直流穩(wěn)壓電源實訓(xùn)

1、電路實訓(xùn)計劃一、 課程性質(zhì)：模擬電路實訓(xùn)是類似于電子工程設(shè)計，其內(nèi)涵是收集、消化資料、方案論證，指標(biāo)分配，工程估算，組裝調(diào)試，撰寫設(shè)計報告書等內(nèi)容。通過課程設(shè)計加深對所學(xué)知識的理解，提高對在模擬電路中所學(xué)知識的應(yīng)用能力、熟悉的工程估算的方法與技巧，通過設(shè)計課題的組裝調(diào)試對安裝工藝、調(diào)試工藝有所了解，同時掌握常用儀器儀表的使用方法和技能技巧，所以模擬電路課程設(shè)計是理論與實踐相結(jié)合的綜合練習(xí)。二、 目的與要求：掌握常用元器件的選用和檢測；熟悉單元電路安裝，以及調(diào)試的方法；較熟練地掌握萬用表，直流電源、毫伏表、示波器的使用方法；掌熟悉焊接工具的使用方法和手工焊接工藝的基本要求；掌握串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的檢

2、測；熟悉串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的性能。制作輸出電壓為12V，功率為1W的直流電源。初步養(yǎng)成文明安全生產(chǎn)習(xí)慣。三、 實訓(xùn)課題：安裝調(diào)試直流穩(wěn)壓電源 12V 1W1、輸出電壓范圍：DC 1014V2、輸入電壓范圍：AC 198242V3、電壓調(diào)整率：30%4、輸出紋波電壓：20mV四、 實訓(xùn)地點：模擬電路實驗室或電工電子實驗室五、 實訓(xùn)過程安排：時間主要內(nèi)容指導(dǎo)老師備注星期一講解實訓(xùn)課題要求與實訓(xùn)制度要求識別元器件閱讀、查閱相關(guān)直流電源的工作原理星期二畫出框圖，進(jìn)行指標(biāo)，選擇電路，選擇元器件星期三焊接工具使用方法，焊接工藝練習(xí)，焊接所選的直流電源電路星期四焊接電路及調(diào)試星期五焊接電路及調(diào)試及修正撰寫實訓(xùn)報

3、告、心得體會六、設(shè)備、工具與器材：1、 示波器、毫伏表、電流表，萬用表各1臺（只）；2、元器件一批（見實訓(xùn)指導(dǎo)書附表）；3、相關(guān)的焊接工具和材料。七、成績評定：出勤率：20%完成情況與實訓(xùn)報告：50%正確使用設(shè)備和工具：20%文明安全生產(chǎn)習(xí)慣：10%八、說明：實訓(xùn)報告書的內(nèi)容為：查閱資料、電路選擇、元器件選用和明細(xì)表，另加元器檢測焊接的心得體會（10001500字）。綜合實訓(xùn)：直流穩(wěn)壓電源的制作一、 實訓(xùn)目的和要求1、 掌握常用元器件的選用和檢測；2、 熟悉單元電路安裝，以及調(diào)試的方法；3、 較熟練地掌握萬用表，直流電源、毫伏表、示波器的使用方法；4、 掌熟悉焊接工具的使用方法和手工焊接工藝的

4、基本要求；5、 掌握串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的檢測；6、 熟悉串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的性能。7、 制作輸出電壓為12V，功率為1W的直流電源。8、 初步養(yǎng)成文明安全生產(chǎn)習(xí)慣。二、 實訓(xùn)器材2、 示波器、毫伏表、電流表，萬用表各1臺（只）；3、 元器件一批（見附表）；4、 相關(guān)的焊接工具和材料。三、 電源工作原理1、 工作原理框圖串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的工作原理框圖如下圖所示：調(diào)整管取樣電路比較放大器基準(zhǔn)電壓整流輸出直流輸出2、電路工作原理及元器件的作用電路如下圖所示，電源變壓器T1變壓之后，次級輸出的低壓交流電，經(jīng)過整流二極管V1V4整流，電容器C1濾波，獲得直流電，輸送到穩(wěn)壓部分。穩(wěn)壓部分由調(diào)整管V5、比較放大管V6

