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電源電路設(shè)計(jì)方法范文第1篇

【關(guān)鍵詞】四大管道；支吊架；設(shè)計(jì)；檢驗(yàn)

The design principles and inspection methods of four main pipes’ supports and hangers for power station boilers

Tang Qi

（Zhejiang Special Equipment Inspection and Research Institute， Zhejiang Hangzhou 310020）

Abstract：This paperfocuses on the issues about four main pipes’ （main stream， hotreheat steam， coldreheat steam and feedwater）supports and hangers for power station boiler.The design principles， types of pipe supports and hangers and the theory of pipe stress analysis are summarized. Meanwhile， the main flow and contents of inspection methods are expressed. The common problems and solutionsduring the inspectionare also presented.

Key words： four main pipes； supports and hangers； design； inspection

1.概述

電站鍋爐中，主蒸汽、高溫再熱蒸汽、低溫再熱蒸汽和給水管道并稱(chēng)為四大管道。這些管道長(zhǎng)期在高溫高壓狀態(tài)下運(yùn)行，其安全性能主要取決于運(yùn)行狀態(tài)、管道材質(zhì)以及受力狀態(tài)，運(yùn)行狀態(tài)和管道材質(zhì)都是由工作要求來(lái)決定的，而受力狀態(tài)則主要取決于管道布置及沿程支吊裝置的設(shè)置。支吊架是管道系統(tǒng)的重要組成部分，其主要作用是承受管道荷載、限制管道位移和控制管道振動(dòng)。隨著大容量、高參數(shù)機(jī)組的不斷發(fā)展，四大管道的管徑、壁厚及保溫層厚度都隨之增加，這就對(duì)這些管道上的支吊架提出了更高的要求。如果在一組支吊架中出現(xiàn)部分支吊架過(guò)載或失效，將造成管道各支吊點(diǎn)工作載荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，使得整組支吊架不能按設(shè)計(jì)要求運(yùn)行，從而引起管道局部應(yīng)力增大造成裂紋或破損，從而嚴(yán)重威脅機(jī)組安全。因此，對(duì)支吊架進(jìn)行合理設(shè)計(jì)與調(diào)整，使管道受力均衡，應(yīng)力水平滿(mǎn)足工作要求，消除存在的缺陷和安全隱患，延長(zhǎng)管道的使用壽命在近年來(lái)越來(lái)越受到重視[1，2]。

2.管道支吊架設(shè)計(jì)與選用

2.1 基本原則

管道支吊架的設(shè)計(jì)主要遵循以下幾個(gè)原則[3，4]：

（1）按照支吊架設(shè)計(jì)中對(duì)于跨距的要求，控制支吊架間距，以保證其撓度不超過(guò)限制。同時(shí)支吊架位置的確定還必須考慮現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件，確保支吊架可生根于鋼架結(jié)構(gòu)或地面上；

（2）支吊架的設(shè)置還應(yīng)滿(mǎn)足管系的柔性要求，利用管系的自支撐與補(bǔ)償能力，合理布置及分配支吊架。對(duì)于某些有特殊要求的位置，則需利用支吊架有效控制管道的縱向及橫向位移；

（3）具體到某一位置的支吊架類(lèi)型及結(jié)構(gòu)，則應(yīng)根據(jù)該支承點(diǎn)管道材質(zhì)、保溫層厚度、載荷大小與方向及管道位移情況來(lái)進(jìn)行選擇。

2.2 支吊架類(lèi)型

管道支吊架類(lèi)型主要包括承重支吊架、限位支吊架和振動(dòng)控制支吊架[5]。

承重支吊架主要用于承受管道的重量，包括剛性支吊架、變力彈簧支吊架和恒力彈簧支吊架。剛性支吊架用于管道無(wú)垂直位移或垂直位移很小的地方，變力彈簧支吊架用于管道垂直位移較小的地方，而恒力彈簧支吊架則用于管道垂直位移較大的地方。

限位支吊架主要用于限制管道的自由位移，包括限位裝置和導(dǎo)向支架。限位裝置主要用于限制管道某一方向的位移，導(dǎo)向支架則用于引導(dǎo)管道在某一方向的位移，而同時(shí)控制其它方向的位移。

振動(dòng)控制支吊架則主要用于控制管道的振動(dòng)和沖擊，主要包括減振器和阻尼器。

2.3 管道應(yīng)力分析

管道應(yīng)力分析的任務(wù)是在完成管道走向布置和支吊架位置選擇后，計(jì)算在外部載荷（自重、溫度等）作用下，管道的變形、應(yīng)力分布及對(duì)端點(diǎn)設(shè)備的推力是否符合使用條件，從而評(píng)估管道使用的安全性。

在管道應(yīng)力分析中，將管道應(yīng)力分為兩種：一次應(yīng)力和二次應(yīng)力。一次應(yīng)力是指由管道內(nèi)壓、自重和其他持續(xù)外載所產(chǎn)生的應(yīng)力；二次應(yīng)力是指由熱脹、冷縮和其它位移約束而產(chǎn)生的應(yīng)力。通過(guò)管道應(yīng)力分析，應(yīng)當(dāng)保證管道的一次應(yīng)力和二次應(yīng)力均在許用范圍內(nèi)[6，7]。

