直流穩(wěn)壓電源實(shí)驗(yàn)報(bào)告.doc

模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：串聯(lián)式穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 班 級(jí)： 同組姓名： 指導(dǎo)老師： 成 績(jī)： 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2012.12.252012.1.10 摘要 直流穩(wěn)壓電源一般由變壓器，整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成。變壓器把市交流電壓220V變?yōu)樗枰牡蛪航涣麟姟Ｕ髌靼呀涣麟娮優(yōu)橹绷麟?。?jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。本設(shè)計(jì)主要采用直流穩(wěn)壓構(gòu)成集成穩(wěn)壓電路，通過(guò)變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓過(guò)程將220V交流電變成穩(wěn)定的直流電，并實(shí)現(xiàn)電壓在612V可調(diào)。關(guān)鍵詞：穩(wěn)壓 變壓 整流一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握集成穩(wěn)壓電源的實(shí)驗(yàn)方法（2）掌握用變壓器、整流二極管、濾波電容和集成穩(wěn)壓器來(lái)設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源（3）掌握直流穩(wěn)壓電源的主要性能參數(shù)及測(cè)試方法（4）進(jìn)一步培養(yǎng)工藝素質(zhì)和提高基本技能二、實(shí)驗(yàn)要求1）用晶體管組成設(shè)計(jì)串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電源電路2）要求輸出：輸出直流電壓Vo12V0.2V輸出直流電流Io0-200mA電網(wǎng)電壓(220V)波動(dòng)范圍為10%輸出內(nèi)阻ro0.1輸出紋波電壓Voac2mV有過(guò)流保護(hù)3) 畫(huà)出電路圖，寫(xiě)總結(jié)報(bào)告模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)三、實(shí)驗(yàn)原理與方案選擇1、穩(wěn)壓電源的組成原理直流穩(wěn)壓電源一般有電源變壓器、整流電路、濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，基本框圖和波形變換如下：（1） 電源變壓器：將電網(wǎng)220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需的低電壓。 （2） 整流電路：一般由具有單向?qū)щ娦缘亩O管構(gòu)成，經(jīng)常采用單相半波、單相全波和單相橋式整流電路。應(yīng)用最為廣泛的是橋式整流電路，4個(gè)二極管輪流導(dǎo)通，無(wú)論正半周還是負(fù)半周，流過(guò)負(fù)載的電流方向是一致的，形成全波整流，將變壓器輸出的交流電壓變成了脈動(dòng)的直流電壓。 輸出波形： （3） 濾波電路：加入電容濾波電路后，由于電容是儲(chǔ)能元件，利用其充放電特性，使輸出波形平滑，減小直流電中的脈動(dòng)成分，以達(dá)到濾波的目的。為了使濾波效果更好，可選用大電容的電容為濾波電容。因?yàn)殡娙莸姆烹姇r(shí)間常數(shù)越大，放電過(guò)程越慢，脈動(dòng)成分越少，同時(shí)使得電壓更高。輸出波形： （4） 穩(wěn)壓電路：穩(wěn)定輸出電壓。穩(wěn)壓電路種類(lèi)很多，包括穩(wěn)壓管，串聯(lián)穩(wěn)壓，集成穩(wěn)壓器等。該實(shí)驗(yàn)中我們選用的是三端式固定輸出穩(wěn)壓器7805，78122、方案選擇串聯(lián)型穩(wěn)壓電源有兩種方案可供選擇：分立元件串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓電路和集成穩(wěn)壓塊穩(wěn)壓電路。1）分立元件串聯(lián)型穩(wěn)壓電路典型的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路見(jiàn)下圖2所示。