專業(yè)實(shí)習(xí)課件

1、電子工藝與管理電子工藝與管理專業(yè)實(shí)習(xí)專業(yè)實(shí)習(xí)直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作實(shí)訓(xùn)實(shí)施安排實(shí)訓(xùn)實(shí)施安排1. 實(shí)訓(xùn)分組：實(shí)訓(xùn)分組： 共分21組，分兩批實(shí)施2. 具體要求：具體要求： （1）聽(tīng)從安排，注意安全 （2）嚴(yán)格執(zhí)行實(shí)訓(xùn)室管理規(guī)定 （3）未實(shí)訓(xùn)的同學(xué)完成相關(guān)作業(yè) 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 一、電源變壓器的設(shè)計(jì)與選擇一、電源變壓器的設(shè)計(jì)與選擇 二、整流電路設(shè)計(jì)二、整流電路設(shè)計(jì) 三、濾波電路設(shè)計(jì)三、濾波電路設(shè)計(jì) 四、穩(wěn)壓芯片的選擇四、穩(wěn)壓芯片的選擇 五、電路焊接與測(cè)試五、電路焊接與測(cè)試 六、穩(wěn)壓電源的安裝六、穩(wěn)壓電源的安裝課程目標(biāo)課程目標(biāo) 1、掌握直流穩(wěn)壓電源的工作原理及各部分掌握直流穩(wěn)

2、壓電源的工作原理及各部分功能；功能； 2、熟練掌握熟練掌握PCB電路板的裝接技術(shù)，提高電路板的裝接技術(shù)，提高裝接質(zhì)量和速度；裝接質(zhì)量和速度； 3、能夠?qū)χ绷鞣€(wěn)壓電源電路各環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)能夠?qū)χ绷鞣€(wěn)壓電源電路各環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)試、檢修和故障排除；試、檢修和故障排除； 4、應(yīng)用電子設(shè)備組裝工藝的相關(guān)知識(shí)。應(yīng)用電子設(shè)備組裝工藝的相關(guān)知識(shí)。一、電源變壓器的設(shè)計(jì)與選型一、電源變壓器的設(shè)計(jì)與選型一、電源變壓器的設(shè)計(jì)與選型一、電源變壓器的設(shè)計(jì)與選型1、變壓器的工作原理 由原線圈(初級(jí)繞組)、副線圈(次級(jí)繞組)和鐵心組成。初級(jí)繞組用來(lái)輸入電源交流電壓，次級(jí)繞組輸出所需要的交流電壓。 變壓器是一種變壓器是一種 電電磁磁電

3、電 轉(zhuǎn)換器件。轉(zhuǎn)換器件。 初級(jí)的交流電轉(zhuǎn)化成鐵心的閉合交變磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁力線切割次級(jí)線圈產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)。 直流電不能產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，故變壓器不能用于變直流電不能產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，故變壓器不能用于變換直流電壓。換直流電壓。一、電源變壓器的設(shè)計(jì)與選型一、電源變壓器的設(shè)計(jì)與選型2、電源變壓器的結(jié)構(gòu)電源變壓器的結(jié)構(gòu)（由初、次級(jí)繞組和鐵心構(gòu)成由初、次級(jí)繞組和鐵心構(gòu)成）繞組結(jié)構(gòu)形式繞組結(jié)構(gòu)形式 電源變壓器繞組大多采用密繞多層式結(jié)構(gòu)。在一個(gè)線圈框架上，既可以繞制一個(gè)繞組，也可以繞制多個(gè)繞組。鐵心的結(jié)構(gòu)形式鐵心的結(jié)構(gòu)形式 用不同形狀的硅鋼片疊制成一定的厚度，片間絕緣，厚度越小越好。鐵心起導(dǎo)磁作用，因是一個(gè)閉合導(dǎo)磁體

4、。 鐵心有心式(繞組外露)和殼式(鐵心包繞組)兩種。心式鐵心適合于初、次級(jí)分開(kāi)的兩框架式，殼式鐵心適合于初、次級(jí)在一起的單框架式。一、電源變壓器的設(shè)計(jì)與選型一、電源變壓器的設(shè)計(jì)與選型 設(shè)計(jì)一個(gè)電源變壓器，是根據(jù)所需功率、電壓、電流功率、電壓、電流確定鐵心的鐵心的用量用量(截面積截面積)和各個(gè)繞組的匝數(shù)、匝數(shù)、導(dǎo)線直徑導(dǎo)線直徑等參數(shù)。 功率在1000W以下的電源變壓器，常采用計(jì)算法計(jì)算法和圖表法圖表法。前者計(jì)算麻煩但較為精確，后者簡(jiǎn)便但誤差較大。3、電源變壓器的設(shè)計(jì)方法計(jì)算變壓器的功率計(jì)算變壓器的功率P1 P1 根據(jù)次級(jí)負(fù)載的大小確定次級(jí)功率根據(jù)次級(jí)負(fù)載的大小確定次級(jí)功率P2P2，再根據(jù)，再根據(jù)