（1）管道的一次應(yīng)力，不得大于鋼材在計(jì)算溫度下的基本許用應(yīng)力：

σL=pDi2/（Do2-Di2）+0.75iMA/W≤1.0[σ]t

式中，σL為管道一次應(yīng)力，Mpa；p為設(shè)計(jì)壓力，Mpa；Do為管道外徑，mm；Di為管道內(nèi)徑，mm；MA為管道自重和其它持續(xù)外載作用在管道橫截面上的合成力矩，N?mm；W為管道截面抗彎矩，mm3；[σ]t為鋼材在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，Mpa；i為應(yīng)力增強(qiáng)系數(shù)。

（2）管道的二次應(yīng)力，應(yīng)滿(mǎn)足以下計(jì)算式：

σE=iMC/W≤f[1.2[σ]20+0.2[σ]t+（[σ]t-σL）]

式中，σE為管道二次應(yīng)力，Mpa；MC為按全補(bǔ)償值和鋼材在20℃時(shí)的彈性模量計(jì)算的，熱脹引起的合成力矩，N?mm；[σ]20為鋼材在20℃時(shí)的許用應(yīng)力，Mpa；f為修正系數(shù)；修正系數(shù)f與電廠(chǎng)在預(yù)期運(yùn)行年限內(nèi)管道全溫度周期變次數(shù)N有關(guān)。當(dāng)N≤2500時(shí)，f=1；當(dāng)N>2500時(shí)，f=4.78N-0.2。

管道應(yīng)力計(jì)算的對(duì)象為即為電站鍋爐四大管道，由于計(jì)算量較大且計(jì)算復(fù)雜，管道應(yīng)力分析一般采用軟件（如CAESAR II等）計(jì)算來(lái)進(jìn)行。應(yīng)力分析計(jì)算時(shí)對(duì)主蒸汽管道、高溫再熱蒸汽管道、低溫再熱蒸汽管道、高/低壓旁路蒸汽管道和高壓給水管道進(jìn)行1：1建模。其中主蒸汽管道、高壓旁路管道和低溫再熱管道連接在一起計(jì)算，高溫再熱管道和低壓旁路管道連接在一起計(jì)算。通過(guò)計(jì)算獲得管道各支吊點(diǎn)的載荷與位移、端點(diǎn)位移和應(yīng)力分布，從而驗(yàn)證管道設(shè)計(jì)及使用的安全性。

3.管道支吊架檢驗(yàn)

3.1 檢驗(yàn)流程及主要內(nèi)容

當(dāng)電站管道支吊架設(shè)計(jì)安裝完成，管道投用之后，為確保管道長(zhǎng)期安全的運(yùn)行，就應(yīng)該定期對(duì)管道支吊架進(jìn)行檢驗(yàn)。管道支吊架檢驗(yàn)流程主要包括資料審查，支吊架熱態(tài)檢查，支吊架冷態(tài)檢查，管系應(yīng)力計(jì)算，提出調(diào)整方案進(jìn)行工程實(shí)施及驗(yàn)收等步驟，主要檢查內(nèi)容如下[8，9]：

（1）資料審查：收集設(shè)計(jì)資料，包括管線(xiàn)布置圖，支吊架明細(xì)表和材料匯總表等，繪制管道單線(xiàn)圖。逐一對(duì)支吊架進(jìn)行核查，檢驗(yàn)實(shí)際安裝的各支吊架位置、型號(hào)是否與設(shè)計(jì)相符。

（2）支吊架熱態(tài)檢查：在機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下利用望遠(yuǎn)鏡、相機(jī)及刻度尺等工具對(duì)支吊架進(jìn)行檢驗(yàn)。檢查彈簧支吊架內(nèi)部機(jī)構(gòu)是否卡死，是否存在過(guò)載或失載，記錄熱位移情況；檢查剛性支吊架是否失載；檢查支吊架管部、根部的連接是否牢固，吊桿偏斜角度是否正常；檢查限位裝置及阻尼器狀態(tài)是否正常。

（3）支吊架冷態(tài)檢查：在機(jī)組停爐狀態(tài)下對(duì)支吊架進(jìn)行檢查。檢查工具及檢驗(yàn)內(nèi)容與熱態(tài)檢查相同。

（4）管道應(yīng)力計(jì)算：根據(jù)管道設(shè)計(jì)資料結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)支吊架實(shí)際情況對(duì)管系進(jìn)行應(yīng)力校核計(jì)算，為支吊架調(diào)整提供必要的理論支持；

（5）綜合分析設(shè)計(jì)資料及支吊架冷熱態(tài)檢驗(yàn)、應(yīng)力分析情況，提出整改方案并進(jìn)行工程實(shí)施及驗(yàn)收。

3.2 檢驗(yàn)中的常見(jiàn)問(wèn)題

支吊架狀態(tài)異常會(huì)導(dǎo)致支吊架功能失效，從而影響管系的峰值應(yīng)力大小及分布，造成管系局部應(yīng)力增加且影響鄰近支吊架的載荷分布或?qū)Χ它c(diǎn)設(shè)備造成較大的推力，影響管道的安全運(yùn)行。支吊架狀態(tài)檢查中的常見(jiàn)問(wèn)題[10，11]有：

