維修電工-基于7812穩(wěn)壓電路(中級(jí))-動(dòng)畫版

維修電工基于7812穩(wěn)壓電路（中級(jí))河源市源城區(qū)騰輝職業(yè)技能培訓(xùn)學(xué)校河源市源城區(qū)騰輝職業(yè)技能培訓(xùn)學(xué)校編寫：汪勇1前言整流變壓器整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路原理圖裝配圖實(shí)物圖元器件選擇故障檢修和排除示波器結(jié)束語(yǔ)目錄2交流電由于在產(chǎn)生、輸送和使用具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此發(fā)電廠提供的電能幾乎全是交交流電。但是有許多工藝過程和電氣設(shè)備，例如電解、電鍍、充電以及直流電動(dòng)機(jī)等都需要直流供電。這樣在供電和用電之間就發(fā)生了矛盾。解決這一矛盾最經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單的辦法就是將交流電變換成直流電來(lái)供以上設(shè)備。將交流電變換成直流的過程就叫做整流，進(jìn)行整流的設(shè)備就叫做整流器。前言3整流變壓器把輸入的交流電變換成整流電路所需要的電壓值。整流電路由整流器件組成，它把交流電變換成方向不變但大小隨時(shí)間變化的脈動(dòng)直流電。濾波電路把脈動(dòng)的直流電變?yōu)槠交闹绷麟?。穩(wěn)壓電路把因電網(wǎng)電壓波動(dòng)，環(huán)境溫度變化以及負(fù)載變化而使直流電大小波動(dòng)變成穩(wěn)定的直流電以供給負(fù)載。前言4整流電路一般由四個(gè)部分組成前言5變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級(jí)線圈中通有交流電流時(shí)，鐵芯中便產(chǎn)生交變磁通，使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓。變壓器由鐵芯和線圈組成，線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈，其余的繞組叫次級(jí)線圈，變壓器的基本原理是電磁感應(yīng)原理。課程中其作用是把220V電網(wǎng)電壓降至所需電壓。整流變壓器6變壓器原、副線圈電壓有效值之比，等于其匝數(shù)比。整流變壓器在空載電流不計(jì)的情況下變壓器原、副線圈電流有效之比，等于其匝數(shù)的反比。理想變壓器原、副線圈的功率相等P1=P2。說(shuō)明理想變壓器本身無(wú)功率損耗，實(shí)際變壓器總存在損耗。7變壓器常見故障主要是斷路、短路、漏電。斷路時(shí)無(wú)輸出電壓，初級(jí)輸入電流很小或無(wú)輸入電流，可用萬(wàn)用電表歐姆檔進(jìn)行檢查，在修理時(shí)可部分或全部重繞線圈，或更換。變壓器線圈發(fā)生短路或嚴(yán)重漏電時(shí)，所產(chǎn)生的現(xiàn)象是變壓器溫度過高、有焦臭味、冒煙、輸出電壓降低，須將短路的線圈拆除重繞或更換。整流變壓器8我們?cè)O(shè)想，如果能在電源電壓正半周期開始的時(shí)候，快速接通開關(guān)K,讓電源電壓加在負(fù)載R上，而在負(fù)半周期斷開K，這樣從原理上講不就可以獲得如圖中的切除負(fù)半周且方向相同的單一脈動(dòng)直流電嗎？整流電路9因?yàn)槲覀兂Ｓ玫慕涣麟婎l率為50Hz，每秒變換50次，也就是說(shuō)我們每秒要操作開關(guān)100次才能得到這樣的脈動(dòng)直流電，這顯然是不可能的。哪么有沒有一種自動(dòng)開關(guān)呢？能在電源正半周導(dǎo)通、負(fù)半周斷開呢？答案是有，我們可以利用一只二極管D來(lái)代替這個(gè)手動(dòng)開關(guān)K，這樣就構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)單的整流電路。整流電路10在單相整流電路中常用的整流形式有半波、全波、橋式和倍壓等幾種方式，這些都是利用二極管的單向?qū)щ娦詠?lái)把交流電變換成直流電，因此二極管是構(gòu)成整流電路的關(guān)鍵元件，這種用來(lái)作整流的二極管稱作整流二級(jí)管，簡(jiǎn)稱整流管。我們?cè)谶@兒選擇橋式整流電路，橋式整流就是用四只二極管接成橋式，所以被稱為橋式整流電路。