压差型，有多种型号，用尾数表示电压值。如1117-3.3 为3.3V ，1117-ADJ 为可调型）,LM2940。通常这些线性稳压电源IC内部由调整管、参考电压、取样电路、误差放大电路等几个基本部分组成。线性稳压电源的主要缺陷，除了工频变压器的体积较大外，就是变换效率较低，通常只能达到35%-60%。而变换效率低的主要原因在于线性稳压电路的效率较低。使线性稳压电路中的电压调整管上承受较大的功耗，需要使用大面积的散热片对其散热，这就进一步加大了线性稳压电源的体积。 常用的5V线性稳压电源如7805的输出电流通常不超过1A，因此在需要线性稳压电源输出电流达到3A的时候需要对现有的线性稳压电源进行扩流。常用的线性稳压电源扩流方法有使用晶体管电流放大的特性进行扩流。为降低损耗，此次设计选用了低压差线性稳压电源LM2940。图2是利用晶体利用晶体管扩流的3A/5V线性稳压电源的扩流设计。
A题隔离放大器设计 一、任务 设计一个交直流隔离放大器，系统测试电路如图1所示。具体指标要求如下： ●电压增益：50倍； ●最大输出电流：大于等于2mA（RMS）； ●输入——输出间隔离电压：大于500V； ●输入电压：正弦交流信号，小于等于50mV（RMS）； ●输入电阻：大于100kΩ； ●频带宽度：0～1kHz； ●误差：小于1％。 + u o - 图1 系统结构图 二、具体指标与分值（理论设计满分100分）
三、说明 1、只提供一组±15V直流电源，其余问题自己解决，方法不限； 2、报告中主要参数应给出计算方法； 3、理论设计部分成绩由设计报告和现场答辩综合评定。 四、设计报告格式 1.设计报告统一使用A4纸张纵向打印。页边距除上边取3厘米外，其它使用Word的约定值（即下边 2.54厘米，左右各 3.17厘米）。装订位置在报告上方，装订线距设计报告上端约1.5厘米处。 2.设计报告章、节标题使用黑体小三号字体，正文使用宋体小四号字体。行距设单倍行距。每页右下角标注页码。 3.设计报告封面应写明竞赛题目、参赛学院、参赛队号和队员姓名。 4.设计报告的图文篇幅限制为15页以内（封面不计，单面打印）。设计报告第一页应为设计题目、300字以内的中文设计摘要，关键词3～6个。设计报告内容格式通常应包括下述内容： （1）引言：叙述对题目的理解，以及设计思路和特点。 （2）方案设计：叙述设计思路，总体方案组成和说明，通常要提出两个方案，并对两个方案进行比较，说明采用其中一个方案的理由。 （3）对各个组成部分作详细说明及参数计算，给出框图、电路原理图、软件流程图。 （4）结论：叙述完成情况、未完成的原因、心得体会、存在的问题、进一步努力的方向。 （5）附件：包括完整电路图、元器件清单列表、源程序清单等。
对几类放大器的认识 在DWDM系统中，特别是超远距离的传输中，由于不可避免的存在光纤信号功率的损失和衰减，所以补偿是必要的。现在常用的放大器有掺铒光纤放大器（EDFA）,拉曼放大器（FRA），半导体激光放大器（SOA），光纤参量放大器（OPA）。现就这几类放大器的工作原理和特殊情况做一下说明。 1）掺铒光纤放大器（EDFA） EDFA（Erbiur Doped Fiber Amplifer）是光纤放大器中具有代表性的一种。由于EDFA 工作波长为1550nm，与光纤的低损耗波段一致且其技术已比较成熟，所以得到广泛应用。掺铒光纤是EDFA的核心原件，它以石英光纤作基质材料，并在其纤芯中掺入一定比例的稀土原素铒离子（Er3+）。当一定的泵浦光注入到掺铒光纤中时，Er3+从低能级被激发到高能级，由于Er3+在高能级上寿命很短，很快以非辐射跃迁形式到较高能级上，并在该能级和低能级间形成粒子数反转分布。由于这两个能级之间的能量差正好等于1550nm光子的能量，所以只能发生1550nm光的受激辐射，也只能放大1550nm的光信号。 EDFA的组成： 工作原理图： 那么，EDFA的输出公路车是如何控制的呢？ 一般来说,EDFA的输出功率与输入信号光强度，铒纤的长度以及泵浦光的强度。 在EDFA使用的过程中，一般要控制好EDFA的平坦增益，那么不平坦的增益和平坦增益
有什么区别呢？ 平坦的输出增益会使EDFA放大的输出功率得到一个稳定的信号增益。 如何控制增益？增益的控制室有2种选择的，一种是掺金属元素，另外一种是GFF定制，所谓的掺金属元素是值得是掺杂金属铝元素。 有上图可以知道，掺铝的金属元素的EDFA在增益的控制上明显要比不掺铝的EDFA平坦的多。 需要注意的是：EDFA在放大信号的同时也放大了噪声，而噪声主要来自EDFA的自身受激辐射，是主要的噪声源，也是系统OSNR劣化的主要原因。 放大器产生的自发辐射噪声功率为：PASE = -58 + NF + G （dBm） 其中NF为光放大器噪声系数（dB）、G为光放大器的增益（dB）
