開關(guān)電源實驗報告

1、開關(guān)電源實驗報告一、 開關(guān)電源電路圖及清單1.1 60W-12V開關(guān)電源電路圖圖1-1 開關(guān)電源電路原理1.2. 60W-12V開關(guān)電源電清單60W-12V電源清單序號代號名稱及規(guī)格數(shù)量/臺1R3,R13電阻10R/0.25W22R14, R16,R18電阻1K/0.25W33R17電阻2K/0.25W14R12電阻750R/0.25W15R22電阻270R/2W16R15,R21電阻5.1K/0.25W27R9,R11,R19電阻10K/0.25W38R20電阻22R/0.5W19R1電阻680K/0.5W110R10電阻0.47R/2W111R7,R8電阻100K/2W212RTH1熱敏電

2、阻5D-11113SVR1臥式電位器1K114BD1整流橋U4K8115C1,C2電解電容68uF400V216C3,C18高壓陶瓷電容103/1KV217C12高壓陶瓷電容222/1KV118C4電解電容100uF/35V119C9滌綸電容471120C5,C7,C8滌綸電容103321C6,C11滌綸電容223222C17滌綸電容333123C19滌綸電容333124C13,C14, C15電解電容1000uF/16V325C16電解電容470uF/16V126CX1,CX2安規(guī)X2電容 0.1uF/250VAC227CY1, CY2,CY3高壓陶瓷電容222/250VAC328CY4高壓

3、陶瓷電容472/250VAC129D1快恢復(fù)二極管HER207130D2快恢復(fù)二極管HER104131D6肖特基二極管STPS10LCD100132FS1引線式保險管4A250V134L1輸出濾波電感L-001135Q15N60136T1LS-30-12137U1UC3842138U2PC817139U3TL431140LED發(fā)光二極管141PCB板142TB1接線端子5位 143LF1輸入濾波電感144ZD1,J1短接線245LED發(fā)光二極管1二、開關(guān)電源介紹 開關(guān)電源大致由主電路、控制電路、檢測電路、輔助電源四大部份組成。開關(guān)電源產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制、軍工設(shè)備、科研設(shè)備、LED照明

4、、工控設(shè)備、通訊設(shè)備、電力設(shè)備、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體制冷制熱、空氣凈化器，電子冰箱，液晶顯示器，LED燈具，通訊設(shè)備，視聽產(chǎn)品，安防監(jiān)控，LED燈袋，電腦機箱，數(shù)碼產(chǎn)品和儀器類等領(lǐng)域。它是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和MOSFET構(gòu)成。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新。目前，開關(guān)電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應(yīng)用幾乎所有的電子設(shè)備，是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式。開關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。由于開關(guān)電源輕、小、薄

5、的關(guān)鍵技術(shù)是高頻化，因此國外各大開關(guān)電源制造商都致力于同步開發(fā)新型高智能化的元器件，特別是改善二次整流器件的損耗，并在功率鐵氧體材料上加大科技創(chuàng)新，以提高在高頻率和較大磁通密度（Bs)下獲得高的磁性能，而電容器的小型化也是一項關(guān)鍵技術(shù)。SMT技術(shù)的應(yīng)用使得開關(guān)電源取得了長足的進展，在電路板兩面布置元器件，以確保開關(guān)電源的輕、小、薄。開關(guān)電源的高頻化就必然對傳統(tǒng)的PWM開關(guān)技術(shù)進行創(chuàng)新，實現(xiàn)ZVS、ZCS的軟開關(guān)技術(shù)已成為開關(guān)電源的主流技術(shù)，并大幅提高了開關(guān)電源的工作效率。對于高可靠性指標(biāo)，美國的開關(guān)電源生產(chǎn)商通過降低運行電流，降低結(jié)溫等措施以減少器件的應(yīng)力，使得產(chǎn)品的可靠性大大提高。模塊化是開

6、關(guān)電源發(fā)展的總體趨勢，可以采用模塊化電源組成分布式電源系統(tǒng)，可以設(shè)計成N+1冗余電源系統(tǒng)，并實現(xiàn)并聯(lián)方式的容量擴展。針對開關(guān)電源運行噪聲大這一缺點，若單獨追求高頻化其噪聲也必將隨著增大，而采用部分諧振轉(zhuǎn)換電路技術(shù)，在理論上即可實現(xiàn)高頻化又可降低噪聲，但部分諧振轉(zhuǎn)換技術(shù)的實際應(yīng)用仍存在著技術(shù)問題，故仍需在這一領(lǐng)域開展大量的工作，以使得該項技術(shù)得以實用化。電力電子技術(shù)的不斷創(chuàng)新，使開關(guān)電源產(chǎn)業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景。要加快我國開關(guān)電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度，就必須走技術(shù)創(chuàng)新之路，走出有中國特色的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合發(fā)展之路，為我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展做出貢獻。開關(guān)電源就是采用功率半導(dǎo)體器件作為開關(guān)元件，通過周期性通斷開關(guān)