整流電路11也可以采用整流橋堆，整流橋堆就是將整流管封在一個(gè)殼內(nèi)了，分全橋和半橋。全橋是將連接好的橋式整流電路的四個(gè)二極管封在一起。半橋是將四個(gè)二極管橋式整流的一半封在一起，用兩個(gè)半橋可組成一個(gè)橋式整流電路，一個(gè)半橋也可以組成變壓器帶中心抽頭的全波整流電路，選擇整流橋要考慮整流電流和工作電壓。整流電路12橋式整流工作示意圖整流電路13單相橋式整流電路電流路徑。整流電路圖A圖B14二極管檢測(cè)辨別出二極管的正負(fù)極，有白線的一端為負(fù)極，另一端為正極。將數(shù)字萬(wàn)用表上的旋鈕撥到通斷檔位，并將紅黑表筆插在萬(wàn)用表的正確位置。將紅表筆接二極管正極，黑表筆接負(fù)極。然后觀察讀數(shù)，如果滿溢（即顯示為1），則二極管已壞。若有讀數(shù)，則交換表筆，若還有讀數(shù)而不滿溢，則二極管壞。整流電路機(jī)械表注意15整流橋堆檢測(cè)我們知道橋堆實(shí)際就是四個(gè)二極管成橋形封裝，所以按二極管的檢測(cè)方法即可。整流電路機(jī)械表注意極性用數(shù)字萬(wàn)用表二極管檔測(cè)試，紅表筆接負(fù)端，用黑表筆分別接AC端，顯示管降壓（有讀數(shù)），表筆對(duì)換應(yīng)溢出顯示“1”。用數(shù)字萬(wàn)用表二極管檔測(cè)試，黑表筆接正端，用紅表筆分別接AC端，顯示管降壓（有讀數(shù)），表筆對(duì)換應(yīng)溢出顯示“1”。16前面我們說(shuō)了整流電路，雖然都可以把交流電變換成直流電，但都只是變換成脈動(dòng)直流電，其中還含有較大的交流成分，這種不平滑的直流電只能用在像電鍍電解等要求不高的設(shè)備，如果要用在有些儀器家用電器等方面，還不能滿足我們的要求，所以還要把這種含有較多交流成分的脈動(dòng)電變?yōu)槠交闹绷麟?。保留脈動(dòng)電壓的直流成分，盡可能的濾除它的交流成分，這就是濾波，這樣的電路就稱為濾波電路。濾波的方式常有電容濾波、電感濾波、LC濾波、LCπ濾波和RCπ濾波等。濾波電路17我們這兒所選擇的就是最常用的電容濾波。由于電容器在電路中有儲(chǔ)能和釋能的作用，也就是充電和放電的意思，電源電壓升高時(shí)，給電容充電，當(dāng)電源壓降低時(shí)，電容就放電，從而減少脈動(dòng)成分，使負(fù)載電壓比較平滑。從這可看出電容有濾波的作用。電容濾波就是在負(fù)載兩端并聯(lián)一電容器。濾波電路18濾濾原理濾波電路191經(jīng)過濾波后，很明顯輸出電壓比較平滑啦，交流成分也大大的減少。而且輸出電壓的平均值也得到提高，這就是濾波的作用。2接入濾波電容后，二極管導(dǎo)通時(shí)間變短。3負(fù)載上的電壓隨負(fù)載上的電流增加而減小。電容容量的選擇濾波電路輸出電流210.5-11.0-0.50.05-0.140.05下容量UF400020001000500200-50020020電容測(cè)量用指針萬(wàn)用表將兩表筆接觸電容兩只腳,這時(shí)表針會(huì)迅速偏轉(zhuǎn)后緩慢返回,這就是電容的充放電過程,說(shuō)明電容是好的,如果沒變化,那么交換表筆會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象的話,也說(shuō)明是好的,如果都不出現(xiàn)充放電或表針偏轉(zhuǎn)后不返回就是電容壞了。不返回就是里邊擊穿，表針一點(diǎn)不動(dòng)就是失效，大電容用1X10檔小電容用1X1K或1X10K檔量。用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)電容：將檔位打到電容檔（根據(jù)你測(cè)的電容值選檔），測(cè)試時(shí)用兩個(gè)表筆搭接電容的兩個(gè)腳，表有一定的數(shù)值，然后回到無(wú)窮大，調(diào)換表筆再試一次，這次顯示數(shù)據(jù)大小略有偏差，再回到無(wú)窮大，說(shuō)明電容是好的，如不能回?zé)o窮大，說(shuō)明漏電，如顯示無(wú)窮大，說(shuō)明內(nèi)部斷路或沒容量。濾波電路21穩(wěn)壓電路是利用能夠自動(dòng)調(diào)整輸入電壓變化的電路來(lái)使輸出的電壓不隨電網(wǎng)電壓、溫度或負(fù)載的變化而變化，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。