5、=100%xP2/P1=100%xP2/P1確定確定P1,P1, 的取值范圍的取值范圍65%-90%65%-90%。確定鐵心截面積確定鐵心截面積S(S(單位：平方厘米單位：平方厘米) ) 鐵心截面積指繞組所包裹的那個(gè)矩形鐵心柱的橫截面積鐵心截面積指繞組所包裹的那個(gè)矩形鐵心柱的橫截面積。 據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式ln(S) = 0.498 ln(S) = 0.498 * * ln(P) + 0.228 ln(P) + 0.228 算出算出S S。求每伏匝數(shù)求每伏匝數(shù)N N 經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)公式ln(N) = -0.494 ln(N) = -0.494 * * ln(P) - 0.317 ln(P) -

6、0.317 * * ln(B) + 6.439 ln(B) + 6.439 近似為近似為NO=45/S(NO=45/S(匝匝/ /伏伏) )，初級(jí)匝數(shù)，初級(jí)匝數(shù)N1=NN1=N* *U1U1，次級(jí)匝數(shù)，次級(jí)匝數(shù)N2=NN2=N* *U2U2。導(dǎo)線直徑導(dǎo)線直徑d d的計(jì)算的計(jì)算 ( (單位：毫米單位：毫米) ) ln(D) = 0.503 ln(D) = 0.503 * * ln(I) - 0.221 ln(I) - 0.221 根據(jù)各個(gè)繞組在應(yīng)用中通過(guò)的最大電流確定。根據(jù)各個(gè)繞組在應(yīng)用中通過(guò)的最大電流確定。校核鐵心窗口是否能容納所有繞組校核鐵心窗口是否能容納所有繞組 繞組的總厚度要繞組的總厚度

7、要窗口的寬度窗口的寬度 繞組的總高度要繞組的總高度要窗口的高度。窗口的高度。 一、電源變壓器的設(shè)計(jì)與選型一、電源變壓器的設(shè)計(jì)與選型4、電源變壓器的參數(shù)設(shè)計(jì)一、電源變壓器的設(shè)計(jì)與選型一、電源變壓器的設(shè)計(jì)與選型5、變壓器的繞制和裝配工藝 制作木芯制作木芯 制作線圈框架制作線圈框架：其內(nèi)徑尺寸略大于鐵心截面，高度略小于鐵心窗口高度。其內(nèi)徑尺寸略大于鐵心截面，高度略小于鐵心窗口高度。選擇絕緣材料選擇絕緣材料：蠟紙蠟紙選擇漆包線選擇漆包線：可用千分卡測(cè)量漆包線的直徑可用千分卡測(cè)量漆包線的直徑繞線要求繞線要求：線圈要繞得緊密整齊，匝間無(wú)空隙。線圈要繞得緊密整齊，匝間無(wú)空隙。繞線方法繞線方法：使用：使用繞線

8、機(jī)繞線機(jī)，注意，注意起頭起頭、繞線繞線、抽頭抽頭、結(jié)尾和屏蔽。結(jié)尾和屏蔽。繞組的檢查繞組的檢查：用兆歐表檢查各繞組間的絕緣電阻，應(yīng)在用兆歐表檢查各繞組間的絕緣電阻，應(yīng)在100-500M100-500M之間。之間。烘干和浸漆烘干和浸漆：把整個(gè)繞組把整個(gè)繞組( (線包線包) )放在烘干箱中，保持放在烘干箱中，保持60-8060-80溫度烘烤溫度烘烤3-53-5小時(shí)，取出后立即放入絕緣漆中浸漬小時(shí)，取出后立即放入絕緣漆中浸漬1 1小時(shí)，之后風(fēng)干備用。小時(shí)，之后風(fēng)干備用。裝配鐵心裝配鐵心 完畢后，整體浸絕緣清漆一次，風(fēng)干后放入烘干箱中，保持完畢后，整體浸絕緣清漆一次，風(fēng)干后放入烘干箱中，保持8080溫