7、，控制開關(guān)元件的占空比來調(diào)整輸出電壓。開關(guān)電源具有以下特征：電源電壓和負載在規(guī)定的范圍內(nèi)變化時，輸出電壓應(yīng)保持在允許的范圍內(nèi)或按要求變化；輸出與輸入之間有良好的電氣隔離；可以輸出單路或多路電壓，各路之間有電氣隔離。本次實驗是要采用UC3842制作一路輸出的AV220V-DC5V的30W開關(guān)電源。3、 開關(guān)電源原理及其工作原理3.1.開關(guān)電源原理1） 工作模式 開關(guān)電源就是利用電子開關(guān)器件（如晶體管、場效應(yīng)管、可控硅閘流管等），通過控制電路，使電子開關(guān)器件不停地“接通”和“關(guān)斷”，讓電子開關(guān)器件對輸入電壓進行脈沖調(diào)制，從而實現(xiàn)DC/AC、DC/DC電壓變換，以及輸出電壓可調(diào)和自動穩(wěn)壓。 開關(guān)電源

8、一般有三種工作模式：頻率、脈沖寬度固定模式，頻率固定、脈沖寬度可變模式，頻率、脈沖寬度可變模式。前一種工作模式多用于DC/AC逆變電源，或DC/DC電壓變換；后兩種工作模式多用于開關(guān)穩(wěn)壓電源。另外，開關(guān)電源輸出電壓也有三種工作方式：直接輸出電壓方式、平均值輸出電壓方式、幅值輸出電壓方式。同樣，前一種工作方式多用于DC/AC逆變電源，或DC/DC電壓變換；后兩種工作方式多用于開關(guān)穩(wěn)壓電源。 根據(jù)開關(guān)器件在電路中連接的方式，開關(guān)電源，大體上可分為：串聯(lián)式開關(guān)電源、并聯(lián)式開關(guān)電源、變壓器式開關(guān)電源等三大類。其中，變壓器式開關(guān)電源（后面簡稱變壓器開關(guān)電源）還可以進一步分成：推挽式、半橋式、全橋式等多種

9、；根據(jù)變壓器的激勵和輸出電壓的相位，又可以分成：正激式、反激式、單激式和雙激式等多種；如果從用途上來分，還可以分成更多種類。2）開關(guān)電源原理 開關(guān)電源的工作過程相當(dāng)容易理解，在線性電源中，讓功率晶體管工作在線性模式，與線性電源不同的是，PWM開關(guān)電源是讓功率晶體管工作在導(dǎo)通和關(guān)斷的狀態(tài)，在這兩種狀態(tài)中，加在功率晶體管上的伏-安乘積是很小的（在導(dǎo)通時，電壓低，電流大；關(guān)斷時，電壓高，電流?。?功率器件上的伏安乘積就是功率半導(dǎo)體器件上所產(chǎn)生的損耗。與線性電源相比，PWM開關(guān)電源更為有效的工作過程是通過“斬波”，即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來實現(xiàn)的。脈沖的占空比由開關(guān)電源的控

10、制器來調(diào)節(jié)。一旦輸入電壓被斬成交流方波，其幅值就可以通過變壓器來升高或降低。通過增加變壓器的二次繞組數(shù)就可以增加輸出的電壓值。最后這些交流波形經(jīng)過整流濾波后就得到直流輸出電壓。控制器的主要目的是保持輸出電壓穩(wěn)定，其工作過程與線性形式的控制器很類似。也就是說控制器的功能塊、電壓參考和誤差放大器，可以設(shè)計成與線性調(diào)節(jié)器相同。他們的不同之處在于，誤差放大器的輸出（誤差電壓）在驅(qū)動功率管之前要經(jīng)過一個電壓/脈沖寬度轉(zhuǎn)換單元。本實驗電路由主電路、控制電路、啟動電路和反饋電路4部分組成。主電路采用單端反激式拓撲。控制電路是整個開關(guān)電源的核心，控制的好壞直接決定了電源整體性能，電路電流環(huán)控制采用UC3842