（1）管道及支吊架位移受阻。管道、支吊架與附近管道或設(shè)備卡碰嚴(yán)重，影響管道的正常熱膨脹。

（2）支吊架吊桿偏斜嚴(yán)重，吊桿松動(dòng)不承力，吊桿斷裂；支吊架管部或根部出現(xiàn)裂紋、損壞等。

（3）支吊架類(lèi)型選擇不當(dāng)或使用錯(cuò)誤，應(yīng)使用變力或恒力彈簧支吊架的位置，使用了剛性吊架，造成管道位移受阻，造成管道或支吊架損壞。

（4）變力彈簧支吊架狀態(tài)異常。彈簧壓縮不足，支吊架欠載、甚至脫載；或彈簧過(guò)度壓縮，支吊架過(guò)載。

（5）變力彈簧支吊架安裝時(shí)的定位銷(xiāo)或卡塊未拔除，實(shí)際上變?yōu)榱藙傂缘跫苁褂?，影響管道正常熱位移?/p>

（6）恒力彈簧支吊架狀態(tài)異常。位移指針不在工作范圍，指針完全卡在上極限或下極限等，造成載荷轉(zhuǎn)移，影響鄰近其它支吊架的受力情況。

（7）限位裝置、導(dǎo)向支架、滑動(dòng)支架異常。限位裝置剛性支撐支點(diǎn)脫離，導(dǎo)向支架導(dǎo)向錯(cuò)誤、位移受阻，滑動(dòng)支架滑動(dòng)受阻、失載等。

（8）阻尼器失效，油系統(tǒng)與工作位移異常，承受管道工作載荷。

3.3 主要調(diào)整方法

針對(duì)在支吊架狀態(tài)檢查中的發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，結(jié)合管道應(yīng)力計(jì)算的理論支持，就可以對(duì)存在問(wèn)題的支吊架采取相應(yīng)的調(diào)整維護(hù)措施，使其恢復(fù)到有效的工作狀態(tài)[10，12]。主要的調(diào)整方法包括：

（1）對(duì)于應(yīng)力分析中發(fā)現(xiàn)使用有誤的支吊架，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行更換和重新選型，滿(mǎn)足管系的應(yīng)力要求。

（2）對(duì)熱位移受阻的支吊架進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和安裝，保證管道與支吊架、管道與設(shè)備不發(fā)生卡碰。

（3）對(duì)于吊桿偏斜過(guò)大，斷裂的支吊架，進(jìn)行重新偏裝，生根。對(duì)管部或根部出現(xiàn)裂紋的支吊架進(jìn)行修復(fù)或更換。

（4）對(duì)于支吊架類(lèi)型安裝錯(cuò)誤的，應(yīng)進(jìn)行更換，恢復(fù)為設(shè)計(jì)狀態(tài)。

（5）對(duì)于過(guò)載或失載的變力彈簧支吊架應(yīng)調(diào)整花籃螺絲，使其恢復(fù)至正常工作位置。

（6）安裝時(shí)未拔除定位銷(xiāo)或卡塊的變力彈簧支吊架應(yīng)拔除定位銷(xiāo)或卡塊，恢復(fù)其正常功能。

（7）對(duì)于位移指針不在工作范圍，卡在上極限或下極限的恒力彈簧支吊架，應(yīng)當(dāng)調(diào)整花籃螺絲，使其恢復(fù)至工作位置。

（8）對(duì)于狀態(tài)異常的限位裝置、導(dǎo)向支架、滑動(dòng)支架和阻尼器，應(yīng)進(jìn)行更換和修復(fù)。

4.結(jié)語(yǔ)

電站鍋爐四大管道支吊架的設(shè)計(jì)與檢驗(yàn)正越來(lái)越受到重視，是確保電站鍋爐安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。本文主要討論了電站鍋爐上四大管道：主蒸汽、高溫再熱蒸汽、低溫再熱蒸汽和給水管道支吊架的相關(guān)問(wèn)題。主要分為兩個(gè)部分，第一部分是支吊架的設(shè)計(jì)與選用：總結(jié)了支吊架設(shè)計(jì)的基本原則，列舉了支吊架的類(lèi)型與選用方法，介紹了管道應(yīng)力分析的原理及作用。第二部分是支吊架的檢驗(yàn)：給出了支吊架檢驗(yàn)的主要流程和內(nèi)容，列舉了支吊架檢驗(yàn)過(guò)程中遇到的常見(jiàn)問(wèn)題，并給出一些了解決方法。

參考文獻(xiàn)

