GPT-4o给出的设计方案：

设计方案概述

1. 输入整流和滤波：

   • 使用整流桥（如MB6S）和大容量滤波电容将220V AC转换为较平稳的DC。

2. 稳压模块：

   • 采用LM317稳压器通过调整电阻实现输出在9V至12V之间调整。

3. 过流保护模块：

   • 使用电流检测电阻与运算放大器检测电流，结合MOSFET实现过流保护。

4. DC-DC转换模块：

   • 使用高效的降压型DC-DC转换芯片（如LM2596）实现高效的电压转换。

5. 稳流模块：

   • 通过恒流源电路或稳流IC实现输出电流的精确控制。

核心器件设计要点

1. 整流桥（MB6S）：

   • 具有较高耐压、低正向压降和较短的恢复时间。

2. LM317稳压器：

   • 高精度可调输出，适应输入电压波动范围广。

3. 降压型DC-DC转换芯片（LM2596）：

   • 高转换效率，易于调试，支持宽范围输入电压。

4. 电流检测电阻和MOSFET：

   • 准确的输出电流检测和控制，具备快速响应能力。

核心电路原理图设计要点

1. 整流电路：

   • 四个二极管组成的全桥整流电路，滤波电容选择适当的容值以降低纹波电压。

2. 稳压电路：

   • LM317的调整脚通过一个电位器和电阻网络实现电压调节。

3. 过流保护电路：

   • 电流检测电阻连接在负载路径上，运算放大器实时监测电流，并通过控制MOSFET实现保护。

MCU 实现功能的C代码示例

#include "stm32f10x.h"

void setup_adc() {
    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
    ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
    ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
    ADC_ResetCalibration(ADC1);
    while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
    ADC_StartCalibration(ADC1);
    while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
    ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
}

int read_adc() {
    while(ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);
    return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}

int main(void) {
    setup_adc();
    while (1) {
        int voltage = read_adc();
        // 处理电压或电流信号
    }
}

本题目要考察的主要知识点：

1. 交流电转换直流电的基本原理： 了解桥式整流电路、滤波电容等基本电路。
2. 稳压原理和电路设计： 掌握稳压器的使用与调整，如LM317、LDO稳压器等。
3. DC-DC转换器设计： 熟悉降压型和升压型DC-DC转换器的工作原理和电路设计。
4. 过流、过压保护电路： 设计并实现有效的保护电路，确保系统安全稳定运行。
5. 电流检测与控制： 利用电阻、运算放大器等元件进行电流测量和控制。
6. 电子元器件选择和应用： 基于设计需求选择合适的电阻、二极管、MOSFET等元器件。
7. 数字电路设计： 包括使用MCU进行电压、电流的监控与调整，编写相应的控制程序。
8. 电磁兼容性及抗干扰设计： 关键环节的电磁干扰防护，确保稳定工作。