11、內(nèi)部電流環(huán)，電壓外環(huán)采用TL431和PC817構(gòu)成外部誤差放大器。輸入市電首先經(jīng)過濾波、整流后變換為直流電壓，再經(jīng)過直流變換器變換為所需的直流電壓；通過檢測和控制電路對其輸出進行調(diào)整。圖3-1 開關(guān)電源基本結(jié)構(gòu)框圖3.2.開關(guān)電源工作原理1)開關(guān)電源濾波原理該濾波器有兩個輸入端和一個接地端，兩個輸出端，制作使用時外殼使用金屬屏蔽并接地，電路包括共模電感LFIA、濾波電容器CY1、CY2、CX1。CY1、CY2跨接在輸出端，經(jīng)電容分壓后接地，能有效的抑制共模干擾。LFIA對串模干擾不起作用，但當(dāng)出現(xiàn)共模干擾時，由于兩個線圈的磁通方向相同，經(jīng)過偶合后總電感量迅速增大，因此共模信號呈現(xiàn)很大的感抗，使

12、之不易通過。2)整流電路原理從電源濾波輸出后的電壓經(jīng)整流濾波器輸入，經(jīng)過BD1進行橋式全波整流得到非穩(wěn)壓的直流輸出。采用橋式全波整流可省去笨重的輸入變壓器，使設(shè)計重量可大大減輕，輸出也得到近似平滑的良好直流電壓，轉(zhuǎn)換效率相對較高。3)振蕩電路原理由R12、C6與UC3842內(nèi)部振蕩器，+12V基準(zhǔn)電源一起完成振蕩，產(chǎn)生高頻信號。+12V基準(zhǔn)電壓經(jīng)過定時電阻R12給C6充電，然后C6再經(jīng)過芯片內(nèi)部電路進行放電，從第4腳得到鋸齒波電壓。由于輸出采用脈寬調(diào)制控制方式，考慮到噪聲電壓也會影響輸出脈沖寬度，振蕩電路加了消噪電容C7。4)輸出電路原理由于采用的是高頻調(diào)制信號的方法，故輸出級電源變壓器很小，

13、調(diào)整管采用頻率響應(yīng)快的N溝道場效應(yīng)管，輸出級受UC3842PWM波調(diào)整，通過Q1進行功率轉(zhuǎn)換，直流電壓從T原邊N1流經(jīng)Q1輸出變壓器原邊產(chǎn)生大電流的PWM電壓波，經(jīng)過T變比偶合，使輸出端產(chǎn)生大電流的電壓，輸出通過D6整流，C13-C15濾波，再經(jīng)過平波電抗器L1使輸出為平滑穩(wěn)定的12V穩(wěn)壓輸出。N2輸出用作電壓負反饋。交流220V電源輸入先經(jīng)雙向濾波器，過濾電網(wǎng)上的干擾諧波，再經(jīng)橋式整流電路變成直流； 再利用高頻PWM（脈沖寬度調(diào)制）信號控制開關(guān)管，控制反激式斬波電路的輸出電壓，再經(jīng)過濾波電路得到輸出電壓；輸出部分通過光電耦合反饋給控制電路，控制PWM占空比，以達到穩(wěn)定輸出的目的；&

14、#160;在變壓器部分存在回饋電路是輔助電路，在橋式整流電路的輸出是控制PWM電路的起振。從電網(wǎng)取出的220V交流輸入電壓經(jīng)過隔離變壓器輸出220V交流電壓，這樣做的目的是防止開關(guān)電源出現(xiàn)問題時產(chǎn)生較為嚴(yán)重的損失。220V交流輸入電壓CON3經(jīng)雙向濾波器CY1、CY2和濾波電容CX1輸出220V直流電壓，保險絲FS的使用是為了防止浪涌電流損壞整流橋BDKBP210。整流過的高電壓（280300VDC）經(jīng)過穩(wěn)壓管C1接到變壓器的一端上，變壓器的另一端接到高壓MOSFET Q1的Source。為了保證控制電路的正常工作，D2、R3、C4、C5構(gòu)成輔助電源為控制芯片UC3842提供工作電壓。根據(jù)反激

