《開關電源技術》實驗指導書--2016.4.8

1、開關電源技術實驗指導書電子工程系龍巖學院-14-目錄實驗一 MOS管的測量及驅動3實驗二 UC3842輸出引腳的測量5實驗三 12V/3A開關電源裸板的測試8實驗四 高頻變壓器的制作及測試9實驗五 24W反激式開關電源的原理圖設計11實驗六 24W反激式開關電源的調試14 實驗一 MOS管的測量及驅動一、實驗目的1識別MOSFET的極性（源極、漏極、門極）。2學習焊接技術。3. 驗證MOSFET導通和不完全導通的條件及特點。4. 學會用萬用表來測量MOSFET是否正常。5. 理解MOS管的上升時間和下降時間。二、實驗儀器及材料1. 直流電源 1臺 2. 萬用表 1個（自備）3. 電烙鐵 1把

2、（自備） 4. 焊錫絲 5. 信號發(fā)生器 6.示波器 1臺7元器件 MOS管TP6N60 1片 47 ohm、47K、20K電阻 各1個 快恢復二極管FR107 1個 萬用板 1片 排針 4個 芯片底座 1個 導線 若干三、預習要求1復習MOSFET（場效應管）的結構。2了解如何用萬用表來測量 MOSFET是否正常。 四、實驗內容1. 識別MOSFET的極性（門極、漏極、源極）。根據(jù)圖1.1在萬能板上焊接電路。2. 用萬用表測量漏極和源極是否正常。 （檔位調到二極管檔位）3. 把直流電源分別調到 V和V，用萬用表測量直流電源的輸出電壓是否在設定范圍之類。4. 按電路圖把直流電源分別接在門極、源

3、極和漏極、源極之間。5. 關斷直流電源20V，接通直流電源12V，把萬用表的檔位調到二極管的檔位，測量漏極和源極是否導通；關斷直流電源12V，用萬用表測量漏極和源極是否截止。6. 接通直流電源12V和20V，用萬用表測量D點的電壓；關斷直流電源12V，用萬用表測量a點的電壓。7. 把直流電源V1 12V調到零，逐漸增加V1到2V，測量D點電壓和DS之間的電阻（Ron，DS=UDS/IDS）；然后，增加V1到5V，測量D點電壓和DS之間的電阻(Ron，DS=UDS/IDS)。問，VTH=？。8. 用信號發(fā)生器產生方波(Vpulse,p-p=12V，f=50Hz/500Hz/1kHz/5kHz/8

4、kHz/10kHz/50kHz)，驅動MOS管，用示波器測量Vds及驅動波形，并測出MOS管的上升時間和下降時間。五、記錄實驗數(shù)據(jù)根據(jù)上面的測試內容，自擬表格記錄測量結果。六、思考題 閱讀的英文手冊。掌握MOS管的最大直流工作電壓，最大直流電流，工作電流與溫度之間的關系，以及MOS管的其它參數(shù)，如：功率損耗、，結溫，門極驅動電壓等等。圖1.1 MOS管的測量電路實驗二 UC3842輸出引腳的測量一、實驗目的1掌握PWM控制芯片UC3842的工作原理；2理解PWM輸出與引腳之間的關系；3. 理解振蕩頻率與開關頻率之間的關系。二、實驗儀器及材料1直流電源 1臺2. UC3842芯片 1塊 3. 數(shù)

5、字示波器 1臺 4. 萬用板 1塊5. 150k，10k 、20k、1k、27的電阻 各1個6. 100p，0.0047uF，0.047uF，0.01uF瓷片電容 各1個 7. 芯片底座 1個8. 導線 若干9. 電烙鐵（自備） 1個10.萬用表（自備） 1個三、實驗要求1. 測量UC3842在不同RTCT的PWM輸出脈沖波形并制表。2. 觀察UC3842在不同PIN腳輸入信號下的PWM脈沖輸出。 四、實驗內容1. UC3842的VCC腳分別加18V和24V直流電壓，根據(jù)圖2.1制作電路板，測量表1中不同的RT、CT下的PWM輸出脈沖的工作頻率，并與理論計算值進行比較。2.觀察不同條件下的PW