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電源電路設(shè)計(jì)方法范文第2篇

關(guān)鍵詞：電路設(shè)計(jì)；接地設(shè)計(jì)；電源控制器

前言

當(dāng)今社會(huì)，隨著汽車(chē)的普及，自燃事故頻發(fā)，其中由電路短路引發(fā)起火是汽車(chē)自燃的主要原因之一。目前汽車(chē)電路的設(shè)計(jì)方法是用車(chē)身鈑金或車(chē)架等金屬件作為公用接地，即：將蓄電池的負(fù)極線(xiàn)和電器負(fù)載的負(fù)極線(xiàn)都接到車(chē)身鈑金或車(chē)架等金屬件上，利用車(chē)身鈑金或車(chē)架等金屬件的導(dǎo)電性，形成了蓄電池正極經(jīng)電器負(fù)載、再由車(chē)身鈑金或車(chē)架等金屬件到蓄電池負(fù)極的回路。該設(shè)計(jì)方法的缺陷是電器負(fù)載的電源線(xiàn)絕緣層一旦出現(xiàn)磨損，就會(huì)通過(guò)車(chē)身鈑金或車(chē)架等金屬件和蓄電池負(fù)極直接導(dǎo)通，造成電路短路，輕則保險(xiǎn)熔斷，重則起火自燃。本文提出的汽車(chē)電路設(shè)計(jì)方法，使用負(fù)極連接裝置取代車(chē)身鈑金或車(chē)架等金屬件作為整車(chē)公共接地，并且增加了電源斷路控制器和斷路執(zhí)行器。斷路控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整車(chē)電路工作狀態(tài)，在出現(xiàn)短路的情況下，控制斷路執(zhí)行器能夠切斷整車(chē)電源供電，從而避免了由電路短路引發(fā)的汽車(chē)自燃的危險(xiǎn)，提高的汽車(chē)的安全性能。

1、目前的汽車(chē)電路設(shè)計(jì)

如圖1所示，目前汽車(chē)電路的設(shè)計(jì)思路是蓄電池正極輸出電源，經(jīng)過(guò)電器負(fù)載，再由車(chē)身鈑金或車(chē)架等金屬件回到蓄電池負(fù)極，形成完整的電路回路。這種電路設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于汽車(chē)車(chē)身或車(chē)架的任意位置都可以作為公共接地，方便電器負(fù)載就近搭鐵，既簡(jiǎn)化了裝配流程，又可節(jié)約汽車(chē)線(xiàn)束成本。但是這種電路設(shè)計(jì)有一個(gè)缺陷，當(dāng)電器負(fù)載的電源線(xiàn)絕緣層磨損后觸碰到車(chē)身鈑金或車(chē)架等金屬件，蓄電池正負(fù)極就會(huì)直接連通，導(dǎo)致汽車(chē)電路短路。

2、提升汽車(chē)安全性的電路設(shè)計(jì)

2.1電路原理

如圖2所示，本文提出的汽車(chē)電路設(shè)計(jì)在原有電路的基礎(chǔ)上，增加了負(fù)極連接裝置、斷路控制器和斷路執(zhí)行器。其工作原理如下，在汽車(chē)電路正常工作的情況下，蓄電池正極輸出電源，經(jīng)斷路執(zhí)行器進(jìn)入電器負(fù)載，再由負(fù)極連接裝置回到蓄電池負(fù)極，形成完整的回路。當(dāng)某個(gè)電器負(fù)載電源線(xiàn)的絕緣層出現(xiàn)磨損后，碰觸到車(chē)身鈑金或車(chē)架等金屬件，會(huì)將高電平信號(hào)傳輸?shù)綌嗦房刂破鳌嗦房刂破鹘邮盏叫盘?hào)后，控制斷路執(zhí)行器斷開(kāi)蓄電池正極電源，保護(hù)汽車(chē)電路。7-負(fù)極連接裝置；8-斷路控制器；9-斷路控制器圖2改進(jìn)后的汽車(chē)電路設(shè)計(jì)原理。

2.2電路實(shí)現(xiàn)