15、式變換器的工作原理，當(dāng)電壓由正半周期到負半周期時，電壓傳到變壓器的另外一邊。經(jīng)濾波電容和電感的作用，在輸出端得到穩(wěn)定的+12V直流電壓。在控制信號部分，如果要讓UC3842開始工作，必須要給芯片提供一個工作電壓。而提供工作電壓的輔助電源，在正半周期是不工作的，因為在正半個周期由于反激式變換器的緣故沒有給輔助電源提供電壓。這時經(jīng)過R7降壓就得到一個+5V電壓，這個電壓可以為UC3842提供電壓，所以R7可以起到啟動電路的作用，R7的阻值就要求很大，可以達到100K。在R18和R19的公共短接入反饋電壓，下面的R19、R17、SVR1、TL431和C11構(gòu)成誤差放大器，將誤差信號通過光電耦合器PC

16、817傳到三極管的基極。UC3842的啟動電壓為+12V，這樣也起到了標(biāo)準(zhǔn)電壓的作用，將反饋電壓和標(biāo)準(zhǔn)電壓進行比較，從UC3842的6號引腳輸出控制MOSFET的開通和關(guān)斷來減小誤差。UC3842為主回路提供一個方波信號，使得主回路符合反激原理，方波占空比的大小可以控制輸出電壓的大小，由此，得到我們想要穩(wěn)定的一個電壓值。四、主要元器件介紹1）UC38421UC3842簡介：Unitrode公司的UC3842是一種高性能固定頻率電流型控制器，包含誤差放大器、PWM比較器、PWM鎖存器、振蕩器、內(nèi)部基準(zhǔn)電源和欠壓鎖定等單元，其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。各管腳功能簡介如下。1腳COMP是內(nèi)部誤差放大器的輸出

17、端，通常此腳與2腳之間接有反饋網(wǎng)絡(luò)，以確定誤差放大器的增益和頻響。2腳FEED BACK是反饋電壓輸入端，此腳與內(nèi)部誤差放大器同向輸入端的基準(zhǔn)電壓(一般為+2.5V)進行比較，產(chǎn)生控制電壓，控制脈沖的寬度。3腳ISENSE是電流傳感端。在外圍電路中，在功率開關(guān)管(如VMos管)的源極串接一個小阻值的取樣電阻，將脈沖變壓器的電流轉(zhuǎn)換成電壓，此電壓送入3腳，控制脈寬。此外，當(dāng)電源電壓異常時，功率開關(guān)管的電流增大，當(dāng)取樣電阻上的電壓超過1V時，UC3842就停止輸出，有效地保護了功率開關(guān)管。4腳RT/CT是定時端.鋸齒波振蕩器外接定時電容C和定時電阻R的公共端。5腳GND是接地。6腳OUT是輸出端，

18、此腳為圖滕柱式輸出，驅(qū)動能力是±lA。這種圖騰柱結(jié)構(gòu)對被驅(qū)動的功率管的關(guān)斷有利，因為當(dāng)三極管VTl截止時，VT2導(dǎo)通，為功率管關(guān)斷時提供了低阻抗的反向抽取電流回路，加速功率管的關(guān)斷。7腳Vcc是電源。當(dāng)供電電壓低于 16V時，UC3824不工作，此時耗電在1mA以下。輸入電壓可以通過一個大阻值電阻從高壓降壓獲得。芯片工作后，輸入電壓可在+10+30V之間波動，低于+10V停止工作。工作時耗電約為15mA，此電流可通過反饋電阻提供。8腳VREF是基準(zhǔn)電壓輸出，可輸出精確的+5V基準(zhǔn)電壓，電流可達50mA。UV3842的電壓調(diào)整率可達0.01%，工作頻率為500kHz，啟動電流小于1mA

19、，輸入電壓為1030V，基準(zhǔn)電壓為4.95.1V，工作溫度為070，輸出電流為1A。2UC3842的性能特點：它屬于電流型單端PWM調(diào)制器，具有管腳數(shù)量少、外圍電路簡單、安裝調(diào)試簡便、性能優(yōu)良、價格低廉等優(yōu)點。能通過高頻變壓器與電網(wǎng)隔離，適于構(gòu)成無工頻變壓器的2050W小功率開關(guān)電源。最高開關(guān)頻率為500kHZ,頻率穩(wěn)定度達0.2%。電源效率高，輸出電流大，能直接驅(qū)動雙極型功率晶體管或VMOS管、DMOS管、TMOS管。輸出電流為200mA，峰值為1A，既可驅(qū)動雙極型三極管也可驅(qū)動MOSFET管。若驅(qū)動雙極型三極管，應(yīng)加入開關(guān)管截止加速RC電路，同時將內(nèi)部振蕩器的頻率限制在40kHz以下；若驅(qū)