6、M輸出脈沖波形。（1）VCC=18V，2腳開路，3腳接地。觀察6腳的輸出波形。（1）VCC=18V，2腳開路，3腳接方波（f=1HZ、Vpulse=1.1V、D=0.5）。觀察6腳的輸出波形。（2）VCC=18V，3腳接地，2腳的連接如圖2.1所示，并在2腳接正弦波（f=50HZ，Vp-p=3V）。觀察6腳的輸出波形。圖2.1 五、記錄實驗數(shù)據(jù)根據(jù)上面的測試內容，記錄測量結果。表2.1VCC(V)RT()CT(F)f(HZ)測量值f(HZ)理論值1810k0.0047uF2410k0.0047uF181k0.047uF241k 0.047uF六、 思考題 根據(jù)以上實驗波形以及圖2.2所示UC3

7、842的內部結構圖，分析UC38426腳的PWM脈沖與哪些信號有關系。 圖2.2實驗三 12V/3A開關電源裸板的測量及原理圖繪制一、實驗目的1. 熟悉PCB與電路圖之間的關系；2. 加深鞏固所學的拓撲結構；3. 學會如何根據(jù)PCB畫出原理圖。二、實驗儀器及材料1. 36W開關電源裸板 1塊2. 示波器 1 臺3. 100大功率可調電阻 1臺4. 帶線電源插頭 1個5. 電烙鐵 （自備）6. 萬用表 （自備）7. 導線、焊錫等 三、實驗內容1、將大功率可調電阻作為12V/3A開關電源裸板的負載，用萬用表或者示波器測量開關電源在輕載（100mA）、中載(1.5A)和重載時(3A)的輸出電壓及其紋

8、波。2、根據(jù)36W開關電源裸板的PCB電路板，畫出對應的原理圖。四、記錄實驗結果根據(jù)上面的測量記錄實驗結果，計算負載調整率，畫出開關電源的電路原理圖，描述電路工作原理，并給出電路圖中的元器件參數(shù)值。實驗四 高頻變壓器的制作及測試一、實驗目的1掌握變壓器的工作原理；2掌握變壓器的繞法；3. 理解變壓器的電路符號與實物之間的對應關系；4掌握變壓器參數(shù)的測試，如原邊電感、漏感和匝比等。二、實驗儀器及材料1. LCR電橋 1臺2. EI40 PC40材質磁芯及骨架 1套 3. 數(shù)字示波器 1臺 4. 信號發(fā)生器 1 臺5. 繞線機 1臺6. 游標卡尺 1個7. 0.49mm 漆包線（或其它線徑漆包線）

9、 若干8. 高溫膠帶 若干三、預習要求復習高頻變壓器的工作原理及理論知識。 四、實驗內容1. 根據(jù)已知的參數(shù)及變壓器引腳平面分布圖和結構示意圖（如圖4.1和圖4.2所示）制作高頻變壓器。2. 用LCR電橋測量變壓器的參數(shù)，如漏感、勵磁電感。求出實際的匝數(shù)之比N： 。3. 測量不同氣隙時變壓器的勵磁電感，來判斷氣隙與勵磁電感之間的關系，自擬表格。4. 用測量法驗證變壓器的同名端。判斷的電路接法如圖4.3所示。判斷原理為：（1）同名端串聯(lián)時： 異名端串聯(lián)時：（2）同一磁芯中的繞組如果同名端相連，電感量會小于兩個繞組中的最大電感；異名端相連，電感量會大于兩個繞組中的最大電感。五、記錄實驗數(shù)據(jù) 根據(jù)上