9、度烘溫度烘烤巧烤巧15-2015-20小時(shí)即可使用了。小時(shí)即可使用了。一、電源變壓器的設(shè)計(jì)與選型一、電源變壓器的設(shè)計(jì)與選型6、變壓器的檢驗(yàn) 檢測(cè)絕緣電阻檢測(cè)絕緣電阻 用用500V500V兆歐表測(cè)量繞組與鐵心之間、各繞組之間的絕緣電阻，應(yīng)兆歐表測(cè)量繞組與鐵心之間、各繞組之間的絕緣電阻，應(yīng)不不小于小于500M500M。檢測(cè)次級(jí)的空載電壓檢測(cè)次級(jí)的空載電壓 初級(jí)加上額定電壓之后，各次級(jí)的空載電壓誤差應(yīng)在初級(jí)加上額定電壓之后，各次級(jí)的空載電壓誤差應(yīng)在3%-5%3%-5%。空載電流的檢測(cè)空載電流的檢測(cè) 次級(jí)空載、初級(jí)加上額定電壓后，流過(guò)初級(jí)中的電流叫空載電流。次級(jí)空載、初級(jí)加上額定電壓后，流過(guò)初級(jí)中的電

10、流叫空載電流。這個(gè)數(shù)值越小，說(shuō)明變壓器的質(zhì)量越高。正常時(shí)，空載電流值應(yīng)為滿載電這個(gè)數(shù)值越小，說(shuō)明變壓器的質(zhì)量越高。正常時(shí)，空載電流值應(yīng)為滿載電流值的流值的10%10%一一15%15%。溫升試驗(yàn)溫升試驗(yàn) 次級(jí)加上額定負(fù)載，連續(xù)工作次級(jí)加上額定負(fù)載，連續(xù)工作6-86-8小時(shí)，繞組和鐵心的溫升不能超過(guò)小時(shí)，繞組和鐵心的溫升不能超過(guò)50-6050-60。業(yè)余條件下，只要上述檢測(cè)都正常，那么這個(gè)電源變壓器設(shè)計(jì)、。業(yè)余條件下，只要上述檢測(cè)都正常，那么這個(gè)電源變壓器設(shè)計(jì)、制作就是成功的。制作就是成功的。一、電源變壓器的設(shè)計(jì)與選型一、電源變壓器的設(shè)計(jì)與選型7、電源變壓器的選型 輸入交流電壓輸出交流電壓功率二、

11、二、整流電路設(shè)計(jì)整流電路設(shè)計(jì) 整流就是把交流電變?yōu)橹绷麟姷倪^(guò)程。整流就是把交流電變?yōu)橹绷麟姷倪^(guò)程。 利用具有單向?qū)щ娞匦缘钠骷?，可以把方向和大小交變的電流變換為直流電。 常用的整流方式有： 半波整流 全波整流 橋式整流二、二、整流電路設(shè)計(jì)整流電路設(shè)計(jì)1、半波整流電路 半波整流電路最簡(jiǎn)單的整流電路。由電源變壓器B B 、整流二極管D D 和負(fù)載電阻R Rfz 組成。變壓器把市電變換為所需要的交變電壓,D D 再把交流電變換為脈動(dòng)直流電。 半波整以犧牲一半交流為代價(jià)而換取整流效果的,電流利用率很低，因此常用在高電壓、小電流的場(chǎng)合,而在一般無(wú)線電裝置中很少采用。二、二、整流電路設(shè)計(jì)整流電路設(shè)計(jì)2、全

12、波整流電路 由兩個(gè)半波整流電路組合而成。變壓器次級(jí)線圈中間需要引出一個(gè)抽頭，把次組線圈分成兩個(gè)對(duì)稱的繞組，從而引出大小相等但極性相反的兩個(gè)通電回路 。 全波整流不僅利用了正半周，全波整流不僅利用了正半周，而且還巧妙地利用了負(fù)半周，大大而且還巧妙地利用了負(fù)半周，大大地提高了整流效率地提高了整流效率 。二、二、整流電路設(shè)計(jì)整流電路設(shè)計(jì)3、橋式整流電路 橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。這種電路，只要增加兩只二極管口連接成“橋”式結(jié)構(gòu)，便具有全波整流電路的優(yōu)點(diǎn)，而同時(shí)在一定程度上克服了它的缺點(diǎn)。 全波整濾電路,需要變壓器有一個(gè)使兩端對(duì)稱的次級(jí)中心抽頭，這給制作上帶來(lái)很多的麻煩。另外，這種電路中，