20、動MOSFET管，振蕩頻率由外接RC電路設(shè)定。內(nèi)部有高穩(wěn)定度的基準(zhǔn)電壓源，典型值為5.0V，允許有±0.1V的偏差。溫度系數(shù)為0.2mV/。穩(wěn)壓性能好。其電壓調(diào)整率可達0.01%/V,能同第二代線性集成穩(wěn)壓器（例如LM317）相媲美。啟動電流小于1mA,正常工作電流為15mA。除具有輸入端過壓保護與輸出端過流保護之外，還設(shè)有欠壓鎖定電路，使工作穩(wěn)定、可靠。最高輸入電壓=30V，輸出最大峰值電流=1A,平均電流為0.2A,本身最大功耗=1W,最大輸出功率=50W。啟動電壓大于16V、啟動啟動前電源電流僅0.5mA。處于正常工作狀態(tài)時，工作電壓在1034V之間，負載電流為15mA。超出此

21、限制，開關(guān)電源呈欠電壓或過電壓保護狀態(tài)，無驅(qū)動脈沖輸出。內(nèi)設(shè)5V(50mA)基準(zhǔn)電壓源，經(jīng)21分壓后作為取樣基準(zhǔn)電壓。內(nèi)設(shè)過流保護輸入端(3腳)和誤差放大器輸入端(1腳)兩個PWM控制端。誤差放大器輸入構(gòu)成主PWM控制系統(tǒng)，可使負載變動在30%100%時輸出負載調(diào)整率在8%以下，負載變動70%100%時輸出負載調(diào)整率在3%以下。過流檢測輸入端可對逐個脈沖控制，直接控制每個周期的脈寬，使輸出電壓調(diào)整率達到0.01%/V。如果3腳電壓大于1V或1腳電壓小于1V，PWM比較器輸出高電平使鎖存器復(fù)位，直到下一個脈沖到來時才重新置位。利用1腳和3腳的電平關(guān)系，在外電路控制鎖存器的開/閉，使鎖存器每個周期

22、只輸出一次觸發(fā)脈沖。因此，電路的抗干擾性極強，開關(guān)管不會誤觸發(fā)，提高了可靠性。3UC3842的引腳排列及內(nèi)部框圖圖4-1 UC3842結(jié)構(gòu)圖UC3842采用DIP-8封裝如上圖4-1，管腳、GND端分別接輸入電壓、輸出電壓、地。為內(nèi)部5.0V基準(zhǔn)電壓引出端。/是外接定時電阻、定時電容的公共端。UC3842內(nèi)部框圖如圖2,其主要包括5.0V基準(zhǔn)電源，振蕩器、誤差放大器，過流檢測電壓比較器、PWM鎖存器、輸入欠壓鎖定電路、門電路、輸出級、34V穩(wěn)壓管。其中: 1 腳是內(nèi)部誤差放大器的輸出端, 通常此腳與 2反饋網(wǎng)絡(luò), 以確定誤差放大器的增益和頻響。2腳是反饋電壓輸入端, 將取樣電壓加到誤差放大器的

23、反相輸入端, 再與同相輸入端的基準(zhǔn)電壓( 一般為5 V) 進行比較, 產(chǎn)生誤差電壓。3 腳是電流檢測輸入端, 與取樣電阻配合, 構(gòu)成過流保護電路。當(dāng)電源電壓異常時, 功率開關(guān)管的電流增大, 當(dāng)取樣電阻上的電壓超過 1 V時, UC3842就停止輸出, 可以有效地保護功率開關(guān)管。4 腳外接鋸齒波振蕩器外部定時電阻與定時電容, 決定振蕩頻率。5 腳接地。6 腳是輸出端, 此腳為圖騰柱式輸出, 能提供 l A 的峰值電流, 可驅(qū)動雙極型功率開關(guān)管或 MOSFET。7 腳接電源, 當(dāng)供電電壓低于 16 V 時, UC3842不工作, 此時耗電在 1 mA 以下。輸入電壓可以通過一個大阻值電阻從高壓降壓

