直流穩(wěn)壓電源教案、教案課程課件

教學(xué)提綱教學(xué)目標(biāo)1情景導(dǎo)入2教學(xué)內(nèi)容3教學(xué)小結(jié)41教學(xué)提綱教學(xué)目標(biāo)1情景導(dǎo)入2教學(xué)內(nèi)容3教學(xué)小結(jié)41一、教學(xué)目標(biāo)1.增強(qiáng)專業(yè)意識(shí)，培養(yǎng)良好的職業(yè)道德和職業(yè)習(xí)慣2.熟悉直流穩(wěn)壓電源電路及工作原理3.會(huì)熟練使用常用電子儀器儀表4.能正確裝接電路，并能完成穩(wěn)壓電源電路的調(diào)試5.學(xué)習(xí)檢測(cè)電子電路故障的方法2一、教學(xué)目標(biāo)1.增強(qiáng)專業(yè)意識(shí)，培養(yǎng)良好的職業(yè)道德和職業(yè)習(xí)慣2

生活中常用的電器都需要穩(wěn)定的直流電源提供。但人們?nèi)粘Ｉ睿a(chǎn)中提供電能的主要是交流電源，所以就必須要用電源電路將交流電換成所需的直流電源。比如我們的手機(jī)充電器，萬(wàn)能充電器，都是將交流電轉(zhuǎn)換成我們需要的直流電，那么通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)我們將學(xué)會(huì)如何制作一個(gè)直流穩(wěn)壓電源？二、情景導(dǎo)入3生活中常用的電器都需要穩(wěn)定的直流電源提供。

實(shí)訓(xùn)實(shí)施

安全教育

知識(shí)鏈接三、教學(xué)內(nèi)容復(fù)習(xí)導(dǎo)入4實(shí)訓(xùn)實(shí)施安全教育復(fù)習(xí)導(dǎo)入：變壓穩(wěn)壓橋式整流電容濾波直流電源電路5復(fù)習(xí)導(dǎo)入：變壓穩(wěn)壓橋式整流電容濾波直流電源電路5[知識(shí)鏈接一]直流穩(wěn)壓電源的組成與工作原理

生產(chǎn)與科研中常需要直流電源，為獲得直流電源，除采用直流發(fā)電機(jī)，蓄電池外，目前廣泛采用各種半導(dǎo)體器件將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。主要經(jīng)過(guò)變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓幾個(gè)過(guò)程?？驁D如下所示：圖1直流穩(wěn)壓電源的組成框圖6[知識(shí)鏈接一]直流穩(wěn)壓電源的組成與工作原理生產(chǎn)與科1、整流變壓器：將交流電源電壓變換為符合整流需要的電壓.2、整流電路：將交流電壓變換為單向脈動(dòng)電壓。其中的整流元件（晶體二極管、電子二極管），所以能整流，是因?yàn)樗鼈兌季哂袉蜗驅(qū)щ姷墓餐匦浴?、濾波器：減小整流電壓的脈動(dòng)程度，以適合負(fù)載的需要。濾波元件為電容或電感等儲(chǔ)能元件組成。4、穩(wěn)壓環(huán)節(jié)：在交流電源電壓波動(dòng)或負(fù)載變動(dòng)時(shí)，使直流輸出電壓穩(wěn)定。圖2簡(jiǎn)單并聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源電路71、整流變壓器：將交流電源電壓變換為符合整流需要的電壓.圖2[知識(shí)鏈接二]穩(wěn)壓電路常用穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路三端集成穩(wěn)壓器和電壓可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電路（電源效率可提高）8[知識(shí)鏈接二]穩(wěn)壓電路常用穩(wěn)壓電路：8三端集成穩(wěn)壓器三端集成穩(wěn)壓器：

W78XX系列——輸出穩(wěn)定正電壓

W79XX系列——輸出穩(wěn)定負(fù)電壓

XX兩位數(shù)字代表輸出電壓值使用時(shí)需注意：

1.防止輸入端，輸出端接反；

2.防止穩(wěn)壓器浮地；

3.防止穩(wěn)壓器輸入端短路；

4.電流大時(shí)需加散熱片。9三端集成穩(wěn)壓器三端集成穩(wěn)壓器：91、可調(diào)集成三端穩(wěn)壓器CW117--/CW117M--/CW117L