是由調(diào)整環(huán)節(jié)，比較放大環(huán)節(jié)，基準(zhǔn)環(huán)節(jié)和取樣環(huán)節(jié)所組成的電壓負(fù)反饋閉環(huán)系統(tǒng)。取樣環(huán)節(jié)：由R1、R2和RP組成的分壓電路。它將輸出電壓U0的變化取回一部分UF（稱(chēng)取樣電壓）送刀比較放大器的基極?；鶞?zhǔn)環(huán)節(jié)：由限流電阻R3和穩(wěn)壓管DZ組成，為比較放大器T2的發(fā)射極提供一個(gè)穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓UZ。比較放大環(huán)節(jié)：由T2、R4組成，R4為T(mén)2的集電極負(fù)載電阻。比較放大器對(duì)取樣電壓UF和基準(zhǔn)電壓UZ的差值進(jìn)行放大，去控制T1的基極。調(diào)整環(huán)節(jié)：由基極偏置電阻R4及調(diào)整管組成。實(shí)際它是一個(gè)射極輸出器調(diào)整管T1起電壓調(diào)節(jié)作用，其C，E極間的管壓降UCE1受比較放大器誤差電壓的控制，由于起電壓調(diào)節(jié)作用的調(diào)整管T1與負(fù)載是串聯(lián)的，故稱(chēng)為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。2）集成穩(wěn)壓塊穩(wěn)壓電路集成穩(wěn)壓器多采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，組成框圖如圖3所示。除基本穩(wěn)壓電路外，常接有各種保護(hù)電路，當(dāng)集成穩(wěn)壓器過(guò)載時(shí)，使其免于損壞。 圖3 三端集成穩(wěn)壓器電路框圖由于分立串聯(lián)型穩(wěn)壓電路輸出電流較大，穩(wěn)壓精度較高，應(yīng)用廣泛，滿足本設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，故本實(shí)驗(yàn)采用分立元件串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓電源。最終電路圖設(shè)計(jì)四 、材料清單：1. 整流二極管 1n4001 4只2. 電解電容 1000u/25V 2只3. 三極管 9013 4只4. 大功率三極管 3A/50V 1只5. 紅色發(fā)光二極管 1只6. 大電阻： 2.7/1W 1只7. 1/4W電阻：510，1.5K，2K ，5.6K，10K， 各1只8. 電位器（可調(diào)電阻）：2.5 2只9. 瓷片電容： 0.01 2只10. 變壓器： 15V/220V 5W 1只11. 80100mm2 萬(wàn)能印刷板 1塊12. 導(dǎo)線、焊錫若干13. 二芯帶插頭電源線 1根五、元件參數(shù)計(jì)算（1）整流電路參數(shù)輸出電壓平均值：輸出電流平均值：平均整流電流：最大反向電壓：整流二極管的選擇（考慮電網(wǎng)%波動(dòng)）：六、安裝與調(diào)試1元器件的識(shí)別與檢測(cè)在將元器件插裝到印制電路板上之前，應(yīng)對(duì)所裝配的元器件進(jìn)行識(shí)別與檢測(cè)，保留合格品，更換不合格品。2元器件的插裝和焊接1） 首先在通用板上布局好各元器件的焊接位置。2） 焊接順序：電阻、二極管、IC插座、三極管、電容器，逐一焊接。先焊平面的，后焊立體的，原則是有利于焊接。要求臥裝水平、豎裝垂直、相同元件等高。要特別注意元器件的安裝方向！元件的安裝高度是否適中。3）焊接要點(diǎn)：將元件整形后插入對(duì)應(yīng)位置，電路板平放在臺(tái)面上，一手握烙鐵對(duì)焊盤(pán)和引腳同時(shí)接觸預(yù)熱，另一手持焊錫絲與焊盤(pán)處烙鐵接觸，使錫絲熔化，當(dāng)錫絲熔化一定量時(shí)（多了不好少了不行），立即將錫絲離去，烙鐵繼續(xù)保持少許時(shí)間，讓焊錫圍繞焊盤(pán)自由流動(dòng)，形成一個(gè)完全覆蓋焊盤(pán)的鐘形（忌諱球形）焊點(diǎn)。切勿將焊錫先溶化在烙鐵上再去焊接，這樣錫絲里的助焊劑在未焊接前先揮發(fā)了，不利于焊接，而且焊點(diǎn)沒(méi)有光澤。4）按照接線要求位置，將連接線焊接到對(duì)應(yīng)的插孔。注意導(dǎo)線顏色！5）剪腳：元件焊好后，將多余引腳剪掉，剪腳后的焊點(diǎn)應(yīng)露出引腳0.5-1mm。6）檢查元件有無(wú)錯(cuò)焊、漏焊，引腳是否正確無(wú)誤。7）通電測(cè)試。 