24、獲得 2。芯片工作后, 輸入電壓可在 10 30 V 之間波動, 低于 10V 則停止工作。工作時耗電約為 15 mA。8 腳是基準(zhǔn)電壓輸出, 輸出精確的 5 V 基準(zhǔn)電壓, 電流可達 50mA。由圖 1( b) 可見, 它主要包括誤差放大器、PWM 比較器、PWM 鎖存器、振蕩器、內(nèi)部基準(zhǔn)電源和欠壓鎖定等單元。UC3842的電壓調(diào)整率可達 0.01% , 工作頻率為 500 kHz。2）TL431TL431是可控精密穩(wěn)壓源。它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意的設(shè)置到從Verf（2.5V）到36V范圍內(nèi)的任何值。該器件的典型動態(tài)阻抗為0.2，在很多應(yīng)用中用它代替穩(wěn)壓二極管，例如，數(shù)字電壓表，運放

25、電路，可調(diào)壓電源，開關(guān)電源等。TL431在開關(guān)電源中起到誤差放大器的作用，將產(chǎn)生的直流電壓與標(biāo)準(zhǔn)的+12V比較，將誤差通過PC817送到UC3842中，從而控制Q1的開通和關(guān)斷。將輸出的電壓經(jīng)R19和R18降壓，輸入TL431進行比較，再通過電位計SVR調(diào)節(jié)，使輸出電壓達到+12V。1內(nèi)部結(jié)構(gòu)TL431的具體功能可以用圖c的功能模塊示意。由圖可以看到，VI是一個內(nèi)部的2.5V的基準(zhǔn)源，接在運放的反向輸入端。由運放的特性可知，只有當(dāng)REF端（同向端）的電壓高于VI（2.5V）時，三極管中才會有電流通過，同相輸入電壓少于2.5V時,三極管處于截止?fàn)顟B(tài)（理想狀態(tài)下），隨著REF端電壓的微小變化，通過

26、三極管圖1的電流將從1到100mA變化。當(dāng)然，該圖絕不是TL431的實際內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但可用于分析理解電路。TL431可等效為一只穩(wěn)壓二極管，其基本連接方法如下圖所示。下圖a可作2.5V基準(zhǔn)源，下圖4-3作可調(diào)基準(zhǔn)源，電阻R2和R3與輸出電壓的關(guān)系為U0=(1+R2/R3)2.5V具體工作原理：當(dāng)輸入電壓增大，輸出電壓增大導(dǎo)致了輸出采樣增 大，這時內(nèi)部電路通過調(diào)整使得流過自身的電流增大，這也就使得流過限流的電路增大，這樣限流電阻的壓降增大，而輸出電壓等于輸入電壓減限流電阻壓降增大使得輸出電壓減小 ，實現(xiàn)穩(wěn)壓。2TL431的相關(guān)參數(shù)在絕對極大等級下；陰極電壓可達到37V，陰極電流值范圍為-100+1

27、50mA。一般在實際應(yīng)用時，陰極電壓取36V，陰極流過的電流值為100mA。反饋輸入電壓為2.495V，反饋輸入電流為1.5mA。3) PC817PC817是常用的線性光耦，廣泛用在電腦終端機、可控硅系統(tǒng)設(shè)備、測量儀器、影印機、自動售票、家用電器，如風(fēng)扇、加熱器等。電路之間的信號傳遞，常常在各種要求比較緊密的功能電路中被當(dāng)作耦合器件，具有上下級電路完全隔離的作用，相互不產(chǎn)生影響。使之前端與負載完全隔離，目的在于增加安全性，減小電路干擾，減化電路設(shè)計。1PC817的特點及內(nèi)部引腳光耦的基本結(jié)構(gòu)是將光發(fā)射器(紅外發(fā)光二極管。紅外LED)和光敏器(硅光電探測敏感器件)的芯片封裝在同一外殼內(nèi)，并用透明

28、樹脂灌封充填作光傳遞介質(zhì)，通常將光發(fā)射器的管腳作輸入端，光敏器的引腳作為輸出端，當(dāng)輸入端加電信號時，光發(fā)射器發(fā)出的光信號通過透明樹脂光導(dǎo)介質(zhì)投射到光敏器后，轉(zhuǎn)換成電信號輸出，實現(xiàn)了以光為媒介的電光電信號轉(zhuǎn)換傳輸，并在電氣上是完全隔離的。光耦的主要性能特點如下： 隔離性能好，輸入端與輸出端完全實現(xiàn)了電隔離，其絕緣電阻RISO一般均能達到1010以上，絕緣耐壓VISO在低壓時都可滿足使用要求，高耐壓一般能超過lKv,有的可達10kV以上。 光信號單向傳輸，輸出信號對輸入端無反饋，可有效阻斷電路或系統(tǒng)之間的電聯(lián)系，但并不切斷他們之間的信號傳遞。 光信號不受電磁干擾，工作穩(wěn)定可靠?？构材８蓴_能力強，能