CW217--/CW217M--CW217L

CW317--/CW317M--/CW317LCW137--/CW137M--/CW137L

CW237--/CW237M--CW237L

CW337--/CW337M--/CW337L1——為軍品級(jí)；

2——為工業(yè)品級(jí)；3——為民品級(jí)

正電壓：負(fù)電壓：101、可調(diào)集成三端穩(wěn)壓器CW117--/CW117M--/CW2、輸出可調(diào)集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用112、輸出可調(diào)集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用113、可調(diào)穩(wěn)壓電源電路圖123、可調(diào)穩(wěn)壓電源電路圖121、元器件引線成型，如圖1-4-13

所示，圖中La為元器件兩焊盤跨距，la為軸向引線元器件體長(zhǎng)，da為元器件引線直徑，R為引線折彎半徑。折彎點(diǎn)到元器件引腳根部長(zhǎng)度不應(yīng)小于1.5㎜。

圖1-4-13元器件的成型與插裝[知識(shí)鏈接三]焊接131、元器件引線成型，如圖1-4-13所示，圖中La為元①、烙鐵拿法，常見(jiàn)的拿烙鐵方法有反握法、正握法和握筆法三種。如圖1-4-14所示，握筆法操作靈活方便，被廣泛采用。反握法正握法筆握法

圖1手握電烙鐵的方法②、操作步驟，通常采用如圖1-4-15所示的施焊五工步法，簡(jiǎn)單說(shuō)明如下:2、元器件的插裝與焊接元器件引線成型后，進(jìn)行手工插裝、焊接。手工焊接的基本操作包括拿電烙鐵的手勢(shì)及操作步驟兩個(gè)方面14①、烙鐵拿法，常見(jiàn)的拿烙鐵方法有反握法、正握法和握筆法三種。準(zhǔn)備加熱加錫焊移去焊料移開(kāi)烙鐵圖2施焊的五工步法15準(zhǔn)備加熱加錫焊移去焊料移開(kāi)烙鐵圖2施焊的五工步法15