线性稳压器和开关模式电源的基本概念 关键字：线性稳压器开关模式电源SMPS 摘要 本文阐述了线性稳压器和开关模式电源(SMPS)的基本概念。目的是针对那些对电源设计和选择可能不很熟悉的系统工程师。文章说明了线性稳压器和SMPS的基本工作原理，并讨论了每种解决方案的优势和劣势。以降压型转换器为例进一步解释了开关稳压器的设计考虑因素。 引言 如今的设计要求在电子系统中有越来越多的电源轨和电源解决方案，且负载范围从几mA(用于待机电源)到100A以上(用于ASIC电压调节器)。重要的是必需选择针对目标应用的合适解决方案并满足规定的性能要求，例如：高效率、紧凑的印刷电路板(PCB)空间、准确的输出调节、快速瞬态响应、低解决方案成本等。对于系统设计师来说，电源管理设计正成为一项日益频繁和棘手的工作，而他们当中许多人可能并没有很强的电源技术背景。 电源转换器利用一个给定的输入电源来产生用于负载的输出电压和电流。其必需在稳态和瞬态情况下满足负载电压或电流调节要求。另外，它还必须在组件发生故障时对负载和系统提供保护。视具体应用的不同，设计师可以选择线性稳压器(LR)或开关模式电源(SMPS)解决方案。为了选择最合适的解决方案，设计师应熟知每种方法的优点、不足和设计关注点，这是十分重要。 本文将着重讨论非隔离式电源应用，并针对其工作原理和设计的基本知识作相关介绍。 线性稳压器 线性稳压器的工作原理 我们从一个简单的例子开始。在嵌入式系统中，可从前端电源提供一个12V总线电压轨。在系统板上，需要一个3.3V电压为一个运算放大器(运放)供电。产生3.3V电压最简单的方法是使用一个从12V总线引出的电阻分压器，如图1所示。这种做法效果好吗？回答常常是―否‖。在不同的工作条件下，运放的V CC引脚电流可能会发生变化。假如采用一个固定的电阻分压器，则IC V CC电压将随负载而改变。此外，12V总线输入还有可能未得到良好的调节。在同一个系统中，也许有很多其他的负载共享12V电压轨。由于总线阻抗的原因，12V总线电压会随着总线负载情况的变化而改变。因此，电阻分压器不能为运放提供一个用于确保其正确操作的3.3V稳定电压。于是，需要一个专用的电压调节环路。如图2所示，反馈环路必需调整顶端电阻器R1的阻值以动态地调节V CC上的3.3V。
实训九 集成运放的线性应用 内容一 集成运放的反相、同相比例运算电路 一、实训目的 1.掌握集成运算放大器的使用方法。 2.了解集成运放构成反相比例、同相比例运算电路的工作原理。 3.掌握集成运放反相比例、同相比例运算电路的测试方法。 二、实训测试原理 1. 反相放大电路 电路如图（1）所示。输入信号U i 通过电阻R 1加到集成运放的反相输入端，输出信号通过反馈电阻R f 反送到运放的反相输入端，构成电压并联负反馈。 根据“虚断”概念，即i N =i p ，由于R 2接地， 所以同相端电位U p =0。又根据“虚短”概念可知，U N =U p ，则U N =U p =0，反相端电位也为零。但反相端又不是接地点，所以N 点又称“虚地”。则有 f 1i i =,1i = 1i R U ,f i =-f 0R U 则0U =-1 f R R i U 。 运放的同相输入端经电阻R 2接地,R 2叫平衡电阻，其大小为R 2=R 1∥R f 。 图（1） 反相放大电路 图（2） 同相放大电路 图（3） 电压跟随器 2. 同相放大电路 电路如图（2）所示。输入信号U i 通过平衡电阻R 2加到集成运放的同相输入端，输出信号通过反馈电阻R f 反送到运放的反相输入端，构成电压串联负反馈。根据“虚断”与“虚短”的概念，有N P i U U U ==，i N =i P =0；则得i 1f 0)1(U R U +=若1R =∞,0f =R ,则i 0U U =即为电压跟随器，如图（3）。
三、实训仪器设备 1.直流稳压电源 2.万用表 3.示波器 四、实训器材 1. 集成块μA741(HA17741) 2. 电阻10KΩ×2 100KΩ×2 2 KΩ×2 3. 电位器1KΩ×1 五、实训电路 图（3）反相比例运算实训电路 图（4）同相比例运算实训电路 六、测试步骤及内容 1. 反相比例运算实训