一般有并聯(lián)型、串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電路和開關(guān)型穩(wěn)壓電路等。穩(wěn)壓電路22簡(jiǎn)單的穩(wěn)壓電路可采用穩(wěn)壓管來(lái)實(shí)現(xiàn)，在穩(wěn)壓性能要求較高的場(chǎng)合，可采用串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路（包括基準(zhǔn)電壓、取樣電路、放大電路和調(diào)整管部分）。目前市場(chǎng)上通用的集成穩(wěn)壓電路已非常普遍。集成穩(wěn)壓電路與分立元件組成的穩(wěn)壓電路相比，具有外接電路簡(jiǎn)單，使用方便、體積小、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。常用的集成穩(wěn)壓器有三端固定集成穩(wěn)壓器和三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器，它們都屬于電壓串聯(lián)反饋型。穩(wěn)壓電路23三端固定集成穩(wěn)壓器包含78XX和79XX兩大系列。78XX系列式三端固定正電壓輸出穩(wěn)壓器，79XX系列式三端固定負(fù)電壓輸出穩(wěn)壓器。78XX系列和79XX系列其型號(hào)后的XX代表輸出電壓值，有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等。其額定電流以78或79后面的字母區(qū)分，其中L為0.1A，M為0.5A，無(wú)字母為1.5A。穩(wěn)壓電路24三端固定集成穩(wěn)壓器內(nèi)部功能框圖穩(wěn)壓電路調(diào)整電路啟動(dòng)電路基準(zhǔn)電壓保護(hù)電路比較放大取樣電路INOUTGNDGNDU1U0由此可見，萬(wàn)用表不能簡(jiǎn)單的測(cè)量好壞2578xx系列輸出固定電壓典型穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路輸入電壓接1端，由2端輸出穩(wěn)定的直流電壓，3端接地電容C2用作濾波減少輸入電壓中的交流分量，還有抑制輸入過電壓作用，抵消線路中的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩。C3用來(lái)改善負(fù)載的暫態(tài)響應(yīng)，可去除輸出高頻部分一般不需要太容量的電解電容。此電路十分簡(jiǎn)單，根據(jù)需要可選擇不同型號(hào)的集成穩(wěn)壓器，如需要6V的直流電，可用7806型號(hào)的穩(wěn)壓器。1進(jìn)2出3接地267812直流穩(wěn)壓電源原理圖變壓整流濾波穩(wěn)壓負(fù)載拼接一起就是我們手中的這個(gè)完整的7812穩(wěn)壓直流電源277812直流穩(wěn)壓電源裝配圖7812管腳排列：面對(duì)有字面，管腳向下，左起輸入1腳，右起輸出2腳，中間接地3腳。把所有的元件裝在PCB板上就成了這個(gè)樣和裝配控制線路一樣，布局合理，橫平堅(jiān)直，美觀大方287812直流穩(wěn)壓電源

裝配圖實(shí)物圖29變壓器:根據(jù)P1=P2,視負(fù)載功率稍大就可，輸出電壓根據(jù)UL=0.9U2,通常選擇大于輸出電壓2-5V。濾波電容:C1大于等于220uf/35v-1000UF。穩(wěn)壓器前面輸入腳C2選用0.33uf瓷片電容。穩(wěn)壓器輸出腳為了濾除高頻信號(hào)，可選擇一個(gè)小濾波電容：取值0.1μF。穩(wěn)壓器件：LM7812。電路元器件選擇30此電路極其簡(jiǎn)單，但任何簡(jiǎn)單的電路也會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障。常見故障現(xiàn)象無(wú)直流電壓輸出輸出電壓偏高輸出電壓偏低輸出電壓含交流成分故障檢修和排除31無(wú)12V電壓輸出故障檢修和排除注意：選擇合適的量程和擋位32輸出電壓含交流成分這部分無(wú)法用萬(wàn)用表測(cè)試，也無(wú)明顯表象，可通過后面所說(shuō)的示波器來(lái)觀察其輸出波形。通常是因?yàn)闉V波電容損壞所致，可通過萬(wàn)用表測(cè)試濾波電容。用萬(wàn)表表的電容檔紅表筆接電容器的正極，黑表筆接負(fù)極直接讀其示數(shù)。與標(biāo)稱值超過允許誤差視為損壞。