如圖3所示，負(fù)極連接裝置中包含螺栓螺母、導(dǎo)電板、絕緣板。導(dǎo)電板和絕緣板固定在一起，通過(guò)螺栓螺母裝在車(chē)身鈑金或車(chē)架上，絕緣板將導(dǎo)電板和車(chē)身鈑金或車(chē)架進(jìn)行隔離，導(dǎo)電板作為公共接地將電器負(fù)載和蓄電池負(fù)極連接在一起。斷路執(zhí)行器是由一個(gè)線(xiàn)圈和常閉觸點(diǎn)組成。初始狀態(tài)時(shí)，線(xiàn)圈不帶電，蓄電池正極通過(guò)常閉觸點(diǎn)向電器負(fù)載提供電源。斷路控制器為CD4013雙D觸發(fā)器［1］，控制器針腳A為輸入電源，針腳B為NPN三極管的發(fā)射極，針腳C接收高電平觸發(fā)信號(hào)，針腳D為NPN三極管的集電極。初始狀態(tài)時(shí)，針腳Q1輸出低電平至NPN三極管的基極，集電極和發(fā)射極不導(dǎo)通，斷路控制器針腳B和針腳D斷開(kāi)；當(dāng)針腳C接收到高電平并發(fā)送給CLOCK1針腳，針腳Q1輸出低電平至NPN三極管的基極，集電極和發(fā)射極導(dǎo)通，斷路控制器針腳B和針腳D導(dǎo)通。該電路工作邏輯如下：汽車(chē)電路正常工作時(shí)，斷路控制器針腳B和針腳D不導(dǎo)通，斷路執(zhí)行器線(xiàn)圈不帶電，蓄電池正極通過(guò)常閉觸點(diǎn)向電器負(fù)載提供電源。當(dāng)汽車(chē)上電器負(fù)載的電源線(xiàn)絕緣層磨損碰觸到車(chē)身鈑金或車(chē)架等金屬件，控制器針腳C會(huì)通過(guò)信號(hào)采集線(xiàn)接收到高電平信號(hào)，將斷路控制器的陣腳B和針腳D導(dǎo)通，斷路執(zhí)行器線(xiàn)圈得電，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，蓄電池停止為汽車(chē)電器負(fù)載供電。根據(jù)雙D觸發(fā)器CD4013的特性，斷路控制器針腳C接收到一次高電平信號(hào)后，針腳Q1會(huì)一直輸出高電平，控制器針腳B和針腳D的導(dǎo)通，保證在破損的電源線(xiàn)更換前，整車(chē)始終處在切斷電源的狀態(tài)［2］。在檢修汽車(chē)故障時(shí)，斷開(kāi)蓄電池正極線(xiàn)，斷路控制器失去供電電源，雙D觸發(fā)器CD4013的Q1端口恢復(fù)到低電平狀態(tài)，針腳B和針腳D斷開(kāi)，斷路執(zhí)行器觸點(diǎn)恢復(fù)初始閉合狀態(tài)。再斷開(kāi)斷路控制器的信號(hào)采集線(xiàn)，重新接上蓄電池正極線(xiàn)，蓄電池為整車(chē)電器負(fù)載供電，進(jìn)行線(xiàn)束漏電檢修。當(dāng)短路問(wèn)題排查解決后，再將斷路控制器的信號(hào)采集線(xiàn)重新連接，汽車(chē)電路恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。

3、結(jié)束語(yǔ)

本文提出的汽車(chē)電路設(shè)計(jì)有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一方面，當(dāng)電器負(fù)載的電源線(xiàn)絕緣層磨破碰觸到車(chē)身鈑金或車(chē)架等金屬件后，斷路控制器可以及時(shí)切斷整車(chē)供電電源，消除發(fā)生短路自燃的隱患；另一方面，即使斷路控制器不切斷整車(chē)電源，由于負(fù)極連接裝置和車(chē)身鈑金或車(chē)架有絕緣板隔離，也不會(huì)導(dǎo)致汽車(chē)電路短路。當(dāng)然，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)ECM和變速箱TCU這類(lèi)不能隨便斷電的重要零部件可以單獨(dú)從蓄電池正極直接引電，防止在汽車(chē)行駛過(guò)程中斷路控制器監(jiān)測(cè)到電路短路突然切斷電源導(dǎo)致車(chē)輛熄火的隱患。

參考文獻(xiàn)

[1]王卿;淺談器件CD4013[J];新余高專(zhuān)學(xué)報(bào);2005年02期

電源電路設(shè)計(jì)方法范文第3篇

關(guān)鍵詞：數(shù)控直流電源；穩(wěn)壓電源；電壓源；電流源

中圖分類(lèi)號(hào)：TM461文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：10053824（2013）04006707

0引言

數(shù)控直流穩(wěn)壓電源應(yīng)用非常廣泛，是學(xué)習(xí)電子信息工程、通信工程、機(jī)電一體化、電氣自動(dòng)化等電類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生必然涉及到的一個(gè)電工電子課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽曾于第一屆A題、第二屆A題和第七屆F題（電流源），全國(guó)首屆高職院校技能競(jìng)賽樣題以及省級(jí)院校競(jìng)賽都有涉及，用來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生的電子設(shè)計(jì)能力，可見(jiàn)其普遍性。

雖然較多論文都涉及，但電路設(shè)計(jì)的多樣性以及制作經(jīng)驗(yàn)篇幅鮮少，不足以使讀者完成作品并舉一反三。筆者參閱數(shù)十篇關(guān)于數(shù)控直流電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)許多很難讀懂的問(wèn)題。例如，給出參數(shù)設(shè)計(jì)輸出達(dá)20 V電壓，但運(yùn)放直接驅(qū)動(dòng)達(dá)林頓管明顯無(wú)法輸出達(dá)22 V以上。又如，通篇無(wú)關(guān)緊要的內(nèi)容，唯獨(dú)缺少比較放大環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵電路的完整連接，也就是說(shuō)DAC輸出到調(diào)整管之間內(nèi)容匱乏，這也是本文解決問(wèn)題的初衷。

直流穩(wěn)壓電源按照功率管工作狀態(tài)，分為線(xiàn)性穩(wěn)壓電源、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源2種。鑒于電類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)的需要，本文重點(diǎn)解析線(xiàn)性穩(wěn)壓電源之關(guān)鍵設(shè)計(jì)，如與OP放大器設(shè)計(jì)聯(lián)系密切的部分，希望對(duì)讀者制作該項(xiàng)目或?qū)懻撐挠兴鶐椭?/p>