中文摘要 本文主要通过光耦隔离放大电路，对光电耦合器4N25及放大电路和电压跟随器中的放大器件TL084的特性进行简要描述和分析。 光耦隔离放大电路主要由电压串联负反馈放大电路光电耦合器和电压跟随器三部分组成。其中光电耦合器是本次设计的关键。 光耦的工作原理包括：光的发射、光的接收及信号放大三个环节。输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。这就完成了电—光—电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件，因而具有很强的共模抑制能力。所以，它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比，光耦合器的主要优点是：信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高。在单片开关电源中，利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路，通过调节控制端电流来改变占空比，达到精密稳压目的。 在放大电路中采用电压串联负反馈电路，对输入的信号进行比例放大输出，并且由于采用负反馈，这样就可以使电路具有较好的恒压输出特性。在整个电路的输出端与电压更随器连接，以进一步使电路达到良好稳压输出效果。 关键词隔离放大器光耦电压放大电路电压跟随器
目录 课程设计任务书............................................................................................. 错误！未定义书签。隔离放大电路的设计..................................................................................... 错误！未定义书签。模拟电子技术课程设计成绩评定表......................................................... 错误！未定义书签。中文摘要..................................................................................................................................... I 目录. (1) 1.设计任务描述 (2) 1.1 设计题目: (2) 1.2 设计要求： (2) 1.2.1 设计目的： (2) 1.2.2 基本要求： (2) 1.2.3发挥部分： (2) 2.设计思路 (3) 3.基本框架 (4) 4.模块细节及各部分电路设计及参数计算 (5) 4.1方波信号输入 (5) 4．2电源提供电流进入光耦图 (6) 4.2.1 光偶的一些参数 (6) 4.2.2分析 (9) 4.2.3放大电路的选择及计算 (9) 4.2.4 光耦简图 (11) 4.2.5 CTR的计算 (11) R的计算 (11) 4.3 4 4.4 电压跟随器的设计图 (12) 4.5 方波仿真信号输出 (12) 4.6.注意的问题 (13) 5.电路元件清单 (14) 6.主要元器件介绍 (15) 6.1光耦数据单 (15) 6.2 TLO84的数据单 (17) 7.小结 (19) 8.参考文献 (21) 9.附录 (22)
' 电子技术课程设计报告 设计课题： 姓名： & 学号： 指导老师： 专业：自动化 校对： 审核： 设计时间：2010年7月12日-7月23日，
【 一、设计任务 要求：设计并制作一个可调线性稳压电源。 指标：①可调范围～18V ②最大输出电流 Io≦1.5A ③电压调整率 Su≦5% ④电流调整率 Si≦5% . 二、初步设计 ~ 功能块 降压→整流AC/DC →滤波→稳压→附加电路 电路图 方案一：
1、整流电路 : 采用全波整流，设导线3，4间电压为U2，电容C4两端电压为Uc，则×U2=Uc。 Uc=18+（2～3）V，取Uc=21V。 2、滤波电路 采用电解电容C4进行滤波。 R×C4=(3～5)×T/2 等效电阻R=Uc/I N I N = 1.5A 、 R= 14 Ω 所以，C4的范围为：～ 取C4=。 C1=（～）×C4，所以取 C1=330 μF 3、稳压电路 采用三端稳压器LM7805和运算放大器LM741，其中运算放大器LM741构成电压跟随器。 由两者的性质，得三端稳压器的输出端与运放的同相端之间的电压恒为5V。这样通过调节R1，R4，R3的值，利用分压原理，就能输出需要的稳定的可调的电压。 当Uo= 时，（R1+R4）/R3=5/ } 当Uo=18V时， R1/（R4+R3）=5/13 取R4=1KΩ，得 R1=714Ω，R2=857Ω。取 R1=715Ω，R2=866Ω。