另外，切忌在風(fēng)扇下焊接，以免影響焊接溫度。焊接過(guò)程中不能振動(dòng)或移動(dòng)工件，以免影響焊接質(zhì)量。3、焊點(diǎn)外觀檢查良好的焊點(diǎn)外觀如圖1-4-16所示。不良焊點(diǎn)一般有虛焊、夾渣、搭焊、、氣孔、毛刺、沙眼、濺錫等。圖3典型焊點(diǎn)外觀16另外，切忌在風(fēng)扇下焊接，以免影響焊接溫度。焊接過(guò)程中不能四、注意事項(xiàng)1、焊接過(guò)程中注意安全，避免燙傷；2、焊接時(shí)焊錫不能過(guò)多。17四、注意事項(xiàng)17實(shí)訓(xùn)實(shí)施1.安全教育2.元器件的選擇、識(shí)別與檢測(cè)3.在通用面包板上按電路圖插裝、焊接穩(wěn)壓電源電路4.電路調(diào)試與故障排除18實(shí)訓(xùn)實(shí)施1.安全教育18安全教育1、連接變壓器電源線（220V）時(shí)，注意安全！2、電烙鐵的使用注意事項(xiàng)。3、電路調(diào)試前，須經(jīng)檢查，合格后方可通電。4、不做與本工藝要求以外的工作19安全教育1、連接變壓器電源線（220V）時(shí)，注意安全！工具清單工具名稱數(shù)量備注恒溫電烙鐵1臺(tái)焊料等若干鑷子1把尖嘴鉗1把斜口鉗1把剝線鉗1把插排1、元器件的選擇、識(shí)別與檢測(cè)20工具清單工具名稱數(shù)量備注恒溫電烙鐵1臺(tái)焊料等若干鑷子1把尖嘴原件清單器件名稱規(guī)格數(shù)量表變壓器220V/14V1個(gè)二極管1N40074個(gè)電容1042個(gè)2200uF/25V1個(gè)1000uF/25V1個(gè)穩(wěn)壓塊78051個(gè)萬(wàn)用版若干細(xì)導(dǎo)線若干21原件清單器件名稱規(guī)格數(shù)量表變壓器220V/14V1個(gè)二極管1（1）變壓器選擇根據(jù)設(shè)計(jì)要求，最大輸出電壓為14V，根據(jù)第一節(jié)計(jì)算公式，加濾波電容后，直流輸出電壓UO≈1.2U2，所以要選擇雙端輸出變壓器，并且變壓器副邊輸出電壓為(14+3)/1.4=12.14V。結(jié)合輸出電流要求，選擇I/P220V~50Hz,O/P12V*2600mA的變壓器作為電源變壓電路。22（1）變壓器選擇22（2）整流電路選擇由理論可知，全波整流和橋式整流的效率均為UO=0.9U2,全波整流的二極管最大反向耐壓值為2.82U2，管子導(dǎo)通電流為0.5IO=250mA。查手冊(cè)可知，常用整流二極管1N4007最大反向耐壓為1000V，最大正向平均整流電流為1A，可以滿足本設(shè)計(jì)要求。因此，采用1N4007組成單相全波整流電路作為直流電源的整流電路。23（2）整流電路選擇23（3）濾波電路選擇由于輸出最大電壓為14V，電流最小為0.5A，所以，RL=28Ω。采取電路較為簡(jiǎn)單的電容濾波，為了獲得較為平滑的負(fù)載電壓，一般時(shí)間常數(shù)τ=RL*C≥（3~5）T/2.取RL*C=5*T/2，得C=1786μF?？紤]電網(wǎng)電壓波動(dòng)±10%，則電容所能承受的最高電壓1.1*U2*1.414=18.67V，所以采用2200μF，25V的電解電容作為濾波電容。24（3）濾波電路選擇24（4）穩(wěn)壓電路的選擇根據(jù)輸出要求可知，有固定輸出和可調(diào)輸出兩大塊。由于集成穩(wěn)壓器具有穩(wěn)定性高以及完善的內(nèi)部保護(hù)措施，并且使用方便、價(jià)格低廉，所以決定采用7812,7912,7805作為固定穩(wěn)壓器，采用LM317作為可調(diào)穩(wěn)壓器，兩者的紋波電壓均可在50mV以下；輸出電流方面，78系列可達(dá)到1.5A，317系列TO220封裝也可達(dá)到1.5A，完全滿足設(shè)計(jì)要求。故采用上述器件作為整個(gè)電源的穩(wěn)壓部分。25（4）穩(wěn)壓電路的選擇25拿到PCB板后，就可以進(jìn)行焊接、裝配與調(diào)試工作。元器件檢查與整形檢查PCB是否有斷線、短路、破損等情況；檢查元件型號(hào)、數(shù)量是否與清單一致；對(duì)主要元器件（如電源線、變壓器、整流二極管等）進(jìn)行參數(shù)測(cè)定。使用工具對(duì)相關(guān)元件按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行整形。（嚴(yán)禁粗暴整形）2、電路的裝配26拿到PCB板后，就可以進(jìn)行焊接、裝配與調(diào)試工作。2、電路的裝焊接焊接要按照從低到高的順序，依次進(jìn)行。焊點(diǎn)要有光滑整齊的外觀。裝配注意：（1）變壓器副邊中心抽頭要接到地線上。（2）220V電源線與變壓器原邊接線要有熱縮管保護(hù)，防止觸電短路。27焊接27調(diào)試（1）檢查電源插頭是否短路。（2）各輸出對(duì)地是否短路若上述兩步均可通過(guò)，即可進(jìn)行通電檢查。逐級(jí)測(cè)量各點(diǎn)參數(shù)是否符合設(shè)計(jì)要求。常見(jiàn)問(wèn)題處理（1）變壓器副邊無(wú)輸出斷電后檢查副邊線圈電阻，若電阻為無(wú)窮大，更換新的變壓器。2、電路的調(diào)試與故障檢測(cè)28調(diào)試2、電路的調(diào)試與故障檢測(cè)28（2）整流電路輸出電壓不達(dá)標(biāo)整流二極管方向是否正確；（3）濾波電容發(fā)熱整流二極管方向是否正確；（4）電源指示燈不亮限流電阻是否正確焊接；發(fā)光二級(jí)管極性是否安裝正確。（5）穩(wěn)壓輸出電壓不正常是否正確安裝穩(wěn)壓器；電壓調(diào)整電路是否焊接正常。29（2）整流電路輸出電壓不達(dá)標(biāo)29實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問(wèn)題1.三端穩(wěn)壓器輸出大電流時(shí)，要用散熱片。2.電源輸出端不能短路，否則燒毀電源。3.注意電解電容和二極管的極性。4.測(cè)量電壓時(shí)，注意分清交流和直流。30實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問(wèn)題1.三端穩(wěn)壓器輸出大電流時(shí)，要用散熱片。小結(jié)本課所采用的教學(xué)方法是項(xiàng)目教學(xué)法，目的是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中掌握電子專業(yè)技能的學(xué)習(xí)方法和技巧，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的有效結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。四、教學(xué)小結(jié)31小結(jié)四、教學(xué)小結(jié)31