1設(shè)計(jì)要求的性能指標(biāo)與測(cè)試方法

1）輸出電流IL（即額定負(fù)載電流），它的最大值決定調(diào)整管（三端穩(wěn)壓器）的最大允許功耗PCM和最大允許電流ICM，要求：IL （Vimax-Vomin）

2）根據(jù)輸出電壓范圍和最大輸出電流的指標(biāo)，U/I可計(jì)算出等效負(fù)載阻值。例如，輸出電壓要求達(dá)30 V，最大輸出電流1 A，因此模擬負(fù)載應(yīng)滿(mǎn)足從幾Ω到30 Ω之間，調(diào)整管耗散功率應(yīng)滿(mǎn)足30 W以上，考慮加散熱片。

1.2質(zhì)量指標(biāo)

紋波電壓：是指疊加在輸出電壓Uo上的交流分量。在額定輸出電壓和負(fù)載電流下，用示波器觀測(cè)其峰一峰值，Uo（p-p）一般為毫伏量級(jí)，也可以用交流電壓表測(cè)量其有效值。紋波系數(shù)是紋波電壓與輸出電壓的百分比。設(shè)計(jì)中主要涉及濾波電路RLC充放電時(shí)間常數(shù)的計(jì)算。一般在全波式橋式整流情況下，根據(jù)下式選擇濾波電容C的容量：RL?C=（3-5）T/2，式中T為輸入交流信號(hào)周期，因而T=1/f=1/50=20 ms；RL為整流濾波電路的等效負(fù)載電阻。

穩(wěn)壓系數(shù)Su和電壓調(diào)整率Ku均說(shuō)明輸入電壓變化對(duì)輸出電壓的影響[2]，因此只需測(cè)試其中之一即可。電源輸出電阻ro和電流調(diào)整率Ki均說(shuō)明負(fù)載電流變化對(duì)輸出電壓的影響[2]，因此也只需測(cè)試其中之一即可，具體操作參照指標(biāo)的定義來(lái)實(shí)施。

2.2DAC接口電路的設(shè)計(jì)

2.3調(diào)整管控制電路、電壓采樣與電流采樣電路的

2.4ADC接口電路的設(shè)計(jì)、同時(shí)具備電壓源與電流源功能的設(shè)計(jì)

2.6具備電壓預(yù)置記憶存儲(chǔ)部分的設(shè)計(jì)

2.7保護(hù)電路的設(shè)計(jì)

2.8.2濾波電路的設(shè)計(jì)

3結(jié)語(yǔ)

曾經(jīng)查閱數(shù)十篇類(lèi)似穩(wěn)壓電源電路圖，深感模擬電路設(shè)計(jì)的重要性。本文將電壓源與電流源的設(shè)計(jì)方案同時(shí)羅列，便于讀者理解設(shè)計(jì)要領(lǐng)。重點(diǎn)解析DAC輸出后的電路設(shè)計(jì)，圖中電壓、電流數(shù)據(jù)全部基于proteus交互式仿真完成。電路設(shè)計(jì)的連貫性、采樣電路取值、運(yùn)放電路與驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)等，是同類(lèi)論文較少論述的環(huán)節(jié)，可以有效解決目前存在的諸多問(wèn)題，有助于讀者提高電路解析能力。僅此拋磚引玉，希望本文的設(shè)計(jì)能對(duì)讀者在實(shí)際工作中有所幫助，不當(dāng)之處請(qǐng)多指教。

參考文獻(xiàn)：

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電源電路設(shè)計(jì)方法范文第4篇

關(guān)鍵詞：滑動(dòng)變阻器；限流式電路；分壓電路

0 引言

滑動(dòng)式變阻器是一種基本且簡(jiǎn)單的電器元件，其工作原理為通過(guò)滑動(dòng)改變滑動(dòng)變阻器接入電路部分的電阻線(xiàn)長(zhǎng)度，從而達(dá)到調(diào)節(jié)電阻的作用。了解滑動(dòng)變阻器在系統(tǒng)機(jī)房電路中的作用，從而正確選擇滑動(dòng)變阻器的控制電路，對(duì)保障系統(tǒng)機(jī)房電路具有重要的意義。

1 限流式電路

（一）限流式電路設(shè)計(jì)方式及其選擇

限流是滑動(dòng)變阻器的作用之一，根據(jù)滑動(dòng)變阻器在電路中限制電流的作用，滑動(dòng)變阻器的控制電路也需要選擇限流式電路設(shè)計(jì)。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中限流式電路（電源內(nèi)阻不計(jì)，電源壓恒定不變），變阻器Ro分別有A、B、C三個(gè)接口，將接口A和C接入電路，將接口C在接口A和B之間來(lái)回滑動(dòng)，通過(guò)改變回路內(nèi)的電阻起到改變通過(guò)回路內(nèi)的電流量，最終達(dá)到降低電源Rf的電壓。