3通電調(diào)試與故障排除通電調(diào)試前，應(yīng)將焊好的電路板認(rèn)真檢查，看看各個(gè)元器件有無(wú)插錯(cuò)，電容的極性是否正確，三極管（或集成塊）的管腳是否正確，整流二極管接反了沒(méi)有，確定無(wú)誤后再通電調(diào)試。通電觀察：通電后不要急于測(cè)量電氣指標(biāo)，而要觀察電路有無(wú)異?，F(xiàn)象，例如有無(wú)冒煙現(xiàn)象，有無(wú)異常氣味，手摸晶體三極管（或集成電路）外封裝，是否發(fā)燙等。如果出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即關(guān)斷電源，待排除故障后再通電。4直流穩(wěn)壓電源主要技術(shù)指標(biāo)的測(cè)試 （1）輸出電壓可調(diào)范圍的測(cè)量 按電路圖所示接線通電，用螺絲刀調(diào)節(jié)電路中電位器的大小，用萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)量電源輸出電壓的值，記錄對(duì)應(yīng)的輸出電壓UOmin和UOmax。則該穩(wěn)壓電源輸出電壓的可調(diào)范圍為UOmin UOmax 。 （3）輸出電阻Ro 將輸入端短接，在輸出端加一個(gè)直流電源U，用萬(wàn)用表直流電流檔測(cè)量輸出端電流I,輸出電阻R=U/I. （4）最大輸出電流和輸出保護(hù)電流的測(cè)量 按圖接好電路，在空載下調(diào)節(jié)電路板上的電位器，用萬(wàn)用表測(cè)量輸出端電壓，使輸出端電壓為12V。在輸出端接一個(gè)負(fù)載電位器，通電，用螺絲刀調(diào)節(jié)負(fù)載電位器，用萬(wàn)用表電流檔測(cè)量負(fù)載電位器上的電流，測(cè)出最大輸出電流。五、結(jié)論與心得首次接觸這些電子元器件，剛開(kāi)始制作無(wú)從下手，購(gòu)買(mǎi)到工具后沒(méi)有急著制作。第一步，查找電路實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)相關(guān)資料，了解實(shí)驗(yàn)原理，確定好實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，畫(huà)出電路圖，認(rèn)真分析電路圖并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。第二步，先是查找資料及說(shuō)明書(shū)，在網(wǎng)上看操作視屏，了解萬(wàn)用表、電烙鐵等工具的使用方法。第三步，接著就是用萬(wàn)用表以及網(wǎng)上查找資料識(shí)別和測(cè)量電子元器件的相關(guān)信息。第四步，就是開(kāi)始將元器件焊接到電路板上。第五步，仔細(xì)檢查焊接結(jié)果后通電測(cè)試。其中第四步的焊接我感覺(jué)對(duì)初學(xué)者有些難度，缺乏焊接經(jīng)驗(yàn)。對(duì)電烙鐵的選擇，使用，以及在焊接中錫絲融化的多少才合適，烙鐵頭接觸錫絲以及元器件的時(shí)間長(zhǎng)短，還有助焊劑松香的搭配使用，元件的剪腳等都會(huì)影響焊接的結(jié)果。我們整整花了5個(gè)多小時(shí)的焊接才大致完成焊接過(guò)程。在這次制作實(shí)驗(yàn)中我學(xué)到了很多東西，對(duì)此也很感興趣，也學(xué)到了不少焊接的經(jīng)驗(yàn)，學(xué)會(huì)對(duì)一些簡(jiǎn)單的元器件的識(shí)別與檢測(cè)，了解了一些工具的使用方法。最令我感到有成就感的是在大家很多測(cè)試不成功的電路板中我們的電路板直接一次性通過(guò)測(cè)試，完全沒(méi)有改接。唯一感到有所遺憾的是電路板焊接反了。這樣的實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)了我們的動(dòng)手能力，所謂熟能生巧，在布線，焊接，檢查電路各種方面我們都有很大的提高。一個(gè)實(shí)驗(yàn)只要認(rèn)真對(duì)待，不管結(jié)果怎樣，我們一定會(huì)有收獲。六、參考文獻(xiàn)1 童詩(shī)白，華成英主編. 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第四版. 高等教育出版社，2006.2 陳大欽. 電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（電子電路實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)，仿真），高等教育出版社 3 上網(wǎng)查找的資料