13、每只整流二極管承受的最大反向電壓，是變壓器次級(jí)電壓最大值的兩倍，,因此需用能承受較高電壓的二極管。 二、二、整流電路設(shè)計(jì)整流電路設(shè)計(jì)4、橋式整流電路 工作原理 e2為正半周時(shí)，對(duì)D1、D3加正方向電壓，D1、D3導(dǎo)通；對(duì)D2、D4加反向電壓,D2、D4截止。電路中構(gòu)成e2、D1、Rfz 、D3通電回路,在Rfz ,上形成上正下負(fù)的半波整洗電壓,e2為負(fù)半周時(shí),對(duì)D2、D4加正向電壓,D2、D4導(dǎo)通;對(duì)D1、D3加反向電壓,D1、D3截止。電路中構(gòu)成e2、D2Rfz 、D4通電回路,同樣在Rfz 上形成上正下負(fù)的另外半波的整流電壓。 波形圖和全波整流波形圖是一樣的。橋式電路中每只二極管承受的反向

14、電壓等于變壓器次級(jí)電壓的最大值，比全波整洗電路小一半!二、二、整流電路設(shè)計(jì)整流電路設(shè)計(jì)5、整流元件的選擇和運(yùn)用 要特別注意：二極管作為整流元件，要根據(jù)不同的整流方式和負(fù)載大小加以選擇。在高電壓或大電流的情況下，如果手頭沒(méi)有承受高電壓或整定大電濾的整流元件，可以把二極管串聯(lián)或并聯(lián)起來(lái)使用。 并聯(lián)時(shí)，由于各二極管特性不完全一致,不能均分所通過(guò)的電流，會(huì)使有的管子困負(fù)擔(dān)過(guò)重而燒毀。因此需在每只二極管上串聯(lián)一只阻值相同的小電阻器，使各并聯(lián)二極管流過(guò)的電流接近一致。這種均流電阻R一般選用零點(diǎn)幾歐至幾十歐的電阻器。電流越大，R應(yīng)選得越小。 串聯(lián)時(shí)，每只二極管的反向電阻不盡相同,會(huì)造成電壓分配不均。內(nèi)阻大的

15、二極管有可能由于電壓過(guò)高而被擊穿，并由此引起連鎖反應(yīng)，逐個(gè)把二極管擊穿。在二極管上并聯(lián)的電阻，可以使電壓分配均勻。均壓電阻要取阻值比二極管反向電阻值小的電阻，各個(gè)電阻器的阻值要相等。三、三、濾波電路設(shè)計(jì)濾波電路設(shè)計(jì) 交流電經(jīng)過(guò)二極管整流之后，方向單一了，但是大?。娏鲝?qiáng)度）還是處在不斷地變化之中。要把脈動(dòng)直流變成波形平滑的直流，還需要再做一番“填平取齊”的工作，這便是濾波。 濾波的任務(wù)，就是把整流器輸出電壓中的波動(dòng)成分盡可能地減小，改造成接近恒穩(wěn)的直流電。 常用的濾波方式有：電容濾波、電感濾波、復(fù)試濾波。三、三、濾波電路設(shè)計(jì)濾波電路設(shè)計(jì)1、電容濾波 三、三、濾波電路設(shè)計(jì)濾波電路設(shè)計(jì)2、電感濾波

16、 三、三、濾波電路設(shè)計(jì)濾波電路設(shè)計(jì)3、復(fù)合濾波 四、四、穩(wěn)壓芯片的選擇穩(wěn)壓芯片的選擇四、四、穩(wěn)壓芯片的選擇穩(wěn)壓芯片的選擇常用穩(wěn)壓芯片LM323 5V穩(wěn)壓器 LM317 1.2V to 37V三端正可調(diào)穩(wěn)壓器LM350 1.2V to 32V穩(wěn)壓器 三端可調(diào)7805 5V穩(wěn)壓器7812 12V穩(wěn)壓器7815 15V穩(wěn)壓器7824 24V穩(wěn)壓器7905 -5V穩(wěn)壓器7912 -12V穩(wěn)壓器7915 -15V穩(wěn)壓器7924 -24V穩(wěn)壓器四、四、穩(wěn)壓芯片的選擇穩(wěn)壓芯片的選擇常用穩(wěn)壓電路78系列四、四、穩(wěn)壓芯片的選擇穩(wěn)壓芯片的選擇常用穩(wěn)壓電路79系列常用穩(wěn)壓電路LM317四、四、穩(wěn)壓芯片的選擇穩(wěn)壓芯片的選擇五、五、直流穩(wěn)壓電路直流穩(wěn)壓電路六、六、電路焊接電路焊接六、六、電路測(cè)試電路測(cè)試實(shí)訓(xùn)報(bào)告要求實(shí)訓(xùn)報(bào)告要求科目：直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)1、課程目標(biāo)（1）掌握本電路各部分功能，能夠分析集成可調(diào)穩(wěn)壓電源的工作過(guò)程；（2）熟練掌握PCB電路板的裝接技術(shù)，提高裝接質(zhì)量和速度；