（二）限流范圍

當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，Rf負(fù)載電壓Uf和通過(guò)的電流If分別為■U和■，當(dāng)接口C逐漸移至接口A后，RAC=0，電壓Uf的值達(dá)到最高，Uf=U，最大電流If=■。當(dāng)接口C移至接口B，滑動(dòng)變阻器RO全部接入回路，則RAC=R，Rf的電壓達(dá)到最小值，Uf=■U、If=■U。回路內(nèi)電流在■。從限流式電流設(shè)計(jì)的限流范圍可以看出，RO與Uf、If的調(diào)節(jié)范圍保持正相關(guān)關(guān)系，當(dāng)U和Rf值不變，Uf、If的調(diào)節(jié)范圍隨著RO值變大而變大。

2 分壓電路

（一）分壓電路設(shè)計(jì)

分壓是滑動(dòng)變阻器的另一主要作用，如滑動(dòng)變阻器發(fā)揮分壓作用，其電路設(shè)計(jì)也應(yīng)采用分壓電路，分壓電路設(shè)計(jì)方式。首先，將滑動(dòng)變阻器的接口A和B分別接入電路內(nèi)電源的兩極，接口C與負(fù)載Rf相連，負(fù)載Rf連接滑動(dòng)變阻器接口A。閉合開(kāi)關(guān)S后，滑動(dòng)變阻器的電壓值為電源電壓UBC=U，且UAB等于接口A和C的電壓以及接口A和B的電壓的和，UBC=UAC+UAB，此時(shí)輸出電壓Uf=UAC，因此可以將電壓Uf作為UAB的一部分。

（二）分壓電路調(diào)節(jié)范圍

通過(guò)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可以看出，Uf=■U（R`=■），通過(guò)簡(jiǎn)化公式可的到Uf=■U。將接口 C逐漸向接口A滑動(dòng)，RAC的值為0，且RBC的值即為Ro，此時(shí)Uf達(dá)到最小值，Uf=0。當(dāng)接口C滑動(dòng)至接口B，RAC的值為0，輸出電壓Uf的值最大，既Uf=U?？傊S著接口A向接口B或接口C滑動(dòng)，回路電流If、Io、I總的變化規(guī)律如下：If=■U；Io=■U；I總=■U。（RAC為自變量，0《RAC《RO）。從If和I總的變化規(guī)律公式可以看出，隨著接口C向接口B移動(dòng)，If的變化范圍在0-=■之間，I總的變化范圍在■-（+）之間變動(dòng)。

3 限流式電路和分壓電路比較

雖然兩種控制電路都具有調(diào)節(jié)電流和電壓的作用，但是兩者調(diào)節(jié)電流及電壓的范圍不同。分壓電路與Ro無(wú)關(guān)，而限流式電路與Ro有關(guān)，因而分壓電路的調(diào)節(jié)范圍大于限流式電路。在相應(yīng)的電流調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，分壓電路調(diào)節(jié)范圍在0■，而限流式電路的調(diào)節(jié)范圍為■■，從兩個(gè)控制電路消耗對(duì)功率的需求來(lái)看，分壓電路的支路更多，在同一滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)下，分壓消耗的電能更多；如若Rf>Ro，限流式電路的Uf的最大值與最小值差距較小，調(diào)節(jié)電壓的范圍不大，因而電流調(diào)節(jié)范圍也不大，無(wú)法達(dá)到調(diào)節(jié)電流和電壓的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，限流式電流和分壓電路各有特點(diǎn)。因此，只要了解有限電路電力和分壓電路的優(yōu)缺點(diǎn)以及調(diào)節(jié)范圍，再結(jié)合系統(tǒng)機(jī)房電路對(duì)調(diào)節(jié)電流和電壓的范圍、工作功率等相關(guān)因素，即可選出正確的控制電路設(shè)計(jì)方式，保證電路安全、高效地進(jìn)行。

電源電路設(shè)計(jì)方法范文第5篇

結(jié)合實(shí)際，我在教學(xué)中概括出三點(diǎn)設(shè)計(jì)思路：一、先確定測(cè)量電路，后確定控制電路。二、依量程選儀器，據(jù)阻值定結(jié)構(gòu)。三、注意儀器配置，便于實(shí)際操作。

一、先確定測(cè)量電路，后確定控制電路

被測(cè)電阻Rx是整個(gè)實(shí)驗(yàn)的中心。因此選擇儀器及電路設(shè)計(jì)要以被測(cè)電阻Rx的阻值、額定電流和額定電壓為前提。再就是電源和控制電路的配合使用，能夠給被測(cè)電阻提供電能，并保證安全和足夠的調(diào)節(jié)范圍。因此，應(yīng)該先確定測(cè)量電路，然后確定控制電路和電源。

（1）測(cè)量電路有兩種，即安培表內(nèi)接法和外接法。由于所用電壓表和電流表都不是理想電表，即電壓表的內(nèi)阻并非趨近無(wú)窮大，電流表也在內(nèi)阻，因此實(shí)驗(yàn)測(cè)量出的電阻值與真實(shí)值不同，存在誤差。為了減少測(cè)量過(guò)程中的系統(tǒng)誤差，通常伏安法測(cè)電阻的電路有兩個(gè)基本連接方法：那么對(duì)內(nèi)接法和外接法該如何選擇呢？下面從誤差入手進(jìn)行分析。