謝謝！3232教學(xué)提綱教學(xué)目標(biāo)1情景導(dǎo)入2教學(xué)內(nèi)容3教學(xué)小結(jié)433教學(xué)提綱教學(xué)目標(biāo)1情景導(dǎo)入2教學(xué)內(nèi)容3教學(xué)小結(jié)41一、教學(xué)目標(biāo)1.增強(qiáng)專業(yè)意識(shí)，培養(yǎng)良好的職業(yè)道德和職業(yè)習(xí)慣2.熟悉直流穩(wěn)壓電源電路及工作原理3.會(huì)熟練使用常用電子儀器儀表4.能正確裝接電路，并能完成穩(wěn)壓電源電路的調(diào)試5.學(xué)習(xí)檢測(cè)電子電路故障的方法34一、教學(xué)目標(biāo)1.增強(qiáng)專業(yè)意識(shí)，培養(yǎng)良好的職業(yè)道德和職業(yè)習(xí)慣2

生活中常用的電器都需要穩(wěn)定的直流電源提供。但人們?nèi)粘Ｉ睿a(chǎn)中提供電能的主要是交流電源，所以就必須要用電源電路將交流電換成所需的直流電源。比如我們的手機(jī)充電器，萬(wàn)能充電器，都是將交流電轉(zhuǎn)換成我們需要的直流電，那么通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)我們將學(xué)會(huì)如何制作一個(gè)直流穩(wěn)壓電源？二、情景導(dǎo)入35生活中常用的電器都需要穩(wěn)定的直流電源提供。

實(shí)訓(xùn)實(shí)施

安全教育

知識(shí)鏈接三、教學(xué)內(nèi)容復(fù)習(xí)導(dǎo)入36實(shí)訓(xùn)實(shí)施安全教育復(fù)習(xí)導(dǎo)入：變壓穩(wěn)壓橋式整流電容濾波直流電源電路37復(fù)習(xí)導(dǎo)入：變壓穩(wěn)壓橋式整流電容濾波直流電源電路5[知識(shí)鏈接一]直流穩(wěn)壓電源的組成與工作原理