29、很好地抑制干擾并消除噪音。光發(fā)射和光敏器件的光譜匹配十分理想，響應(yīng)速度快，傳輸效率高。易與邏輯電路連接。無觸點。壽命大。體積小耐沖擊。工作溫度范圍寬，符合工業(yè)和軍用溫度標(biāo)準(zhǔn)。 當(dāng)輸入端加電信號時，發(fā)光器發(fā)出光線，照射在受光器上，受光器接受光線后導(dǎo)通，產(chǎn)生光電流從輸出端輸出，從而實現(xiàn)了“電-光-電”的轉(zhuǎn)換。 普通光電耦合器只能傳輸數(shù)字信號（開關(guān)信號），不適合傳輸模擬信號。線性光電耦合器是一種新型的光電隔離器件，能夠傳輸連續(xù)變化的模擬電壓或電流信號，這樣隨著輸入信號的強弱變化會產(chǎn)生相應(yīng)的光信號，從而使光敏晶體管的導(dǎo)通程度也不同，輸出的電壓或電流也隨之不同。五、焊接工藝介紹焊接是整個試驗過程的一種重

30、要環(huán)節(jié)，焊接工藝的好壞直接決定了實驗的成功與否，即使實驗元器件全部都選擇、安裝正確，焊接不達標(biāo)的話也達不到理想 效果，因此我們必須學(xué)習(xí)焊接的基本工藝，掌握一些焊接的技巧。1進行錫焊，必須具備的條件有以下幾點：焊件必須具有良好的可焊性所謂可焊性是指在適當(dāng)溫度下，被焊金屬材料與焊錫能形成良好結(jié)合的合金的性能。不是所有的金屬都具有好的可焊性，有些金屬如鉻、鉬、鎢等的可焊性就非常差；有些金屬的可焊性又比較好，如紫銅、黃銅等。在焊接時，由于高溫使金屬表面產(chǎn)生氧化膜，影響材料的可焊性。為了提高可焊性，可以采用表面鍍錫、鍍銀等措施來防止材料表面的氧化。焊件表面必須保持清潔 為了使焊錫和焊件達到良好的結(jié)合，焊

31、接表面一定要保持清潔。即使是可焊性良好的焊件，由于儲存或被污染，都可能在焊件表面產(chǎn)生對浸潤有害的氧化膜和油污。在焊接前務(wù)必把污膜清除干凈，否則無法保證焊接質(zhì)量。金屬表面輕度的氧化層可以通過焊劑作用來清除氧化程度嚴(yán)重的金屬表面，則應(yīng)采用機械或化學(xué)方法清除，例如進行刮除或酸洗等。要使用合適的助焊劑助焊劑的作用是清除焊件表面的氧化膜。不同的焊接工藝，應(yīng)該選擇不同的助焊劑，如鎳鉻合金、不銹鋼、鋁等材料，沒有專用的特殊焊劑是很難實施錫焊的。在焊接印制電路板等精密電子產(chǎn)品時，為使焊接可靠穩(wěn)定，通常采用以松香為主的助焊劑。一般是用酒精將松，香溶解成松香水使用。焊件要加熱到適當(dāng)?shù)臏囟群附訒r，熱能的作用是熔化焊

32、錫和加熱焊接對象，使錫、鉛原子獲得足夠的能量滲透到被焊金屬表面的晶格中而形成合金。焊接溫度過低對焊料原子滲透不利，無法形成合金，極易形成虛焊，焊接溫度過高，會使焊料處于非共晶狀態(tài)，加速焊劑分解和揮發(fā)速度，使焊料品質(zhì)下降，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致印制電路板上的焊盤脫落。需要強調(diào)的是，不但焊錫要加熱到熔化，而且應(yīng)該同時將焊件加熱到能夠熔化焊錫的溫度。合適的焊接時間焊接時間是指在焊接全過程中，進行物理和化學(xué)變化所需要的時間。它包括被焊金屬達到焊接溫度的時間、焊錫的熔化時間、助焊劑發(fā)揮作用及生成金屬合金的時間幾個部分。當(dāng)焊接溫度確定后，就應(yīng)根據(jù)被焊件的形狀、性質(zhì)、特點等來確定合適的焊接時間。焊接時間過長，易損壞