5、及起穩(wěn)壓作用的二極管V7和取樣微調(diào)電位器R7等組成晶體管集電極與發(fā)射極之間的電壓降簡稱管壓降。調(diào)整管上的管壓降是可變的，當(dāng)輸出電壓有減小的趨勢，管壓降會自動地變小，維持輸出電壓不變；當(dāng)輸出電壓有增大的趨勢，管壓降又會自動地變大，維持輸出電壓不變。調(diào)整管的調(diào)整作用是受比較放大管V6控制的，直流輸出電壓經(jīng)過R3、R5和微調(diào)電位器R7的分壓，輸出電壓的一部分加到V6的基極和地之間。由于V6的發(fā)射極對地電壓是通過二極管V7穩(wěn)定的，可以認(rèn)為V6的發(fā)射極對地電壓是不變的，這個電壓叫做基準(zhǔn)電壓。這樣V6基極電壓的變化就反映了輸出電壓的變化。如果直流輸出電壓有減小趨勢，V6基極發(fā)射極之間的電壓也要減小，這就使

6、V6的集電極電流減小，集電極電壓增大。由于V6的集電極和V5的基極是直接耦合的，V6集電極電壓增大，也就是V5的基極電壓增大，這就使復(fù)合調(diào)整管加強導(dǎo)通，管壓降減小，維持輸出電壓不變。同樣，如果輸出電壓有增大的趨勢，通過V6的作用又使復(fù)合調(diào)整管的管壓降增大，維持輸出電壓不變。V7是穩(wěn)壓二極管，利用它的穩(wěn)壓特性來進(jìn)行穩(wěn)壓。R2是V7限流電阻。R1是V6的集電極負(fù)載電阻，又是調(diào)整管基極的偏流電阻。C1是考慮到在市電電壓降低的時候，為了減小輸出電壓的交流成分而設(shè)置的。C2起濾波作用，是為了降低穩(wěn)壓電源的輸出紋波。四、 主要技術(shù)指標(biāo)1、輸出電壓范圍：DC 1014V2、輸入電壓范圍：AC 198242V

7、3、電壓調(diào)整率：30%4、輸出紋波電壓：20mV五、 電路板裝配及要求1、元器件的安裝印制電路板裝配是用來表示元器件及零部件、整件與印制電路板連接關(guān)系的圖樣。主要包括元器件的安裝和焊接兩個方面的內(nèi)容。在焊接前必須畫一張與電路板大小的原理圖，并且貼在板的上面。在PCB裝配圖的繪制和元器件的安裝過程中，要遵循下面的要求：安裝的元器件必須經(jīng)過檢驗合格。1）、 裝配圖上的元器件一般以圖形符號表示，有時也可用簡化的外形輪廓表示。采用外形輪廓表示時，應(yīng)標(biāo)明與裝配方向有關(guān)的符號、代號和文字等。2）、元器件安裝要進(jìn)行焊前清潔工作，元器件的安裝順序應(yīng)該按照先安裝體積小的元器件，再安裝體積較大的元器件；并按照從左

8、到右，從上到下的順序。3）、在安裝帶有極性的元器件時，應(yīng)注意其方向；元器件表面有標(biāo)注的，要使標(biāo)注朝上；各器件的安裝應(yīng)整齊、規(guī)范。2、元器件的焊接焊接的工藝過程一般可按照五個步驟進(jìn)行：第一步，焊前準(zhǔn)備。用刮刀、砂紙或助焊劑除去元器件表面的氧化層，以保持焊前清潔。第二步，焊件裝配。將元器件按工藝要求插裝到PCB板上。第三步，加熱焊接。焊接的過程可以通過手工或自動焊接進(jìn)行。第四步，焊后清理。用無水酒精或香蕉水清潔焊點周圍的焊劑殘留物。第五步，質(zhì)量檢查。包括外觀檢查和電氣性能檢查。對于元器件的焊接，應(yīng)遵循如下的要求：1） 保持烙鐵頭的清潔。2） 增加烙鐵頭與元件的接觸面積來加快傳熱。3） 加熱要靠焊錫

9、橋，也就是說要保持烙鐵頭上有少量焊錫，作為加熱時烙鐵頭與焊件之間傳熱的橋梁。4） 在焊錫凝固之前不能動，以免造成焊點結(jié)構(gòu)疏松或虛焊。5） 焊錫、焊劑的用量要適當(dāng)。一般說來，焊錫絲的直徑要小于焊盤的直徑。6） 不要使用烙鐵頭作為運輸焊錫的工具。一方面，待焊件沒有預(yù)熱；另一方面，會造成助焊劑的過高溫度而碳化。7） 最重要的是，要掌握焊接的溫度和加熱時間。焊接的溫度過低或加熱時間不夠，會造成焊料不能充分浸潤焊件，形成虛焊；反之，除了可能會造成元器件損壞以外，還會造成助焊劑的碳化和損傷PCB板。六、電路板的調(diào)試由于電路設(shè)計的近似性、元器件的離散性和裝配工藝的局限性， 電子產(chǎn)品裝配完成以后都需