外接法：

在右圖的外接法中，考慮電表內(nèi)阻的存在，則電壓表的測(cè)量值U為R兩端的電壓，電流表的測(cè)量值為干路電流，即流過(guò)待測(cè)電阻的電流與流過(guò)電壓表的電流之和，此時(shí)測(cè)得的電阻為R與Rv的并聯(lián)總電阻，即：

內(nèi)接法：

在右圖的內(nèi)接法中，電流表的測(cè)量值為流過(guò)待測(cè)電阻和電流表的電流，電壓表的測(cè)量值為待測(cè)電阻兩端的電壓與電流表兩端的電壓之和，即：

> （電阻的真實(shí)值）此時(shí)給測(cè)量帶來(lái)的系統(tǒng)誤差主要來(lái)源于RA的分壓作用，其相對(duì)誤差為：

（2）控制電路也有兩種，即限流式和分壓式為了減小系統(tǒng)誤差，保護(hù)儀器，節(jié)能、需要正確選擇滑動(dòng)變阻器的接法。變阻器控制電路有限流電路和分壓電路兩種接法，其功能分別為限流和分壓。

如右圖所示電路中，變阻器起限流作用，變阻器電阻調(diào)到最大時(shí)，電路中仍有電流，電路中電流的變化范圍為 到 ，其中E為電源電動(dòng)勢(shì)（電源內(nèi)阻不計(jì)），R為滑動(dòng)變阻器的最大電阻。待測(cè)電阻RX兩端電壓調(diào)節(jié)的范圍為 到E。如果RX》R，電流變化范圍小，變阻器起不到變阻作用，此時(shí)采用該接法就不能滿(mǎn)足多次測(cè)量的要求。一般來(lái)說(shuō)，以下三種情況采用分壓接法。

1）電路中最小電流仍超過(guò)電流表最大量程或超過(guò)待測(cè)元件的額定電流；2）要求待測(cè)電阻的電壓、電流從零開(kāi)始調(diào)節(jié)；3）待測(cè)電阻值遠(yuǎn)大于變阻器的全部電阻。

如右圖所示電路中，變阻器起分壓作用。待測(cè)電阻RX兩端電壓的變化范圍是0到E（電源電動(dòng)勢(shì)，不計(jì)電源內(nèi)阻），電壓調(diào)節(jié)范圍比限流接法大。但是當(dāng)通過(guò)待測(cè)電阻RX的電流一定時(shí)，分壓法干路電流大于限流法干路電流。因此分壓法電路消耗的功率較大。分壓電路好處是：電壓可以從0開(kāi)始調(diào)節(jié)。

二、依量程選儀器，據(jù)阻值定結(jié)構(gòu)

電流表和電壓表是電學(xué)實(shí)驗(yàn)中兩種最基本最重要的測(cè)量?jī)x表，所以掌握電流表和電壓表的使用方法是十分必要的。

表盤(pán)上標(biāo)有字母“A”或“mA”字樣，該表就是測(cè)量電流強(qiáng)度的電流表。表盤(pán)上標(biāo)有字母“V”字樣，該表是測(cè)量電壓的電壓表。

在接入電路時(shí)，電壓表必須并聯(lián)在待測(cè)電路的兩端，注意正負(fù)極不能接反。使用電流表的時(shí)候，千萬(wàn)不能直接接到電源的兩極上，以免電流過(guò)大燒壞電流表。

電流表和伏特表均有三個(gè)接線(xiàn)柱，根據(jù)所需選擇合適的接線(xiàn)柱，比如電流表接在“+”和“0.6”兩個(gè)接線(xiàn)柱上，則量程為0.6A；電壓表接在“+”和“15”兩個(gè)接線(xiàn)柱，則量程為15V。在實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)先估計(jì)電路的電流強(qiáng)度和電壓值，如果估計(jì)電流小于0.6A，則選擇0～0.6A量程，如果估計(jì)電流大于0.6A就選0～3A量程；若不能估計(jì)，可采用試觸法進(jìn)行判斷，選用適當(dāng)?shù)牧砍獭?/p>

直流電壓表和電流表由于受到儀器精確度的限制，也給測(cè)量結(jié)果造成了誤差，因此必須根據(jù)測(cè)量要求選擇合適的儀表。

三 、注意儀器配置，便于實(shí)際操作

當(dāng)采用電流表內(nèi)接法時(shí)，測(cè)量值大于真實(shí)值，即“內(nèi)大”；當(dāng)采用電流表外接法時(shí)，測(cè)量值小于真實(shí)值，即“外小”。

由此可對(duì)內(nèi)、外接法的選擇作如下判斷：

當(dāng) 時(shí)，內(nèi)接法和外接法測(cè)電阻的相對(duì)誤差相等；

當(dāng) 時(shí)，采用內(nèi)接法測(cè)電阻產(chǎn)生的誤差較小；

當(dāng) 時(shí)，采用上接法測(cè)電阻產(chǎn)生的誤差較小。

結(jié)合公式對(duì)內(nèi)外接法的判斷，可總結(jié)為八個(gè)字：“大內(nèi)偏大、小外偏小”