4、各项指标的仿真测试结果 （1）改变滑动变阻器的阻值，得到电压调节范围：～ （2）电压调整率S u ) 表1 滑动变阻器滑到0%时的电压调整率 表3 滑动变阻器滑到100%时的电压调整率 < （3）电流调整率
开关电源中的变压器隔离驱动电路（二） 普高（杭州）科技开发有限公司 张兴柱 博士 图1(a)是另一种隔离驱动电路，其原边类似于不对称半桥中的接法，副边的电容和二极管 (a) (b) 图1： 隔离驱动电路#2 来实现隔离后信号的恢复，当原边和副边匝数相同时，该隔离驱动电路在二极管D1上的波形将与隔离前的驱动信号具有完全相同的形状，而且其幅度为Vcc_s 。2R 、3R 、1ZD 的作用与隔离驱动电路#1中对应的元件类似。这个隔离驱动电路的占空比没有限制，其变压器对称地工作于B-H 的I 、III 象限，变压器的激磁电流平均值为零。如前面所说的，该隔离驱动变压器的设计可先按原则选好铁芯的材料和铁芯的形状及尺寸，然后按下面的公式计算匝数： 8_102)1(××?= s c m s cc p f A B V D D N （匝） 其中：sat m B B <，为工作磁密幅度，单位（Gass ）；c A 为所选铁芯的截面积，单位2)(cm ，D 为驱动信号的占空比，s f 驱动信号的频率，单位为（Hz ） ，s cc V _为隔离驱动电路原边供
电电源，单位（V ），显然在5.0=D 时，上式最大，所以有： 8_10125.0××= s c m s cc p f A B V N （匝） 对计算的匝数取整数，并取p s N N =，然后在所选择的铁芯上按安规要求绕制这两个绕组，看看是否可以绕下，如果能够绕下，且实验波形没有失真，则该隔离变压器的设计就是成功的，否则就要选择一个大一些的铁芯来重新进行计算。从变压器匝数计算公式可知，同样频率、同样截面积的铁芯，在隔离驱动电路#2中的变压器匝数会远少于隔离驱动电路#1中（昨天介绍的）的变压器匝数，所以当处理的功率相同时，隔离驱动电路#2中的变压器会比隔离驱动电路#1中的变压器小。 图1(a)的隔离驱动电路，在产品的大动态过程或电源保护后再恢复工作的过程中，常会因为二极管1D 的没有及时导通，而导致其控制的MOSFET 不能被可靠关断，从而损坏主电路。图1(b)是用一个PNP 三极管3Q 、一个电阻4R 和一个电容3C 组成的电路来代替二极管1D ，以保证只要变压器的副边一有负电压，三极管3Q 就会立即导通，从而确保其控制的MOSFET 无论在什么样的大动态下，都能可靠关断。
光耦隔离放大工作原理及应用 本文所讨论的线性光耦隔离电路是借助于一般光电耦合器的特性，用偏置法和差分技术设计而成，是用来隔离计算机所输出电压源的数字信号与负载模拟信号之间的干扰。 线性光耦隔离电路的设计 所设计的线性光耦隔离电路是由两个光电耦合器、两个偏置输入电路和一个差分放大电路组成，框图如图1所示。 因为光电耦合器有其特有的工作线性区，偏置输入是用来调节光电耦合器(1)的输入电流，使其工作在线性区。而光电耦合器(2)和偏置输入(2)通过差分放大电路来耦合光电耦合器(1)的漂移和非线性。差分放大电路还用来得到放大的模拟信号。 光耦隔离放大电路采用TLP521-2光电耦合器、LF356普通一路放大器和LF347普通四路放大器。TLP521-2光电耦合器是集成了图1中光电耦合器(1)和(2)，LF356主要用于信号输入前的信号处理，一方面保证光电耦合器工作在线性区，另一方面，对输入信号作简单的
放大。LF347则组成差分放大电路。所以光耦隔离放大电路的结构图如图2所示。 线性光耦隔离电路的接线原理如图3所示。 线性光耦隔离电路的工作原理 图中，LF356为放大器(1)，中间两个光电耦合器由TLP521-2构成，后面四个放大器由LF347构成。 光电耦合器的工作特性 TLP521-2光电耦合器是由两个单独的光电耦合器组成。一般来讲，光电耦合器由一个发光二极管和一个光敏器件构成。发光二极管的发光亮度L与电流成正比，当电流增大到引起结温升高时，发光二极管呈饱和状态，不再在线性工作区。光电二极管的光电流与光照度的关系可用IL∝Eu表述。其中，E为光照度，u=1±0.05，因此，光