生產(chǎn)與科研中常需要直流電源，為獲得直流電源，除采用直流發(fā)電機(jī)，蓄電池外，目前廣泛采用各種半導(dǎo)體器件將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。主要經(jīng)過(guò)變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓幾個(gè)過(guò)程?？驁D如下所示：圖1直流穩(wěn)壓電源的組成框圖38[知識(shí)鏈接一]直流穩(wěn)壓電源的組成與工作原理生產(chǎn)與科1、整流變壓器：將交流電源電壓變換為符合整流需要的電壓.2、整流電路：將交流電壓變換為單向脈動(dòng)電壓。其中的整流元件（晶體二極管、電子二極管），所以能整流，是因?yàn)樗鼈兌季哂袉蜗驅(qū)щ姷墓餐匦浴?、濾波器：減小整流電壓的脈動(dòng)程度，以適合負(fù)載的需要。濾波元件為電容或電感等儲(chǔ)能元件組成。4、穩(wěn)壓環(huán)節(jié)：在交流電源電壓波動(dòng)或負(fù)載變動(dòng)時(shí)，使直流輸出電壓穩(wěn)定。圖2簡(jiǎn)單并聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源電路391、整流變壓器：將交流電源電壓變換為符合整流需要的電壓.圖2[知識(shí)鏈接二]穩(wěn)壓電路常用穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路三端集成穩(wěn)壓器和電壓可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電路（電源效率可提高）40[知識(shí)鏈接二]穩(wěn)壓電路常用穩(wěn)壓電路：8三端集成穩(wěn)壓器三端集成穩(wěn)壓器：

W78XX系列——輸出穩(wěn)定正電壓

W79XX系列——輸出穩(wěn)定負(fù)電壓

XX兩位數(shù)字代表輸出電壓值使用時(shí)需注意：

1.防止輸入端，輸出端接反；

2.防止穩(wěn)壓器浮地；

3.防止穩(wěn)壓器輸入端短路；

4.電流大時(shí)需加散熱片。41三端集成穩(wěn)壓器三端集成穩(wěn)壓器：91、可調(diào)集成三端穩(wěn)壓器CW117--/CW117M--/CW117L

CW217--/CW217M--CW217L

CW317--/CW317M--/CW317LCW137--/CW137M--/CW137L

CW237--/CW237M--CW237L

CW337--/CW337M--/CW337L1——為軍品級(jí)；

2——為工業(yè)品級(jí)；3——為民品級(jí)

正電壓：負(fù)電壓：421、可調(diào)集成三端穩(wěn)壓器CW117--/CW117M--/CW2、輸出可調(diào)集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用432、輸出可調(diào)集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用113、可調(diào)穩(wěn)壓電源電路圖443、可調(diào)穩(wěn)壓電源電路圖121、元器件引線成型，如圖1-4-13

所示，圖中La為元器件兩焊盤跨距，la為軸向引線元器件體長(zhǎng)，da為元器件引線直徑，R為引線折彎半徑。折彎點(diǎn)到元器件引腳根部長(zhǎng)度不應(yīng)小于1.5㎜。

圖1-4-13元器件的成型與插裝[知識(shí)鏈接三]焊接451、元器件引線成型，如圖1-4-13所示，圖中La為元①、烙鐵拿法，常見(jiàn)的拿烙鐵方法有反握法、正握法和握筆法三種。如圖1-4-14所示，握筆法操作靈活方便，被廣泛采用。反握法正握法筆握法

圖1手握電烙鐵的方法②、操作步驟，通常采用如圖1-4-15所示的施焊五工步法，簡(jiǎn)單說(shuō)明如下:2、元器件的插裝與焊接元器件引線成型后，進(jìn)行手工插裝、焊接。手工焊接的基本操作包括拿電烙鐵的手勢(shì)及操作步驟兩個(gè)方面46①、烙鐵拿法，常見(jiàn)的拿烙鐵方法有反握法、正握法和握筆法三種。準(zhǔn)備加熱加錫焊移去焊料移開(kāi)烙鐵圖2施焊的五工步法47準(zhǔn)備加熱加錫焊移去焊料移開(kāi)烙鐵圖2施焊的五工步法15