33、元器件或焊接部位；過短，則達不到效果，時間最長不超過5s。焊點質(zhì)量及檢查：對焊點的質(zhì)量要求，應(yīng)該包括電氣接觸良好、機械結(jié)合牢固和美觀三個方面。保證焊點質(zhì)量最重要的一點，就是必須避免虛焊。虛焊產(chǎn)生的原因及其危害：虛焊主要是由待焊金屬表面的氧化物和污垢造成的，它使焊點成為有接觸電阻的連接狀態(tài)，導(dǎo)致電路工作不正常，出現(xiàn)連接時好時壞的不穩(wěn)定現(xiàn)象，噪聲增加而沒有規(guī)律性，給電路的調(diào)試、使用和維護帶來重大隱患。此外，也有一部分虛焊點在電路開始工作的一段較長時間內(nèi)，保持接觸尚好，因此不容易發(fā)現(xiàn)。但在溫度、濕度和振動等環(huán)境條件的作用下，接觸表面逐步被氧化，接觸慢慢地變得不完全起來。虛焊點的接觸電阻會引起局部發(fā)熱

34、，局部溫度升高又促使不完全接觸的焊點情況進一步惡化，最終甚至使焊點脫落，電路完全不能正常工作。這一過程有時可長達一、二年，其原理可以用“原電池”的概念來解釋，當(dāng)焊點受潮使水汽滲入間隙后，水分子溶解金屬氧化物和污垢形成電解液，虛焊點兩側(cè)的銅和鉛錫焊料，相當(dāng)于原電池的兩個電極，鉛錫焊料失去電子被氧化，銅材獲得電子被還原。在這樣的原電池結(jié)構(gòu)中，虛焊點內(nèi)發(fā)生金屬損耗性腐蝕，局部溫度升高加劇了化學(xué)反應(yīng)，機械振動讓其中的間隙不斷擴大，直到惡性循環(huán)使虛焊點最終形成斷路。據(jù)統(tǒng)計數(shù)字表明，在電子整機產(chǎn)品的故障中，有將近一半是由于焊接不良引起的。然而，要從一臺有成千上萬個焊點的電子設(shè)備里來，實在不是容易的事。所以

35、，虛焊是電路可靠性的重大隱患，必須嚴(yán)格避免。進行手工焊接操作的時候，尤其要加以注意。一般來說，造成虛焊的主要原因是：焊錫質(zhì)量差；助焊劑的還原性不良或用量不夠，被焊接處表面未預(yù)先清潔好，鍍錫不牢；烙鐵頭的溫度過高或過低，表面有氧化層；焊接時間掌握不好，太長或太短；焊接中焊錫尚未凝固時，焊接元件松動。<2>對焊點的要求：可靠的電氣連接焊接是電子線路從物理上實現(xiàn)電氣連接的主要手段。錫焊連接不是靠壓力，而是靠焊接過程形成的牢固連接的合金層達到電氣連接的目的。如果焊錫僅僅是堆在焊件的表面或只有少部分形成合金層，也許在最初的測試和工作中不會發(fā)現(xiàn)焊點存在問題，但隨著條件的改變和時間的推移，接觸層

36、氧化，脫離出現(xiàn)了，電路產(chǎn)生時通時斷或者干脆不工作，而這時觀察焊點外表，依然連接如初。這是電子產(chǎn)品工作中最頭疼的問題，也是產(chǎn)品制造中必須十分重視的問題。足夠的機械強度焊接不僅起到電氣連接的作用，同時也是固定元器件，保證機械連接的手段。這就有個機械強度的問題。作為錫焊材料的鉛錫合金本身強度是比較低的，只有普通鋼材的10%。要想增加強度，就要有足夠的連接面積。如果是虛焊點，焊料僅僅堆在焊盤上，自然就談不到強度了。另外，在元器件插裝后把引線彎折，實行鉤接、絞合、網(wǎng)繞后再焊，也是增加機械強度的有效措施。造成強度較低的常見缺陷是因為焊錫未流滿焊點或焊錫量過少，還可能因為焊接時焊料尚未凝固就發(fā)生件振動而引起的焊點結(jié)晶粗大，像豆腐渣狀或有裂紋。光潔整齊的外觀 良好的焊點要求焊料用量恰到好