10、要進(jìn)行不同程度的調(diào)試。電子產(chǎn)品的調(diào)試過程包括研制階段調(diào)試和生產(chǎn)階段調(diào)試兩個方面的內(nèi)容，在這里主要是針對后一個方面的調(diào)試。調(diào)試過程大致分以下六個步驟。第一步、通電前的檢查：檢查插件是否正確、焊點是否有虛焊和短路、儀器的連接和工作狀態(tài)是否正常等。第二步、測量電源電壓：檢查供電電壓是否正常。第三步、接通電源進(jìn)行觀察：看有無冒煙、異味、元件發(fā)燙等現(xiàn)象，如果存在，則關(guān)斷電源，重新檢查。第四步、單元電路的調(diào)試：針對電源的幾個部分進(jìn)行分塊進(jìn)行調(diào)試。第五步、測試整機(jī)性能指標(biāo)：是否與設(shè)計目標(biāo)相一致，若不一致，則檢查再進(jìn)行上一步的操作，直到與設(shè)計目標(biāo)一致。（調(diào)試過程中用一個電阻串接可調(diào)電阻RL作為負(fù)載。）1、 接

11、上負(fù)載，調(diào)整調(diào)壓器，使交流輸入電壓保持220V，調(diào)節(jié)RL，使直流電源輸出電流100mA,調(diào)節(jié)R4的大小，記錄電壓調(diào)節(jié)范圍的數(shù)據(jù)并記錄在表6-1中。2、斷開負(fù)載RL，檢查調(diào)整管V5的管壓降VCE。用調(diào)壓器將輸入電源電壓逐漸調(diào)到額定最大值（AC240V），再調(diào)節(jié)R4使電源直流輸出電壓最低，測量VCE的數(shù)據(jù)并記錄在表6-1中。3、接上負(fù)載，調(diào)節(jié)RL至滿載，將輸入電源電壓逐漸調(diào)到額定最小值（AC200V），再調(diào)節(jié)R4使電源直流輸出電壓最高，測量VCE的數(shù)據(jù)并記錄在表6-1中。4、測量紋波電壓紋波電壓是指在直流輸出電壓VL上的交流成分有效值，把示波器置于適當(dāng)量程，并接在輸出端，當(dāng)交流輸入電壓為AC220

12、V時，調(diào)節(jié)RL使直流電源輸出到100mA時，從示波器讀出紋波電壓有效值，并把測量數(shù)據(jù)記錄在表6-1中。表6-1 測試項目VCE最小值VCE最大值穩(wěn)壓輸出調(diào)節(jié)范圍實測數(shù)據(jù)紋波電壓5、測試電路穩(wěn)壓性能（1）、測算電壓調(diào)整率。保持負(fù)載電流100mA不變，調(diào)整調(diào)壓器使交流輸入電壓的大小改變，從電壓表上讀出直流輸出的變化值，并記錄在表6-2中。表6-2額定輸出電壓VL額定輸出電流IL輸入電壓變動±10%198V242V對應(yīng)的直流輸出電壓V´L輸出電壓的變化率V´L電壓調(diào)整率=V´L/VL×100%正向反向一般取輸出電壓的±10%，即198V24

13、2V，測出相應(yīng)的輸出電壓V´L ，則V´L=V´L - V L 并按公式（V´L /V L）×100%計算出正向和反向電壓調(diào)整率。（2）、測算電流調(diào)整率。調(diào)整調(diào)壓器使交流輸入電壓保持220V不變，調(diào)整R4和R7使直流輸出電壓為12V和額定輸出電流100mA。斷開負(fù)載RL使IL=0，從電壓表上讀出直流輸出的變化值，并記錄在表6-3中。表6-3額定輸出電壓VL額定輸出電流IL的變化0100mA對應(yīng)的直流輸出電壓 V´L輸出電壓的變化率V´L電壓調(diào)整率=V´L/VL×100%七、檢修方法在調(diào)試過程中若出現(xiàn)故障可按下面介紹的方法進(jìn)行檢修。1、 測V5的基極電壓用萬用表電壓擋按下圖所示步驟測量電壓，把測出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，從而判斷故障的所在，對故障進(jìn)行排除。2、測整流后的輸出電壓橋式整流后的電壓是整流前的0.9倍，如果低或無電壓，則其中的某個二極管損壞。3、測紋波電壓如果紋波電壓較高，說明濾波電容C1或C2出現(xiàn)問題，電容損壞或電容值太小。測V5的基極電壓，其值比直流輸出約高0.7V左右V5損壞，無輸出V6開路或截止，輸出高V7損壞，開路V5的c-e極短路，輸出高，不可調(diào)V7擊穿損壞，短路不能穩(wěn)壓R1開路。無輸出R2開