另外，切忌在風(fēng)扇下焊接，以免影響焊接溫度。焊接過(guò)程中不能振動(dòng)或移動(dòng)工件，以免影響焊接質(zhì)量。3、焊點(diǎn)外觀檢查良好的焊點(diǎn)外觀如圖1-4-16所示。不良焊點(diǎn)一般有虛焊、夾渣、搭焊、、氣孔、毛刺、沙眼、濺錫等。圖3典型焊點(diǎn)外觀48另外，切忌在風(fēng)扇下焊接，以免影響焊接溫度。焊接過(guò)程中不能四、注意事項(xiàng)1、焊接過(guò)程中注意安全，避免燙傷；2、焊接時(shí)焊錫不能過(guò)多。49四、注意事項(xiàng)17實(shí)訓(xùn)實(shí)施1.安全教育2.元器件的選擇、識(shí)別與檢測(cè)3.在通用面包板上按電路圖插裝、焊接穩(wěn)壓電源電路4.電路調(diào)試與故障排除50實(shí)訓(xùn)實(shí)施1.安全教育18安全教育1、連接變壓器電源線（220V）時(shí)，注意安全！2、電烙鐵的使用注意事項(xiàng)。3、電路調(diào)試前，須經(jīng)檢查，合格后方可通電。4、不做與本工藝要求以外的工作51安全教育1、連接變壓器電源線（220V）時(shí)，注意安全！工具清單工具名稱數(shù)量備注恒溫電烙鐵1臺(tái)焊料等若干鑷子1把尖嘴鉗1把斜口鉗1把剝線鉗1把插排1、元器件的選擇、識(shí)別與檢測(cè)52工具清單工具名稱數(shù)量備注恒溫電烙鐵1臺(tái)焊料等若干鑷子1把尖嘴原件清單器件名稱規(guī)格數(shù)量表變壓器220V/14V1個(gè)二極管1N40074個(gè)電容1042個(gè)2200uF/25V1個(gè)1000uF/25V1個(gè)穩(wěn)壓塊78051個(gè)萬(wàn)用版若干細(xì)導(dǎo)線若干53原件清單器件名稱規(guī)格數(shù)量表變壓器220V/14V1個(gè)二極管1（1）變壓器選擇根據(jù)設(shè)計(jì)要求，最大輸出電壓為14V，根據(jù)第一節(jié)計(jì)算公式，加濾波電容后，直流輸出電壓UO≈1.2U2，所以要選擇雙端輸出變壓器，并且變壓器副邊輸出電壓為(14+3)/1.4=12.14V。結(jié)合輸出電流要求，選擇I/P220V~50Hz,O/P12V*2600mA的變壓器作為電源變壓電路。54（1）變壓器選擇22（2）整流電路選擇由理論可知，全波整流和橋式整流的效率均為UO=0.9U2,全波整流的二極管最大反向耐壓值為2.82U2，管子導(dǎo)通電流為0.5IO=250mA。查手冊(cè)可知，常用整流二極管1N4007最大反向耐壓為1000V，最大正向平均整流電流為1A，可以滿足本設(shè)計(jì)要求。因此，采用1N4007組成單相全波整流電路作為直流電源的整流電路。55（2）整流電路選擇23（3）濾波電路選擇由于輸出最大電壓為14V，電流最小為0.5A，所以，RL=28Ω。采取電路較為簡(jiǎn)單的電容濾波，為了獲得較為平滑的負(fù)載電壓，一般時(shí)間常數(shù)τ=RL*C≥（3~5）T/2.取RL*C=5*T/2，得C=1786μF?？紤]電網(wǎng)電壓波動(dòng)±10%，則電容所能承受的最高電壓1.1*U2*1.414=18.67V，所以采用2200μF，25V的電解電容作為濾波電容。56（3）濾波電路選擇24（4）穩(wěn)壓電路的選擇根據(jù)輸出要求可知，有固定輸出和可調(diào)輸出兩大塊。由于集成穩(wěn)壓器具有穩(wěn)定性高以及完善的內(nèi)部保護(hù)措施，并且使用方便、價(jià)格低廉，所以決定采用7812,7912,7805作為固定穩(wěn)壓器，采用LM317作為可調(diào)穩(wěn)壓器，兩者的紋波電壓均可在50mV以下；輸出電流方面，78系列可達(dá)到1.5A，317系列TO220封裝也可達(dá)到1.5A，完全滿足設(shè)計(jì)要求。故采用上述器件作為整個(gè)電源的穩(wěn)壓部分。