故障檢修和排除33輸出電壓偏高故障檢修和排除1，更換同型號(hào)整流器2恢復(fù)接地12v34輸出電壓偏低故障檢修和排除12v35示波器是一種用途十分廣泛的電子測(cè)量?jī)x器。它能把肉眼看不見的電信號(hào)變換成看得見的圖像，便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過程。示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束，打在涂有熒光物質(zhì)的屏面上，就可產(chǎn)生細(xì)小的光點(diǎn)（這是傳統(tǒng)的模擬示波器的工作原理）。在被測(cè)信號(hào)的作用下，電子束就好像一支筆的筆尖，可以在屏面上描繪出被測(cè)信號(hào)的瞬時(shí)值的變化曲線。利用示波器能觀察各種不同信號(hào)幅度隨時(shí)間變化的波形曲線，還可以用它測(cè)試各種不同的電量，如電壓、電流、頻率、相位差、調(diào)幅度等等。示波器36示波器面板認(rèn)識(shí)這款示波器是江蘇綠揚(yáng)電子儀器集團(tuán)有限公司所生產(chǎn)的一款型號(hào)為YB4328型雙蹤模擬示波器。顯示屏示波器最大頻寬型號(hào)商標(biāo)操作件37示波器垂直方向由11條刻度分成10大格，每大格也分5小格，習(xí)慣上可以叫“伏格”。不代表任何數(shù)值，大格代表電壓偏轉(zhuǎn)系數(shù)，也叫電壓幅度。水平方向由9條刻度線分成8大格，每大格又分為5小格，習(xí)慣上可以稱為“秒格”。同理，也不代表任務(wù)數(shù)值，大格代表掃描速率，也叫掃描時(shí)間。顯示部分大格表示50毫伏，小格再除以5表示50微秒38示波器39校準(zhǔn)信號(hào)電源開關(guān)電源指示光跡旋轉(zhuǎn)聚集旋鈕亮度調(diào)節(jié)探頭接口輸入耦合電壓系數(shù)擴(kuò)展顯示方式垂直位移和通道1一樣校準(zhǔn)接地觸發(fā)源垂直掃描時(shí)間系數(shù)5倍擴(kuò)展掃描方式水平位移外接觸發(fā)插口外接耦合方式觸發(fā)電電調(diào)節(jié)示波器校準(zhǔn)把各控制件置于下表位置示波器控制件名稱作用位置控制件名稱作用位置亮度居中輸入耦合DC聚焦居中掃描方式自動(dòng)位移（三個(gè)）居中極性上沿垂直方式CH1觸發(fā)源CH1電壓系數(shù)0.1V時(shí)間系數(shù)0.5MS微調(diào)（三個(gè)）右旋響耦合方式AC常態(tài)裝探頭接入校準(zhǔn)信號(hào)40調(diào)節(jié)電平使波形穩(wěn)定，調(diào)節(jié)X-Y軸位移。示波器Vp-p峰-峰值：5（格）*（伏格）0.1V=0.5V掃描時(shí)間：2（格）*（秒格）0.5Ms=1Ms頻率：1/1ms=1KHz1/0.001s=1000HZ示波器讀數(shù)探頭檢查其波形也如此顯示41探頭校準(zhǔn)電壓系數(shù)置10MV檔，探頭衰減調(diào)到10X位置，調(diào)整高頻旋鈕使波形如上頁(yè)顯示。示波器42測(cè)式變壓器輸出端交流電壓示波器控制件名稱作用位置控制件名稱作用位置亮度不變輸入耦合AC聚焦不變掃描方式自動(dòng)位移（三個(gè)）居中極性上沿垂直方式CH1觸發(fā)源CH1電壓系數(shù)10V時(shí)間系數(shù)5MS微調(diào)（三個(gè)）右旋響耦合方式AC常態(tài)從波形來(lái)看,其電壓為：Vp-p:峰峰值平時(shí)所說(shuō)的是有效值注意：這兒是以變壓器輸出電壓13.4V做為計(jì)算43測(cè)試整流未加濾波電容的波形示波器控制件名稱作用位置控制件名稱作用位置亮度不變輸入耦合DC聚焦不變掃描方式自動(dòng)位移（三個(gè)）居中極性上沿垂直方式CH1觸發(fā)源CH1電壓系數(shù)10V時(shí)間系數(shù)5MS微調(diào)（三個(gè)）右旋響耦合方式AC常態(tài)這是沒有加濾波電容的波形也就是說(shuō)如果濾波電容失效，其波形44測(cè)試整流加濾波電容的波形示波器控制件名稱作用位置控制件名稱作用位置亮度不變輸入耦合DC聚焦不變掃描方式自動(dòng)位移（三個(gè)）居中極性上沿垂直方式CH1觸發(fā)源CH1電壓系數(shù)10V時(shí)間系數(shù)5MS微調(diào)（三個(gè)）右旋響耦合方式AC常態(tài)波形做圖比較難做，近似波形45測(cè)試輸出+12V的波形示波器控制件名稱作用位置控制