10、面的測試內容，記錄測量結果。六、 思考題 用LCR電橋或者數(shù)字示波器和信號發(fā)生器來測試變壓器的同名端和異名端。 圖4.1變壓器引腳平面分布圖圖4.2 變壓器引腳示意圖匝數(shù)繞線規(guī)格勵磁電感繞組1（原邊）450.49mm繞組2（副邊）90.49mm兩股并繞繞組3（輔助繞組）50.49mm圖4.3 變壓器同名端的判斷接法圖4.4 變壓器實物圖 實驗五 24W反激式開關電源的原理圖設計一、實驗目的1. 進一步理解開關電源的組成結構；2. 掌握反激式開關電源的工作原理；3. 掌握元器件的選擇；二、實驗儀器及材料1電腦（裝有PCB繪制軟件 ） 1臺2. 熱轉印機 1臺3. 單面玻纖覆銅板（15cm*20c

11、m） 1塊4. 腐蝕液 若干 三、實驗內容1. 根據(jù)所學知識，設計一開關電源，在輸入電壓220V25%、50Hz，其技術指標如下：a. 輸出功率Po=24W（12V/2A） b最大輸出電流為2Ac電壓調整率1%（輸入電壓220V AC變化范圍25%25%下，中載）d負載調整率1%（輸入電壓220V AC下，滿載）e紋波電壓（峰-峰值）5mV（輸入電壓220V AC，滿載）f效率90%（輸出電壓12V、輸入電壓AC220V，滿載）g具有過流及短路保護功能（備注：也可以24V直流輸入，5V/1A輸出的電源，達到上述類似的技術指標）2. 根據(jù)所設計的原理圖，選擇實驗器材，繪制PCB圖并制板。特殊元器

12、件如表5.1所示，僅供選擇，實際以庫房為準。表5.1 可供選擇的元器件表電阻3.15A/250VAC保險絲（型號S501-3.15A） 電容0.1uF 250V 陶瓷電容6.8/1W 、100/1W、220/1W、1/2W、1/2W、 20k/1W、 100k/2W、 4.7k、1k 、10k、 0.5k 、0.1k、0.02k47uF 400V、47uF 50V、330uF 35V、220uF 35V、220uF 400V、10uF 400V、0.01uF 100V、10uF 100V、470pF 100V、4700pF 100V、100pF 100V電解電容EVM3ESX50B13（1K可

13、調）100W，0.1-100大功率可調電阻0.1uF 50V、 1nF 250VAC/1nF 1000V/470pF 1000V瓷片電容交流共模濾波電感EE25型，222mH （1.3A）磁芯骨架EI40磁芯骨架，鐵氧體磁芯，臥式7+7電感3.3uH/4A高頻鐵氧體磁芯骨架 EI28 立式9+9針整流橋KBP310（1000V/3A）電子散熱片T220散熱片（尺寸15*10.5-22mm）穩(wěn)壓管P6KE200、1N5241B帶線電源插頭兩極/兩芯插頭（額定電壓220VAC，額定電流10A，帶1米線）變壓器220VAC轉24V 80w二極管BYV26C/MUR420/FR305/FR305可調穩(wěn)

14、壓管TL431A開關電源芯片TOP227、UC3842a光耦PC817功率MOS管TP6N60/IRF840漆包線QZ-2/130，0.51mm、0.25mm 漆包線四、記錄實驗數(shù)據(jù)給出開關電源的原理圖及PCB圖，制作PCB板，并完成實驗報告。 實驗六 24W反激式開關電源的調試一、實驗目的1.進一步理解開關電源的組成結構；2.掌握反激式開關電源的工作原理；3.了解開關電源的性能指標；4.學會調試電路和測試電路。二、實驗儀器及材料1學生自制的PCB板 1塊2. 萬用表 1個3. 變壓器和調壓器 各1臺 4. 數(shù)字示波器 1臺5. 40W水泥電阻 1個 三、實驗內容1. 根據(jù)實驗五制成的PCB Legend圖和PCB板上標注的元件序號焊接元器件。2. 檢查有源器件的方向是否有錯誤和電解電容的極性是否接對了，用萬用表測量輸入和輸出是否有短路的現(xiàn)象和有源器件是否正常。3. 按設計圖連接好線，慢慢增加輸入電壓到25Vac，測量輸入濾波電容C兩端的電壓V。繼續(xù)增加輸入電壓到85Vac，測量輸出電壓Vout，調節(jié)反饋電阻，使輸出電壓達到。4. 測量輸入電壓的調整率：